CC BY
7
УДК 656.25
МОЙСЕСНКО В.1., д.т.н., профессор (УкрДАЗТ); КУРЦЕВ М.С., зав. лабораторieю (УкрДАЗТ).
Використання нестацiонарного коефiцieнту оперативно!' готовностi для оцшки роботи систем залiзничноl автоматики
Вступ
В роботi залiзничного транспорту на протязi багатьох рокiв людина е одним з головних чинниюв забезпечення показни-кiв його функщонування. Вiд якостi вико-нання робгг з технiчного обслуговування систем керування рухом поiздiв значною мiрою залежать показники безпечносп.
1снуюча система показнимв у пере-важнiй бiльшостi орiентована на технiчну складову, тому дослщження впливу люд-ського фактору на роботу транспортного механiзму е актуальними.
Анал1з досл1джень та публ1кац1й
Вiдомi роботи [1-6], в яких розгля-даються питання визначення показникiв безпечносп та надiйностi технiчних засо-бiв i зокрема систем керування та регулю-вання рухом по'здв. Зокрема у норматив-них документах [4] визначений такий пе-релiк основних показниюв:
Показники функцшно'' безпечностi:
• Qн () - iмовiрнiсть небезпечно'' вiдмови технiчного засобу або комплексу техшчних засобiв (за час t);
• Qнi () - iмовiрнiсть небезпечно'1' вщмови одного елементу;
• Рб () - iмовiрнiсть безпечно'' роботи техшчного засобу або комплексу техшчних засобiв;
• 1н () - iнтенсивнiсть небезпечних вщмов технiчних засобiв або комплексу техшчних засобiв;
• Тсрн - середнш наробiток до небезпечно'1 вщмови техшчного засобу або комплексу техшчних засобiв.
Додатковi показники безпечносп:
• ан() - параметр потоку небезпечних вщмов;
• Тн - середнш наробггок на не-безпечну вщмову ^ж небезпечними вiд-мовами);
• Кб - коефщент готовностi до безпечно'1 роботи;
• Кб (t) - функщя готовностi до безпечно'' роботи.
Показники безвщмовносл:
• Q(t) - iмовiрнiсть вiдмови техш-чного засобу або комплексу техшчних за-собiв;
• Р(^ - iмовiрнiсть безвщмовно'' роботи технiчного засобу або комплексу техшчних засобiв;
• х({) - iнтенсивнiсть вiдмов техшчного засобу або комплексу технiчних засобiв;
• Тср - середнiй наробггок до вщ-
мови технiчного засобу або комплексу техшчних засобiв.
Додатковий показник безвщмовнос-
тi:
а
({) - параметр потоку вщмов.
Показники ремонтопридатносл: • РВ ^) - iмовiрнiсть вщновлення;
• Тв вiдновлення;
середня тривалють
Ж)
штенсивнють вiдновлення.
Показники довговiчностi:
• Тр - середнш ресурс;
• Тсл - середнш строк служби. Показник збережносп:
Т
- середнш строк збережнос-
ть
У системах промислово! автоматики [5] ^м вказаних показникiв використовуеться нестандартний
коефiцieнт оперативно! готовностi та коефщент оперативно! готовностi в стащонарному режимi, який визначае iмовiрнiсть того, що об'ект, який знахо-диться в режимi очiкування буде працез-датним у заданий момент часу.
Мета роботи
Метою роботи е дослщження ком-плексних показникiв оперативно! готовности з урахуванням специфши викорис-тання систем залiзнично! автоматики.
Викладення основного матер1алу
Аналiз функщонування систем заль знично! автоматики та телемехашки (систем електрично! централiзацi!, автоблоку-вання, пере!зно! сигналiзацГ! та ш.) пока-зуе, що бшьшють часу свого функщону-вання вони знаходяться в режимi очжу-вання, встановлення маршруту потяга то-що. Так, за статистичними даними [ДЦ] черговий по станцГ! або по!зний диспетчер в середньому на встановлення маршруту витрачае 18 - 20% робочого часу. У зв'язку з цим доцшьно розглянути можли-вють використання нестащонарного кое-фiцiенту оперативно! готовносп при фор-муваннi показнимв, що регламентують функцiонування систем залiзнично! автоматики.
