CC BY
76
УДК 621.396
КЛАССИФИКАЦИЯ СОБЫТИЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА НАДЁЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АЭРОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ
О.В. МИЩЕНКО, А.А. АПАНАСОВ, В.И. СЕМЕНОВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Логвиным А.И.
В настоящей работе приводится обоснование выбора классификатора событий для системы анализа надежности функционирования технических средств Аэронавигационной системы России.
Ключевые слова: классификатор событий, аэронавигационная система России.
Введение
Единая Аэронавигационная система России (АНС) - это перспективная система, которая позволит объединить комплексы технических систем и средств наземного, бортового и космического сегментов, установленные по единым правилам на объектах, взаимодействующие между собой и со смежными системами, которые при участии оперативного и инженернотехнического персонала, принимающего решения и действующего в соответствии с установленными правилами, выполняют функции Аэронавигационной системы России.
Аэронавигационная система России должна строиться на базе единой технической архитектуры, обеспечивающей функциональное и организационное единство системы и интеграцию ее элементов при соблюдении нормативных правовых актов Российской Федерации, а также Стандартов и Рекомендуемых практик ИКАО. Система должна обеспечивать организационную и информационно-техническую совместимость, а также многоуровневое взаимодействие пользователей воздушного пространства с системами органов обслуживания воздушного движения (далее - ОВД), в том числе автоматизированными.
Из-за возрастающих требований к точности, целостности, непрерывности, готовности аэронавигационной информации возрастают и требования к техническим аэронавигационным средствам, её представляющим. Следовательно, необходимо осуществлять контроль функционирования технических средств и объектов, чтобы своевременно заметить ухудшение функциональных и эксплуатационных характеристик и осуществить необходимые предупреждающие действия.
Для оценки состояния технических средств АНС и обеспечения своевременного влияния на возможные сбои в работе с целью минимизации негативных последствий разрабатывается комплексная система анализа надёжности функционирования технических средств Аэронавигационной системы России, которая позволит хранить и обрабатывать данные о функционировании средств радиолокации, радионавигации, авиационной электросвязи, средств планирования и управления воздушным движением на основе оценки их текущего состояния.
В разрабатываемой системе будут регистрироваться события, которые произошли во время эксплуатации технического средства на каждом из этапов его эксплуатации. В зависимости от типа события, произошедшего с данным оборудованием, будут выполняться определенные корректирующие действия. Для формализации событий в системе анализа надежности нужно представить события в виде классификатора. Следовательно, нужно создать классификатор событий, который будет в себя включать весь объем информации для регистрации и типизации всех возможный событий, произошедших в процессе эксплуатации технического средства.
Разработка классификатора событий
Классификатор событий для технических средств должен удовлетворять следующим положениям:
• целью классификации отказов является обеспечение решения задач надежности (анализа, нормирования, оценки и т.д.), требующих применения результатов классификации отказов;
• возможность создания и ведения банка данных о надежности технических средств;
• при классификации отказов технических средств должен быть определён конкретный вид технического средства, классификацию отказов которого следует производить;
• результаты классификации отказов необходимы для представления информации об отказах при:
о анализе, оценке и прогнозировании надежности технических средств;
о определении влияния на надёжность факторов эксплуатации технического средства;
о анализе статистики и причин отказов, а также при разработке мероприятий по их устранению;
о определении стратегии и тактики технического обслуживания и ремонта, расчета расхода запасных частей.
Система анализа надежности создается для АНС России, которая ещё не введена в эксплуатацию, поэтому классификатор событий должен составляться с учетом совместимости с Единой системой организации воздушного движения (далее - ЕС ОрВД) и должен учитывать те типы событий, которые регистрируются на данный момент организациями, которые эксплуатируют технические средства.
Для создания классификатора событий в первую очередь был использован руководящий нормативный документ «Надежность в технике. Общие правила классификации отказов и предельных состояний [1] РД 50-699-90». Данный руководящий документ распространяется на изделия, для которых в техническом задании (далее - ТЗ), тактико-техническом задании (далее -ТТЗ), технических условиях (далее - ТУ) и стандартах заданы требования по надежности, и устанавливает общие правила классификации отказов и предельных состояний (далее - ПС) [2; 3]. Из данного документа можно выделить следующие признаки классификации отказов:
• последствия отказа (достижения ПС);
• способы обнаружения отказа (достижения ПС);
• внешние проявления отказа (достижения ПС);
• механизмы отказов (достижения ПС);
• причины возникновения отказов (ПС);
• виды отказов (ПС);
• связь с оценкой показателей надежности;
• способы восстановления изделия после отказа (достижения ПС).
