CC BY
9
осей 0х; , достаточны для обеспечения настраива- дения рациональных диапазонов изменения настроечных параметров. Алгоритм основан на использо-
емости в любой произвольной точке этого отрезка Утверждение 2. Максимально целесообразные
вании программно-алгоритмической системы нахождения и использования областей работоспособности диапазоны изменения параметров настройки , (СНИОР) аналоговой радиоэлектронной аппаратуры
[7,8] . Отличительной особенностью СНИОР является ] = 1,т , определенные на множестве 2П% вершин ее ориентация на технологию параллельных (распределенных) вычислений.
бруса допусков £2 „ , достаточны для обеспечения
^ 17 §хг В докладе приведены примеры практического ис-
настраиваемости при любом X6Qa
пользования предложенного алгоритма при проектировании настраиваемых схем аналоговой радиоИспользование приведенных выше утверждений электронной аппаратуры, позволяет предложить эффективный алгоритм нахож- Работа выполнена при финансовой поддержке
гранта РФФИ (проект №14-08-00149 а).
ЛИТЕРАТУРА
1. Авхач М.Я., Игнатов А.А., Краснов И.А., Саушев А.В. Методика определения оптимальных параметров настраиваемых элементов технических объектов // Изв. вузов. Радиоэлектроника - 1981. - Т.
24, № 11. - С. 77-79.
2. Кривошейкин А.В. Точность параметров и настройка аналоговых радиоэлектронных цепей. - М.: Радио и связь, 1983.
3. Абрамов О.В. Проектирование технических систем с элементами настройки // Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2. - С. 51-55.
4. Абрамов О.В. Выбор минимальной совокупности настроечных параметров // Информатика и системы управления. - 2015. - № 2. - С. 23-32.
5. Дмитришин Р.В. Оптимизация электронных схем на ЭВМ. - Киев.: Техника, 1980.
6. Абрамов О.В. Выбор элементов настройки при ограниченной априорной информации // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий / Материалы XII междунар. научно-практ. конф. М.: НИУ ВШЭ. - 2015. - С. 132-134.
7. Дедков В.К. Компьютерное моделирование характеристик надежности нестареющих восстанавливаемых объектов / В.К. Дедков, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 368-370.
8. Абрамов О.В., Назаров Д.А. Программно-алгоритмический комплекс построения, анализа и использования областей работоспособности // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2015. - № 2. - С. 16-26.
УДК 621.396.98.004.1 Затучный Д.А.
Московский государственный технический университет гражданской авиации, Москва, Россия
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ, ПЕРЕДАВАЕМОЙ С БОРТА ВОЗДУШНОГО СУДНА
В РЕЖИМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАВИСИМОГО НАБЛЮДЕНИЯ
В статье предложен метод оценки достоверности навигационной информации, передаваемой с борта воздушного судна в режиме автоматического зависимого наблюдения. Для реализации этого метода предлагается использовать статистическую информацию по эксплуатации систем, аналогичных основной. Производится модернизация этого метода за счёт использования не одной, а нескольких вспомогательных систем. Приведены результаты сравнения метода с известными методами оценки надёжности систем — методами плоскости и прямоугольника. Сделан вывод, в каких случаях предложенный метод даёт более точную оценку.
Ключевые слова:
автоматическое зависимое наблюдение, основная и опорная система, максимум функции, отказ системы.
Навигационная информация в режиме автоматического зависимого наблюдения передаётся по линии передачи данных с борта воздушного судна. Соответственно, возникает проблема оценки достоверности передачи информации такой системой [1].
Предположим, что на основе одного и того же набора элементов, составляющих линию передачи данных с параметрами надёжности р = (л Р2,Рз) , построены две различные системы с функциями
надёжности К(р) и К^ (р), которые будем называть соответственно основной и опорной.
В качестве опорной сети будем использовать последовательную в смысле надёжности систему, т.е. систему, состоящую из элементов, соединённых последовательно, без наличия любого вида резерва (нагруженного или ненагруженного) по любому из этих элементов. Функция надёжности такой системы имеет вид:
2)
R
3 ,
W = П Рг ,
i—1
где 1± - это количество элементов 1 -го типа в системе.