Пiд режимом очiкування розумiеться знаходження об'екта при повному або по-легшеному навантаженнi без виконання основних (робочих) функцш. За час знаходження об'екта в режимi очшування можливе виникнення вiдмов та вщнов-лення його працездатностi. Використання за призначенням вщбуваеться в заданий момент часу, при цьому потрiбно безвщ-мовне виконання об'ектом основних фун-кцiй.
Цей показник характеризуе ймовiр-нiсть безвщмовно! роботи об'екта в штер-валi часу вщ г до г+г0 та визначаеться з виразу
¥ {
я(г, г+^ Ь^Ёв +Х )<
к=1
<г<г+го <вк+1 -X,Н
(1)
де Щ, г+г0) - ймовiрнiсть того, що об'ект буде працювати безвiдмовно на протязi заданого часу роботи г0, почина-ючи з моменту часу г, чи ймовiрнiсть того, що штервал часу [, г+г0 ] цшком попа-
дае всередину одного з iнтервалiв ©к. к = 1,2,....
тут
ЛИ
ЛИ
ли
ли
ли
_пш_
Г+Г(,
ш и_ш I
с)
Рис. 1 . Часова дiаграма, яка пояснюе ймовiрносне визначення показника я(г, г+г0): а) - тип сприятливо! поди; б) - тип несприятливих подiй
,=1
При експоненцшному закош розпо-дiлення напрацювання мiж вщмовами та часом вiдновлення з параметрами 1 та т нестацiонарний коефщент оперативно! готовностi визначаеться з виразу
, t + /0 ) =
т
1
-(1+т)г
1 + т 1 + т
.(2)
Коефiцiент оперативно! готовности у стацiонарному режимi - ймовiрнiсть того, що об'ект, який знаходиться у режимi очь кування, виявиться працездатним в дов> льний момент часу i починаючи з цього моменту буде працювати безвщмовно протягом заданого iнтервалу часу.
Цей показник характеризуе стащо-нарну ймовiрнiсть безвщмовно! роботи об'екта протягом заданого часу роботи /0 та визначаеться з виразу
к(о )= Иш (/ + /о)
(3)
Для будь-яких розподшв часу роботи мiж вiдмовами та часом вщновлення, що мають кiнцевi середнi значення / та т ,
¥
Я(/о) = ГРх(( К
г+т з
(4)
де Р¥(()= ИшРк(/) = 1 -тут -
функцiя розподiлу роботи вщ к - 1-го вщновлення до к -! вщмови при безмежному збiльшеннi номеру к, тобто розподш часу роботи мiж вiдмовами.
При експоненцiйному розподш напрацювання мiж вiдмовами та часу вщновлення коефщент оперативно! готовности визначаеться за виразом
о ) =
1 + т
(5)
де 1 - штенсивнють вщмов, год ;
т - штенсивнють вщновлення, год-1.
Скориставшись показниками статис-тично! звiтностi Укрзалiзницi [4] визна-чимо якiснi характеристики поведiнки ко-ефiцiенту оперативно! готовностi в дiапа-зонi можливо! змiни показника штенсив-ностi вiдновлення пiсля пошкоджень для залiзниць Укра!ни. Кривi на рис. 2 вказу-ють на досить значну розбiжнiсть зна-чень я(г0) мiж ними. Кращi характеристики мають Швденна, Приднiпровська та Одеська залiзницi, у яких чисельний показник коефщенту оперативно! готовности знаходиться у межах 0,575-0,58. Вщповщ-но для Швденно-Захщно!, Донецько! та Львiвськоi залiзницi маемо дiапазон 0,40,5. Найнижче значення можна спостерь гати по Львiвськiй залiзницi, що поясню-еться дуже значним рiвнем фiзичноi та морально! зношеностi основних засобiв. У той-же час за даними спостережень сере-дня тривалiсть вщновлення тсля пошкоджень складае вщ одше! до двох годин. При юнуючих релейних технiчних засобах керування та контролю для забезпечення безперебшносп перевiзного процесу не-обхiдно забезпечити значення штенсив-ностi вiдновлення не менше 0,5год.-1. В процесi планування заходiв з модершзаци iснуючих пристро!в сигналiзацii, центра-лiзацГ! та блокування, впровадження но-вих систем керування доцшьно пiдняти рiвень вимог до вказаного показника на рiвнi 0,7-0,8 год.-1.
