Исследование возможности определения вероятности безотказной работы распределенной радиопеленгационной системы наблюдения с учетом деградации

В результате эксперимента выяснилось, что использование электронного тахеометра и ГНСС приемников не являются обязательным требованием. Это в свою очередь существенно удешевляет стоимость системы мониторинга. Учитывая вышеизложенные, для создания систем мониторинга мостовых сооружений можно предлагать следующий состав оборудования: тензометрический датчик, инклинометр, термодатчики, метеостанция, каналы связи, сервер, программа для анализа данных, web-портал, система энергообеспечения.

Заключение

Мониторинг деформации мостовых сооружении доказывает эффективность применения этих технологий на примере проведенных исследований. Одним из основных преимуществ системы мониторинга является возможность получения данных в режиме онлайн.

Также, применение высокоточных ГНСС приемников серьезно удорожает стоимость системы мониторинга. В случае замены ГНСС приемников дополнительными датчиками стоимость системы можно снизить в несколько раз, не теряя при этом качество данных.

ЛИТЕРАТУРА

1. https://www.osha.gov/doc/engineering/EXengrptsr.html

2. РДС РК 1.04-15-2004 Правила технического надзора за состоянием зданий и сооружений. Приняты и введены в действие с 1 сентября 2004 года Приказом Комитета по делам строительства МИТ РК от 26

мая 2004 года №251.

3. Непомнящий В.Г., Ященко А.И., Осадчий Г.В. Непрерывный мониторинг мостового перехода через бухту Золотой Рог.// Дороги, №19, 2012, стр.52-56.

4. Овчинников И.Г., Овчинников И.Г., Нигматова О.И., Михалдыкин Е.С. Прочностной мониторинг мостовых сооружений и особенности его применения. Часть 1. Международный и отечественный опыт применения мониторинга. // Интернет-журнал «Транспортные сооружения», №1, Том 1, 2014, стр.1-32. http://t-s.today/PDF/01TS114.pdf

5. Саламахин П.М., Маковский Л.В., Попов В.И. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. Книга 1., под ред. Саламахина П.М. - М.: Издательский центр "Академия", 2007 г., 352 стр.

6. Ергалиев Д.С., Саханов К.Ж. Оценка параметров в задаче распознавания состояния объекта контроля. Надежность и качество-2009: Международный симпозиум.- Пенза, 2009., том 2.- с.10 -12.

7. Смагулова А., Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д. Эволюция формальной технологии. Надежность и качество-2012: Международный симпозиум.- Пенза, 2012., том 1. - С.68-70.

УДК 681.3

Журков1 А.П., Мирошниченко2 С.С., Матвиенко2 А.К., Демин2 А.А,

1ФГБОУ ВО «Московский институт электроники и математики» Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», Москва, Россия

2ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана», Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ РАДИОПЕЛЕНГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ С УЧЕТОМ ДЕГРАДАЦИИ

Рассмотрена распределенная на местности радиопеленгационная система наблюдения (РСН) и классическая модель определения вероятности безотказной работы при постоянных значениях эксплуатационной интенсивности отказов её составных элементов. Исследованы методы определения вероятности безотказной работы с учетом деградационных процессов на предмет возможности их применения к распределенной РСН Ключевые слова:

надежность, вероятность, отказ, деградация, канал связи, радиопеленгация, топология

Введение

Несмотря на повсеместное использование Глобальных спутниковых навигационных систем [1], в удалённых и малоосвоенных районах по прежнему существует необходимость применения распределённых систем пассивной радиолокации (радиопеленгации) [2], например в целях управления воз-

Распределенная на местности радиопеленгаци-онная система наблюдения (РСН) [3, 4], имеющая топологию сети типа многоуровневая звезда, состоит из аппаратуры местного диспетчерского пункта (МДП), каналов связи и необслуживаемых

которые могут

душным полётов

движением для обеспечения безопасности

радиотехнических терминалов (НРТ) быть удалены от МДП на расстояния до нескольких сотен километров (рис.1).

Рисунок 1 - Распределенная на местности РСН

Поскольку важность работоспособности РСН высока, а удаленные терминалы являются необслуживаемыми, актуальной является задача обеспечения ее надежной работы, одним из основных показателей которой является вероятность безотказной работы Ррсн- Классические методы [5-7] позволяют определять надёжность по данным эксплуатационной интенсивности отказов А, причем Л=const. Однако

такой сложный объект как распределенная РСН подвержен деградации и старению составных частей в процессе эксплуатации, поэтому возникает необходимость исследования возможности определения ^рсн с учетом деградационных процессов.