Также для создания классификатора событий были изучены и проанализированы акты отказов средств РТОП и связи, зафиксированных центрами ОВД.
В РД 50-699-90 изложены общие правила для классификации отказов. В актах же классификация отказов происходит по конкретной ситуации, произошедшей с техническим средством. Классификация отказов в актах может осуществляться на основании различных критериев классификации: причинам произошедшего события, его внешним проявлениям или иным критериям. То есть в актах по отказам технических средств, которые были взяты для анализа и изучения, трудно сопоставить с классификатором событий, составленным по РД 50-699-90. Так, например, в акте отказа канала авиационной фиксированной электросвязи аэродромнотехнического пункта (АДП) - узла связи в/ч ПВО «Анчоус» Нижегородского центра ОВД филиала «МЦ АУВД» ФГУП «Госкорпорация по ОрВд» под номером 1607.06-685 от 03.02.2011, фиксирующем отказ, произошедшего 22.01.2011 г. по причине выхода из строя радиорелейной станции связи (PPC), отказ классифицирован как «Отказ радиорелейной станции в в/ч ПВО
«Анчоус»», то есть тип отказа был классифицирован по названию конкретного канала фиксированной связи. А по акту отказа объекта передающего радиоцентра (ПРЦ), совмещенного с приёмным радиоцентром (ПМРЦ) Тверского центра ОВД филиала «МЦ АУВД» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» под номером 1607.06-8680 от 27.12.2010 г., фиксирующему отказ линии связи 14 декабря 2010 года, расположенной в необслуживаемом блок-контейнере из-за неисправности, произошедшей на подстанции ТП-103 в д. Глазково, отказ классифицировали как «Отказ электроснабжения». Следовательно в обоих случаях классификация события произведена по типу объекта, с которым оно случилось.
Такой способ классификации отказов, приведенный в актах, не подходит для электронной обработки, т.к. если классифицировать события согласно данному способу, то классификатор событий разрастется и нужно будет делать группировку событий, что усложнит обработку данных.
Существует несколько методов классификации событий - совокупности правил и результатов распределения заданного множества объектов на подмножества - классификационные группировки в соответствии с признаками сходства или различия. В качестве объектов классификации выступают различные номенклатуры - материалы, товары, подразделения и т.п. Эти номенклатуры требуют описания как их свойств, так и идентификации отдельных представителей.
Различают два метода классификации:
- иерархический метод;
- фасетный метод.
Иерархический метод устанавливает отношение подчинения между различными группировками. Последовательно детализируются качественные свойства объектов множеств: класс, подкласс, группа, подгруппа, вид и т.д. Ступень классификации - этап классификации, результатом которого является совокупность классификационных группировок. Классифицируемое множество объектов по некоторому основанию деления - отдельному признаку классификации или их совокупности делится на подмножества. При этом выполняются следующие условия:
• объединение подмножеств классификационных группировок одного уровня иерархии дает исходное множество объектов;
• пересечение классификационных группировок одного уровня иерархии дает нулевое подмножество.
Основные достоинства иерархической системы классификации:
- традиционность и естественность;
- большая информационная емкость;
- возможность использования различных наборов классификационных признаков для каждой иерархической ветви классификации.
Недостатками иерархической системы классификации являются:
- невозможность внесения изменений в классификатор (добавление или удаление классификационных признаков, изменение последовательности их применения) после его создания;
- трудоемкий поиск информации по произвольному сочетанию признаков классификации.
Фасетный метод классификации предполагает, что исходное множество объектов разбивается на подмножества группировок по независимым между собой признакам классификации - фасетам. Фасет - набор значений отдельного признака классификации, все фасеты взаимно независимы. Каждый объект одновременно имеет классификационные признаки из различных фасетов, а классификационные группировки создаются динамически путем задания фасетной формулы -последовательности фасет и значений классификационных признаков выбранных фасетов. Таким образом, имеет место информационная избыточность группировок, в ряде случаев невозможных по смыслу. Этот метод классификации наиболее эффективен для машинной обработки данных при использовании технологии баз данных (БД) и языков запросов высокого уровня.
Сравнивая иерархический и фасетный методы классификации, следует сделать вывод, что фасетный метод более предпочтителен по указанным выше критериям, прежде всего в связи с возможностью электронной обработки.