Висновки
Запропонований пщхщ оцшки пока-зникiв функцiонування систем залiзничноi автоматики та приладiв безпеки дозволяе бшьш повно враховувати специфiку !х експлуатацГ!. Зокрема, при iснуючий рег-ламентно - профiлактичнiй системi техш-чного обслуговування роль людини - оператора буде вiдiгравати значну роль i на-далi. Тому використання коефщенту оперативно! готовностi для аналiзу роботи пiдроздiлiв залiзницi дозволить бшьш повно оцшити не тшьки стан технiки але й
е
оргашзащю працi техшчного персоналу по оперативному усуненню пошкоджень.
Таблиця 1.
Чисельнi значення розрахунюв коефiцieнту оперативно! готовностi
Залiзниця Показники Численнi значення розрахункiв за роками
2003 р. 2004 р. 2005 р. 2006 р. 2007 р. 2008 р. 2009 р.
Швденна P6 (< ) 0,319 0,285 0,25 0,232 0,232 0,213 0,194
R(to ) 0,772 0,806 0,841 0,859 0,859 0,878 0,897
Приднiпровська p6 (t ) 0,501 0,451 0,41 0,381 0,381 0,366 0,366
R(to ) 0,589 0,64 0,681 0,71 0,71 0,725 0,725
Л1тература
1. Грунтов П.С. Автоматизированные диспетчерские центры управления эксплуатационной работой железных дорог / С.А. Бабченко, В.Г. Кузнецов и др.; под ред. П. С. Грунтова.- М.: Транспорт , 1990. -288с.
2. Мусиенко О. Аналiз стану без пеки руху на залiзницях Укра!ни у 2008 рощ / В. Гусь, В. Крот. - Укрзалiзниця. Головне управлшня безпеки руху та екологи. 2009. - С. 3-90.
3. Дружинин Г.В. Расчеты АСУ / Г.В. Дружинин, Э.К. Лецкий, В.П. Панкратов. - М.: Транспорт , 1985. -232с.
4. Комплекси техшчних засобiв систем керування та регулювання руху по!з-дiв: ДСТУ 4178 - 2003 // Функщй на без-печнють i надiйнiсть. Вимоги та методи випробувань - Ки!в: Держстандарт Укра!-ни. 2003. - 31 с.
5. Кубарев А.И. Надежность систем, оборудования и приборов бытового назначения / Е.А. Панфилов, Б.И. Хохлов. -М.: Легпромбытиздат, 1987. - 336 с.
6. Козлов Б.А. Справочник по рас чету надежности / И.А. Ушаков. -Москва, 1975.
Анотацн:
У стати розглянуп питання визначення по-казнишв функцюнально!' безпечносп та надшносп систем залзнично!' автоматики та телемехашки, застосування нестацюнарного комплексного кое-фщенту оперативно! готовносп. Такий шдхвд за-безпечуе б1льш повне врахування впливу людсько-го фактору.
В статье рассмотрены вопросы определения показателей функциональной безопасности и надежности систем железнодорожной автоматики и телемеханики, использование нестационарного комплексного коэффициента оперативной готовности. Такой подход обеспечивает более полный учет влияния человеческого фактора.
The questions determine the parameters of the functional safety and reliability of railway automation and remote control, use of time-dependent complex coefficient of operational readiness. This approach provides a more complete account of the human factor.
Ключовi слова: нестацюнарний коефщент оперативно! готовносп, залiзнична автоматика, телемехашка, показники безпечносп, ввдмова, час вщновлення.
