Повышение надёжности автоматизированных систем управления движением поездов на базе современных программно-аппаратных решений

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………….... 4
ГЛАВА 1. Проблема повышения надежности автоматизированных систем управления ………………………….......................................... 9
1.1 Специфика автоматизированных систем управления движением поездов
9
1.2 Надежность автоматизированных систем управления и методики повышения надежности
10
1.3 Возникновение опасных отказов 13
1.4 Обзор исследований и публикаций, посвящённых проблеме повышения надежности работы автоматизированных систем управления железнодорожным движением 16
1.5 Постановка задач исследования 19
Выводы по главе 1 .................................................................................... 20
ГЛАВА 2. Концептуальное Описание Метода Повышения Надежности Автоматизированной Системы Управления

22
2.1 Использование многоатрибутной декомпозиции при проектировании автоматизированных систем 24
2.2 Определение компонентов на основе иерархической структуры 27
2.3 Установление функциональных связей внутри исследуемой системы 28
2.4 Выделение типов модулей 31
2.5 Определение процессов, приводящих к опасным ситуациям 32
Выводы по главе 2 .................................................................................... 33
ГЛАВА 3. Математическое описание системы 34
3.1 Выбор версий и расчет приоритета резервирования 34
3.2 Многоатрибутивная декомпозиция АСУ 39
3.3 Применение блокирующих модулей 42
3.4 Определение целевой вероятности опасных отказов 45
3.5 Реализация блокирования опасностей и отказов 48
Выводы по главе 3 .................................................................................... 50
ГЛАВА 4. Применение разработанной системы анализа и повышения надежности 52
4.4 Имитационное моделирование системы 52
4.5 Последовательность выполнения алгоритма 56
4.6 Программная реализация системы 62
Выводы по главе 4 .................................................................................... 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ .............................................. 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................... 66
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................ 72
Приложение А. Диплом II степени в Международном научно-Исследовательском конкурсе RESEARCH INNOVATIONS 2020

72
Приложение Б. Сертификат участника III Международного научно-исследовательского конкурса Prospective research solutions

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в России ведущие производственные и промышленные компании сталкиваются с необходимостью повышения конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках. Одним из способов достижения этой цели является оптимизация и совершенствование основных технологических процессов производства.
Основным активом ОАО "Российские железные дороги" является железнодорожная инфраструктура, которая включает в себя средства технические средства автоматики и телемеханики. Однако содержание железнодорожной инфраструктуры требует значительных затрат на текущую эксплуатацию, модернизацию и устранение неисправностей технических средств. Перебои в работе объектов инфраструктуры могут привести к задержкам в движении поездов и дополнительным расходам для транспортной компании.
Большинство отказов автоматизированных систем управления связано с износом технических средств, в связи с чем возникает проблема рационального распределения ограниченных материальных и финансовых ресурсов для поддержания надежности объектов транспортной инфраструктуры. Для решения этой проблемы Российская железная дорога внедряет методологию управления ресурсами, управления рисками и анализа надежности (УРРАН). Согласно этой методике, первостепенное значение имеют показатели качества транспортного процесса, а состояние технических средств определяет приемлемый риск выхода из строя в соответствии с параметрами их надежности.

Весь текст будет доступен после покупки

Обеспечение технологического процесса железнодорожных перевозок транспортной компании требует, помимо непосредственного использования подвижного состава, разветвленной и географически распределенной сети инфраструктуры железнодорожного транспорта. Согласно [44], инфраструктура общественного железнодорожного транспорта (далее транспортная инфраструктура) - это технологический комплекс, который включает железнодорожные пути общего пользования и другие сооружения, железнодорожные станции, оборудование электроснабжения, сети связи, системы сигнализации, централизации, блокировки., информационные системы и системы управления движением и другие, которые обеспечивают функционирование этого комплекса здания, сооружения, сооружения, оборудование и оборудование, используемые для обеспечения безопасности и безопасности дорожного движения. и оборудования.
Управление движением поездов - это сложный технологический процесс, состоящий из множества частных технологических процессов, в реализации которых участвует большое количество людей, технических средств и систем, различных предприятий и организаций. Автоматизация управления и управления движением поездов осуществляется с помощью микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), которые являются одним из элементов железнодорожного транспортного комплекса.
Современный уровень развития систем управления характеризуется широким использованием микроэлектроники и микропроцессорных технологий для их создания. Это не только позволяет значительно расширить функциональные возможности по сравнению с релейными системами, но и требует разработки новых принципов их конструкции и технической реализации.
Среди автоматизированных систем управления и контроля движения поездов можно выделить:
1) системы автоматической блокировки на основе микропроцессорных технологий;
2) микропроцессорные и компьютерные системы электрической централизации;
3) системы управления движением поездов;
4) Микропроцессорные устройства для контроля работоспособности транспортных средств;
5) системы локомотивов на основе микропроцессора для обеспечения безопасности поездов;
6) автоматизированные комплексы для тестирования и диагностики комплектующих подвижного состава.
Автоматизированные системы, в свою очередь, построены в соответствии с иерархической структурой и включают в себя множество подсистем.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ 24.701-86 Единая система стандартов автоматизированных систем управления. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения [Текст]. –введ. 01.07.87. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 11 с.;
2. Изерман Р. Цифровые системы управления. М.: Мир, 1984, 541 с.;
3. Кузнецов, П. А. Модификация метода последовательной оценки и отсеивания вариантов структурно-сложных объектов АСУ / П.А. Кузнецов, Н.А. Бесчастная, К. К. Бахмарева, О.А. Антамошкин, А.Н. Антамошкин // Вестник СибГАУ. – 2012 . – Вып. 6 (46). – С. 97–100.;
4. Kovalev, I.V. Multi-version design of fault-tolerant software in control systems / I.V. Kovalev, M.Ju. Slobodin, R.Ju Tsarev // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2006, № 5. – С. 61–69.;
5. ГОСТ 27.310-95: Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. – М. : Стандартинформ, 1995. – 14 с.6 Кузнецов, П.А. Надежность и безопасность АСУ / П.А. Кузнецов // Сб. статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы – проблемы и решения». – В 2 т. – Т. 2. – Красноярск. – 2013. – С. 171–174;
6. Перроте, А. И. Вопросы надежности РЭА / А.И. Перроте, М.А. Сторчак. – М. : Сов. радио. – 1976. – 185 с.;
7. Кузнецов, П. А. Модификация метода последовательной оценки и отсеивания вариантов структурно-сложных объектов АСУ / П.А. Кузнецов, Н.А. Бесчастная, К. К. Бахмарева, О.А. Антамошкин, А.Н. Антамошкин // Вестник СибГАУ. – 2012 . – Вып. 6 (46). – С. 97–100;
8. Кузнецов, П.А. Реализация метода Волковича и Михалевича при проектировании системы автоматического регулирования параметра технологического процесса [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://econf.rae.ru/article/6855 (дата обращения: 18.06.2012).;
9 Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». – 2-е изд, с изм. – М. : ФГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». – 2004. – 28 с.;
10 Басманов, П.И. Средства индивидуальной защиты органов дыхания : Справочное руководство / П.И. Басманов. – СПб. : ГИИП «Искусство России», 2002. – 400 с.;

Весь текст будет доступен после покупки