Предположим, что имеется следующая информация о линии передачи данных, используемой во время полёта ВС [2]:
1) каждый 1 -й элемент, входящий в систему, использовался N. раз или имеется информация по его использованию на других ВС;
di раз из этого числа происходил отказ. В
качестве оценки с вероятностью у для надёжности всей сети берётся оценка надёжности для одного отдельно взятого типа элемента с минимальным объёмом использования во время полёта ВС в предположении, что для него получено так называемое "приведённое" число отказов, вычисляемое по формуле:
Ь, = N. (1-Р) , 1 = 1,...,3 (2)
где Р - это точечная оценка надёжности опорной сети, вычисляемая по формуле:
р-П(> - f
i—1 V
А
г У
Нахождение оценки надёжности основной системы сводится к задаче нахождения минимума R — min R(p) при ограничениях: 3
П
г—1
PI * RL
Как показывают экспериментальные данные [3], переменную р1 следует представить в виде:
р1 = е 22 . Далее задача заключается в нахождении
максимума функции / () при ограничении:
(5)
hz\+ hz2 + I3Z3 - - ln R
m
Максимум достигается в одной из точек вида
, 2 7 ,0), ,0,0), (0,0, 2 7) } ,
11 ,„ я
В этом легче всего убедиться из геометрических соображений, решая задачу нахождения максимума выпуклой функции на выпуклом множестве.
В случае данной задачи в качестве основной рассматривается сеть связи, представляющая из себя последовательно-параллельную систему. При этом один из её "элементов" (среда распространения сигнала) не имеет резерва. В этом случае
оценка надёжности находится по формуле:
( , "
. (7)
Я = 1 - 1 -Я 1
V
у
Это следует из того, что функция надёжности
любой последовательно-параллельной вычисляется по формуле:
т
структуры
я(Р)=|1 (1 - ^).
7=1
Произведём улучшение метода вспомогательной структуры для получения максимальной оценки надёжности линии передачи данных путём введения ни одной, а нескольких вспомогательных сетей. В дальнейшем этот метод будет называться МВС II. Для этого необходимо рассмотреть все возможные виды областей, основанных на соотношениях > и < между величинами ¿7 .
Таких областей для системы, состоящей из 3 элементов, насчитывается 3!=6 . Критических точек в общем случае по всем таким областям будет
23 = 8 .
На каждой из таких областей мы подбираем для
вспомогательную
основной системы
1 ^
1 -я
(я' £
1-
1 - (я
(
1-
- (а' К
Лщ1
1- (Я7 1/1+/2+/3
(
сеть, по каждой из них находим минимум способом, описанном выше, и далее из этих минимумов находим минимальное значение, которое и будет являться оценкой надёжности линии передачи данных с борта ВС.
Рассмотрим пример. Пусть на борту ВС используется линия передачи данных, данные об объёме использования по каждому типу элемента и количестве элементов по каждому типу мы занесём в таблицу 1.
Информационные данные Таблица 1 о линии передачи данных
/ 1 2 3
N N1 N2
d1 dl d2 dз
щ "1 п2 "3
В таблице 1 приняты следующие обозначения: N7
- объём использования каждого типа элемента, dj
- количество отказов по каждому типу элемента, щ - количество элементов 7 -го типа.
Функция надёжности такой системы имеет вид: 3
Я(р)=П (1 -(1 - А )щ )
Будем находить минимум этой функции по области, заданной ограничениями:
lizi <- 1п я
X
7=1
¿1 < ¿2 < ¿3
Область < 22 < 23 обозначим как Ст,
(10)
Оценка вероятности безотказной работы такой системы при заданной дополнительной информации такого рода будет находиться как минимальная из величин [4]:
1 ЛЩ2
1/2 +3
У
(я7
1 - (я
1 \"3
(я7
1-
- Я к
ч«2
1- (Я' К +/2 +/3
(
1-
- (я' К
Лщ3
1- (Я' 1/1 + /2 +/3
(11)
Очевидно, что оценка вероятности безотказной работы системы, полученная методом вспомогательной структуры, улучшается по мере увеличения разбиения области и использования вспомогательной структуры по каждому элементу разбиения.
