Transport automation research Transport automation research Автоматика на транспорте 2412-9186 81811 Живучесть, надежность, безопасность VIABILITY, RELIABILITY, SAFETY Живучесть, надежность, безопасность Generalised mathematical body of the operational process of automation and remote control system Обобщенная математическая модель процесса эксплуатации систем автоматики и телемеханики ШАМАНОВ Виктор Иннокентьевич I Shamanov V I shamanov_vi@mail.ru Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II ru Moscow state university of railway engineering (MIIT) ru 25 06 2016 25 06 2016 2 2 163 179 12 06 2016 15 06 2016 https://atjournal.ru/en/nauka/article/81811/view

В статье приведены методы формализации эволюции ресурса надежности систем автоматики и телемеханики в процессе их эксплуатации от пуска в работу до списания и утилизации. Эти системы являются долгоживущими, и во время их эксплуатации (два-три и более десятка лет) меняется как состав системы в результате модернизаций и капитальных ремонтов, так и требования к системе по качеству интервального регулирования движения поездов. За это время могут существенно измениться также способы технического обслуживания за счет, например, расширения возможностей автоматического контроля предотказных состояний элементов системы. Системы автоматики и телемеханики относятся к большим техническим системам, математическое описание процессов эволюции показателей их надежности встречает определенные трудности. Для больших технических систем не совсем подходят широко используемые в теории надежности понятия «состояние приработки», «новое состояние», «стареющее состояние», «предотказное состояние». Использование математического аппарата марковских процессов затрудняется, например, тем, что в процессе анализа надежности системы при проявлении деградационных процессов необходимо учитывать далекую предысторию, что могут обеспечить только так называемые «стареющие законы». Математическая модель системы автоматики и телемеханики оказывается не очень удобной для практического использования вследствие своей громоздкости из-за большого количества элементов, которые могут находиться в различных состояниях. Поэтому встает задача приведения состояний модели системы, принадлежащих одному и тому же подмножеству, к обобщенному состоянию. Модель укрупненной системы в новом фазовом пространстве в определенном смысле должна описывать функционирование исходной системы. Предложенные математические модели позволяют, при использовании математического аппарата марковских процессов с доходами и динамического программирования, разрабатывать методы и стратегии управления техническим обслуживанием систем автоматики и телемеханики, обеспечивающие наибольшую эффективность их функционирования.

The article provides the results of developing the methods of formal characterisation of reliability evolution for systems of automation and remote control during its operation from the moment of starting operation till discarding and recycling. These systems are long-living and during the period of its operation, that is about two-three decades and even more, the composite of the system is changing because of modernization and complete repairs, and the requirements to this system for the quality of separation of train traffic can change also. The methods of maintenance can also significantly change within this time, because of, for example, the enhancement of possibilities for automatic control of system components pre-failure. Systems of automation and remote control are big technical systems, and mathematical description of the processes of its reliability evolution runs into certain difficulties. Terms «break-in state», «new state», «ageing state», «pre-failure state», widely used in theory of reliability, are not quite suited for big technical systems. Using of body of mathematics of Markov processes is made difficult by the fact, for example, that during the analysis of system reliability when degradation processes appear, it is necessary to consider a long-ago prehistory, that can be provided only by «ageing laws». Mathematic model of the system of automation and remote control turns out not very convenient for its practical use because of the fact, that the resulting model is enough massive by the reason of big number of components in the system, and each of the can be in one of several states. As a result, the problem of enlarging the model states to the generalised state of the system, that belongs to the same subset. Enlarged system operation, within the new phase space in some way should describe the operation of original system. Suggested mathematical models allow, using the body of mathematics of Markov processes, to develop methods and strategies of maintenance management for the systems of automation and remote control, that provide the highest efficiency of its operation.

 системы автоматики и телемеханики состояния систем эволюция во времени надежность эксплуатация расходы математические модели марковские процессы динамическое программирование automation and remote control systems system states time evolution reliability operation expenses mathematical models Markov processes dynamic programing