Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развития железнодорожного транспорта актуальной задачей является проблема синтеза новых и совершенствование существующих систем управления движением поездов, характеризующихся высокими показателями эффективности и обеспечивающих при этом требуемый уровень безопасности, надежности функционирования и живучести.
Достижение этих показателей предполагает внедрение новых технологий и новых методов технической эксплуатации, основанных на использовании современных средств микроэлектроники и вычислительной техники.
Основными техническими средствами, обеспечивающими автоматическое регулирование и безопасность движения поездов, являются устройства и комплексы автоматизации и телемеханики. Надежная работа этих устройств исключает неоправданную задержку поездов, что позволяет значительно повысить качество всего технологического процесса перевозок. Одним из важных элементов комплексов автоматики и телемеханики, являются системы передачи информации, функциональная надежность и эффективность использования которых в большой степени определяют количественные и качественные показатели систем управления движением поездов.
Одним из основных направлений решения задачи повышения надежности и эффективности использования систем передачи информации является обеспечение заданных параметров технологического оборудования этих систем з течении всего срока эксплуатации. При этом необходимо и совершенствование методов и средств технического обслуживания. Это в свою очередь включает и совершенствование процесса определения технического состояния аппаратуры и оборудования, т. е. процесса измерения электрических параметров, и постоянного их анализа.
Анализ используемых методов и способов контроля и определения технического состояния объектов показал, что применяемые в настоящее время ручные или полуавтоматические способы с использованием комплексов разнотипных измерительных приборов, количество которых обусловлено многообразием параметров и разнообразием их количественных характеристик обладают существенными недостатками:
1.Значительные погрешности измерений и анализа полученных результатов во многом определяются квалификацией обслуживающего персонала.
2.Высокие трудозатраты.
3.Низкое быстродействие процессов измерения и формирования решения.
4.Снижение эффективности использования аппаратуры по функциональному предназначению.
Разработанные автоматизированные измерительные системы (АИС), построенные на новой элементной базе микроэвм обеспечивают высокое быстродействие, требуемую точность при измерении параметров, но не устраняют остальные недостатки ручного и полуавтоматического способов измерения и выработки решения, кроме того обладают и таким недостатком как высокая стоимость.
Комплексное решение проблемы автоматизации процесса контроля технического состояния систем передачи информации (контроля и измерения параметров, анализа результатов и выработки адекватного решения) в процессе их Функционирования обеспечивают системы технического диагностирования, включающие аппаратные и программные средства , внедрение которых позволяет:
существенно снизить трудозатраты оценки состояния объекта:
обеспечить высокую степень достоверности информации о техническом состоянии аппаратуры и комплексов;
исключить возможности вмешательства субъективных факторов использованием жесткого программного обеспечения:
накапливать, хранить и документировать информацию о количественных характеристиках параметров и тенденциях их изменений;
повысить оперативность управления технологическими процессами;
формировать информационное поле для прогнозирования технического состояния аппаратуры и оборудования;
существенно снизить трудозатраты на ремонт и восстановление;
обеспечить статистический контроль состояния параметров;
формировать информационные компоненты технического обслуживания "по состоянию", что в совокупности обеспечивает повышение надежности технических средств систем передачи информации и повышение эффективности их использования.
Таким образом разработка автоматизированной системы контроля и диагностирования технического состояния комплексов систем передачи информации является важной научно-технической задачей, направленной на повышение их надежности, качества функционирования и обслуживания, а также эффективности в организации процесса управления движением поездов.
Цель работы. Разработка методов и технических средств автоматизированного измерения и контроля электрических параметров , с целью эффективной и качественной оценки технического состояния аппаратуры и комплексов систем передачи информации , с учетом многообразия факторов воздействующих на этот процесс. Основное внимание при этом сосредоточено на определении оптимального набора и количества контролируемых параметров, разработке эффективных алгоритмов и программ измерения, контроля и оценки полученных при этом результатов.
Методика исследования. При проведении теоретических исследований были использованы основные положения теории множеств, теории вероятностей, теории электрических цепей, теории передачи информации, теории и методов оптимизации.
Для разработки и исследования моделей применялись методы мо-
делирования с математическим описанием процессов и с проверкой полученных результатов при исследовании путем опытной эксплуатации элементов разрабатываемой автоматизированной системы контроля технического состояния (АСК ТС) систем передачи информации (СПИ).
Научная новизна заключается в применении метода комплексного исследования и разработки динамического компонента базы данных и структуры АСК ТС, в разработке методики определения оптимального набора и количества контролируемых параметров, основанной на многокритериальной комплексной оценке весовых коэффициентов с учетом показателей информационно-энергетических связей и надежности функциональных узлов обеспечивающих их формирование и преобразования, в использовании программ быстрых преобразований Фурье при создании программного обеспечения.
Практическая ценность работы заключается в тщательном и глубоком обосновании необходимости разработки и внедрения АСК ТС радиоэлектронных систем, в разработке ее рациональной структуры, алгоритма и вариантов программного обеспечения ее функционирования. В разработанных методиках определения оптимального набора и количества контролируемых параметров, внедрении рациональных сроков технического обслуживания систем передачи информации в реальных условиях их эксплуатации.
Реализация работы. Положения диссертационной работы были использованы в выполнении научно-исследовательских и опытно- конструкторских работ проведенных в ВИПС ("Сарафан" 1990 г. "Эффект" 1993 г. " "Кольцо-ПС" 1995 г.) при разработке и корректировке технических заданий на разработку новых образцов систем передачи информации. Разработанные методики, алгоритмы, программы и предложения были использованы в деятельности практических подразделений Министерства путей сообщений. Министерства связи и Федерального агенства правительственной связи и информации при президенте РФ.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в трех
статьях з сборниках РГОТУ ПС г. Москва, ВИПС г. Орел и ВВИУС С-Пе-тербург.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложений. Основная часть диссертации содержит 138 страниц машинописного текста, в том числе 12 таблиц и 25 рисунков. Список использованной литературы содержит 60 наименований.