ДО
работы в случае меньшего разбиения области, входят как составная часть в состав точек для большего разбиения, т.е. Gm ^т+1 (12) и, следовательно, Rмвc м < Rмвc (m+l) . (13) Преимущества, которые дают методы вспомога-Этот факт следует из того, что точки ¿с , по тельной структуры по сравнению с методами плос-которым ищется оценка вероятности безотказной кости и прямоугольника, приведены в таблице 2.
Сравнение методов вспомогательной структуры Таблица 2
с методами плоскости и прямоугольника N1= 50 N2=20 N3=10 П1=2 П2=1 пэ =3
2 = -
*
1
1
У
ч
V
У
1
1
1
V
V
ч
у
К-во отказов по каждому типу канала связи МВС II МВС I Метод прямоугольника Метод плоскости
^ = 0 d2 = 0 d3=0 0,9550 0,9550 0,8911 0,9550
^ = 0 d2 = 0 d3=1 0,9375 0,9314 0,8437 0,9242
d1=0 d2=0 d3=2 0,8832 0,8706 0,7733 0,8970
d1=0 d2=1d3=0 0,9242 0,9242 0,8580 0,9242
d1=0 d2=2 d3=0 0,8970 0,8900 0,8294 0,8970
d1=1 d2=0 d3=0 0, 9403 0,9245 0,8630 0,9242
d1=2 d2=0 d3=0 0,9144 0,9042 0,8301 0,8970
d1=1d2=1 d3=1 0,8898 0,8612 0,7868 0,8320
d1=2 d2=8 d3=1 0,6599 0,5492 0,6038 0,5004
Из сравнения 2 и 3 столбца таблицы 2 можно сделать следующие выводы:
1) Оценка вероятности передачи достоверной информации линией передачи данных, полученная методом, основанным на введении опорных систем тем выше, чем больше мы используем опорных систем, т.е. чем сильнее разбиение области, по которой ищется максимум;
2) В случае отсутствия отказов по каждому элементу (эта информация может быть получена из информации о полётах других ВС или в случае использования систем, структура которых в чём-то
аналогична исходной) оценка вероятности передачи достоверной информации линией передачи данных, полученная методом вспомогательной структуры, не улучшается с увеличением числа опорных систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юрков Н.К., Андреев П.Г., Жумабаева А.С. Проблема обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. - Труды Международного Симпозиума «Надёжность и качество», 2015, Т.1, с.2 01-2 03.
2. Бростилов С.А., Бростилова Т.Ю., Юрков Н.К., Горячев Н.В., Трусов В.А., Баннов В.Я., Бекба-улиев А.О. Исследование программных пакетов моделирования влияния электромагнитных воздействий на изделия радиоэлектронных средств. - Труды Международного Симпозиума «Надёжность и качество», 2015,
Т.1, с.206-209.
3. Акиншин Р.Н., Ушаков В.А., Морозов Д.В. Методика оценки эффективности автоматизированных радиолокационных систем контроля в зоне ответственности // Научный вестник МГТУ гражданской авиации. №168(6). -2011. Стр.6 6-7 6.
4. Северцев Н.А. Системный анализ определения параметров состояния и параметры наблюдения объекта для обеспечения безопасности //Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 4-10.
5. Затучный Д.А. Оценка вероятности безотказной работы при передаче информации. - Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2013, №198, с.88-90.
УДК 621.396 Панкин А.М.
ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова», Сосновый Бор, Ленинградская обл., Россия
МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ АЛГОРИТМОВ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ОБЪЕКТОВ
1. Введение
Для реализации в РФ стратегии «Импортозаме-щения» необходимо определить направления, по которым требуется пересмотреть отношение к порядку их развития. Одним из таких направлений является «Техническая диагностика», развитие которой началось с 60 -х годов прошлого века и было обусловлено крупными успехами, достигнутыми в то время, в 3-х стратегических областях: космос, атомная техника, системы ПВО. К, сожалению приходится констатировать, что это направление закончило свое развитие в конце 80 -х годов того же 20 -го века. Тогда по нему был выпущен последний ГОСТ [1], по которому приходится работать и в наше время. Причина понятна, поскольку она сказывается и во многих других областях, далеких от технической диагностики: развал Советского Союза и Госстандарта. Тем не менее, научно-технический прогресс и бурное развитие вычислительной техники, разных электронных устройств определяют необходимость пересмотра отношения к созданию новых систем диагностирования (СД) сложных и дорогих технических объектов и систем.