Проанализировав предоставленные акты и РД 50-699-90, был сформирован следующий набор фасетов:
• отказ;
• модернизация;
• ремонт;
• продление срока службы и лётной проверки.
У каждого фасета есть свой набор характеристик и набор полей для регистрации данного вида события, составленный по предоставленным актам регистрации перечисленных событий.
Так как данный метод достаточно гибок, то в процессе эксплуатации разрабатываемой системы анализа надёжности функционирования технических средств можно добавлять новые фасеты или изменять существующие.
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта (технических средств или группы технических средств). В системе регистрируются отказы технических средств объектов РТОП и связи, каналов авиационной электросвязи, объектов РТОП и связи. Таким образом, мы имеем класс события - отказ. Этот класс события может произойти с разными типами объектов, о которых хранится и обрабатывается информация в разрабатываемой системе.
При регистрации события отказа есть общие характеристики для всех типов объектов:
• наименование объекта, у которого регистрируется событие отказ;
• наименование организации (центра ОВД), к которой принадлежит объект с регистрируемым событием;
• дата и время нарушения работоспособности;
• дата и время восстановления работоспособности;
• продолжительность отказа;
• наработка после последнего технического обслуживания (ТО);
• наработка с начала эксплуатации;
• комиссия;
• председатель комиссии;
• обстоятельства:
о информация о событии;
о характер отказа;
о последствия отказа;
• анализ:
о причины;
о недостатки в организации работы;
• влияние на управление воздушным движением.
При регистрации события отказа есть индивидуальные поля. Например, для регистрации отказа канала авиационной электросвязи есть характеристика: «объекты, соединяемые данной линией связи», а при регистрации отказа объекта РТОП и связи указывается заводской номер. Часть характеристик необходимо зафиксировать на этапе регистрации события вручную, а часть рассчитывается (подставляется) системой из информационной базы.
Модернизация - усовершенствование, улучшение, обновление объекта, приведение его в соответствие с новыми требованиями и нормами, техническими условиями, показателями качества. У данного события можно выделить следующие основные характеристики: наименование, наименование организации (центра ОВД), вид модернизации, дата начала модернизации, дата
окончания модернизации, срок исполнения работ, исполнитель, заключение о техническом состоянии.
Ремонт - комплекс мероприятий по восстановлению работоспособного или исправного состояния какого-либо объекта и/или восстановлению его ресурса. При регистрации события «ремонт» важными характеристиками являются: вид ремонта, дата начала ремонта, дата окончания ремонта, срок исполнения работ и исполнитель.
При регистрации продления срока службы и лётной проверки в систему вносится информация с проведения лётной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полётов и авиационной электросвязи и другого оборудования.
В процессе эксплуатации системы анализа надёжности функционирования технических средств можно добавлять новые классы событий или изменять существующие. Используя разработанный классификатор, можно обеспечить решение задач обеспечения надежности (анализа, нормирования, оценки и т.д.), создания банка данных о надежности изделий. При классификации отказов технических средств указывается конкретный вид технического средства.
ЛИТЕРАТУРА
1. РД 50-699-90. Надежность в технике. Общие правила классификации отказов и предельных состояний.
2. Федеральные авиационные правила. Летные проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации, 2005.
3. Федеральные авиационные правила. Радиотехническое обеспечение полетов воздушных судов и авиационная электросвязь, 2007.
CLASSIFICATION OF EVENTS FOR SYSTEM RELIABILITY ANALYSIS OF THE TECHNICAL MEANS OF AERONAUTICAL SYSTEMS RUSSIA
Mischenko O.V., Apanasov A.A., Semenov V.I.
In this paper presents a rationale for the selection of the classifier system's analysis of reliability of the technical means the Air Navigation System of Russia.
Key words: classification of events, air navigation system Russia.
Сведения об авторах
Мищенко Олег Владимирович, 1987 г.р., окончил МГТУ ГА (2009), аспирант кафедры управления воздушным движением МГТУ ГА, область научных интересов - надежность технических средств в авиации, информационные технологии.
Апанасов Ахмед Анатольевич, 1987 г.р., окончил МГТУ ГА (2009), аспирант кафедры управления воздушным движением МГТУ ГА, область научных интересов - информационные технологии, аэронавигация.
Семенов Владимир Игоревич, 1984 г.р., окончил МГТУ ГА (2007), начальник лаборатории ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», область научных интересов - информационные технологии, защита информации.