Особое значение приобретает создание СД, когда речь идет об объектах ядерной энергетики, в частности, каналах системы управления и защиты (СУЗ) ядерного реактора, измерительных каналах системы внутриреакторного контроля (СВРК) и другого наиболее ответственного оборудования атомной станции.
2. Пути повышения надежности основного оборудования АЭС
В наше время при создании новых объектов атомной техники существенное значение приобретает повышение надежности и экономичности основного оборудования этих объектов. При этом предлагается взамен прежнего подхода «Техническое обслуживание и ремонт по регламенту» переходить на новую стратегию «ТО и Р по техническому состоянию», которая была продекларирована концерном «Росэнергоатом» более 10 -ти лет назад. Для реализации этой концепции необходимо разработать новые методики диагностирования тех объектов и изделий, которые предполагается контролировать в процессе отработки заданного им ресурса на АЭС РФ. Это необходимо, поскольку новые атомные станции проектируются на 60 лет их эксплуатации. В случае ЯЭУ к объектам, которые нуждаются в системах диагностирования, в первую очередь, относятся:
- главные циркуляционные насосные агрегаты;
- турбогенераторная установка;
- электроприводная арматура;
- питательные и другие насосы и вентиляторы.
Диагностирование этих и других объектов предполагается выполнять на основе стационарных и переносных технических средств, входящих в системы диагностирования (СД) объектов. Создание
таких СД предлагается связать с определенным порядком действий при их построении. Для этого может быть использована методология диагностирования непрерывных технических объектов, которая впервые была представлена на одной из конференций Минатома «Создание новой техники для АЭС. Импортозамещение» в 2003 г. [2]. Эта методология в настоящее время доработана по ряду позиций [3] и предполагает решение ряда вопросов, рассматриваемых в определенном порядке, который представлен ниже. Там же изложен ряд новых элементов, предлагаемых для использования при создании алгоритмов и диагностического программного обеспечения СД новых объектов. Таким образом, в качестве задачи, поставленной перед автором статьи, являлась разработка методологии создания алгоритмов диагностирования при оценке технического состояния широкого класса объектов, в том числе объектов атомной техники, представляемых электрическими цепями. А целью данной работы является ознакомление с методологией работников других областей техники и промышленности, не работающих в атомной индустрии РФ.
Помимо этого возникает ряд вопросов по использованию устаревшей нормативной базы, которые также требуют рассмотрения с участием широкого круга специалистов, в том числе работающих в области энергетики.
3. Проблема отсутствия новой нормативной базы
Особо важным моментом, с которым приходится сталкиваться при разработке новой методологии, является наличие нормативной базы по рассматриваемым направлениям. В данном случае такими направлениями являются: «Надежность в технике» и «Техническая диагностика» (технические комитеты №119 и №132, соответственно).
В первую очередь предлагается договориться о полной и единой терминологии в части понятий и определений технической диагностики, имеющей общее значение для всех классов технических объектов.
Это необходимо сделать по двум причинам:
1. В настоящее время по надежности в технике и технической диагностике рабочими, в части основных определений, являются государственные стандарты СССР [1,4], относящиеся к 1989 г. и, в связи с последующими событиями в нашей стране, они давно не пересматривались. Попытка ввести в 2009 г. новый ГОСТ Р 27.002-2009 «Надежность в технике. Термины и определения» на основе нормативных положений международного стандарта МЭК 60050 (191):1990-12 «Надежность и качество услуг», как известно, не состоялась. В 2012 г. действие этого стандарта было приостановлено. Что же касается аналогичного ГОСТа по технической диагностике, то и квалифицированных попыток его доработки, насколько это известно, пока вообще не предпринималось.