Определение вероятности безотказной работы распределенной РСН с учетом деградации

В [8-11] рассматривается классическая модель надёжности распределённой РСН, в которой эксплуатационная интенсивность составных частей A=const. Поскольку РСН является пространственно распределенной, целесообразно выделить 2 состояния функционирования - работа и отказ. В состоянии «работа» все узлы РСН функционируют полноценно, неисправности нет. Условиями для состояния отказ являются неработоспособность МДП или хотя бы одного НРТ.

В [9] построены аналитические модели расчетов вероятности безотказной работы коэффици-

ента готовности (К"рсн) и средней наработки на отказ (7'0РСН). Модель Ррсн(0 для верхнего уровня её иерархии (топологии распределённой сети пеленгаторов) имеет следующий вид:

Ррсн(0 = е-ямдп*г * е-янрт1*с... е-янртп*г, где ЛМДП- интенсивность отказов МДП, 1/ч.; t -

.— 1 нрт чнрт

время работы, ч.; ЛН1,...,Л п - интенсивность отказов НРТ.

В случае деградационной модели [12, 13] эксплуатационная интенсивность при наработке восстановленного n-1 раз МДП или НРТ Л = Л^п(£) и определяется выражением:

= ,

гнрт! m , гнрт! s2 , нрт1 'sfci

гнрт2 m , гнрт2 s2 , гнрт2

-нрт„ ,нрт„ 1 , s2 ,  гнрт„

которые связаны между собой соотношением:

' = Чм ' <4

Подставляя в логарифмическую функцию правдо подобия

Чч^г1.....ооЬЧ!)^

=1^

-г-

'"О

2

nyh-

где Л^! - эксплуатационная интенсивность при наработке ни разу не восстановленного МДП или НРТ, у -коэффициент деградации, уп-1 - коэффициент деградации при каждом последующем восстановлении.

Коэффициент деградации у - это усредненная величина, отражающая процесс накопления повреждений, дефектов или коэффициент, отражающий увеличение нагрузки на объект из-за переменных режимов эксплуатации. Для оценки у пользуются методом максимального правдоподобия.

В случае, когда под наблюдением имеется п однотипных восстанавливаемых НРТ, для каждого из

* * гнртп

них имеем выборку наработок до отказа , т.е.

набор данных из рядов случайных наработок:

-^ = 1 - i \у; -к/

конкретный вид плотности распределения (экспоненциальное, Гамма, Вейбулла), получаем выражения для оценки параметра деградации.

Заключение

Таким образом, применение деградационной модели к модели определения вероятности безотказной работы распределённой РСН возможно и ведёт к следующим корректировкам классической модели надёжности:

в исходную модель надёжности вместо эксплуатационной интенсивности отказов X подставляется функция от массива случайных наработок ^ и коэффициентов деградации у, что позволяет определить, например, вероятность безотказной работы РСН после 1 -го восстановления;

интенсивность отказа после каждого восстановления становится в 1/у раз больше, чем интенсивность на предыдущем временном интервале, при этом также меняется шкала времени, на котором определен процесс;

для оценки параметра деградации используют функцию правдоподобия с конкретным видом плотности распределения.

При создании модели оптимизации комплектования ЗИП с учетом деградации для распределённой РСН следует учитывать поток заявок на замену, и их обсчет во времени, а также старение не используемых ЗИП.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аминев Д.А., Свиридов А.С., Увайсов С.У. Варианты реализации входного тракта спутникового навигационного приемника // Надежность и качество сложных систем. - Пенза. № 3, 2013. - С. 76-83.

2. Аминев Д. А., Журков А. П., Силаев В. М. Обзор авторских свидетельств СССР по радиопеленгации// В кн.: Труды Международного симпозиума «Надежность и качество»: 2 т. - Пенза: ПГУ, 2015. - 2

том С. 50-52.

3. Аминев Д.А., Журков А.П., Козырев А.А., Увайсов С.У. Алгоритмы работы программного обеспечения микропроцессорных систем контроля аппаратуры пеленгаторной позиции // Труды НИИР. - М.: -2014. №4 - С. 11-17.

4. Аминев Д.А., Журков А.П., Козырев А.А., Алгоритм контроля аппаратуры местного диспетчерского пункта наземной локальной радиопеленгационной системы наблюдения // Труды НИИР. - М.: -2015.№ 4

5. Журков А. П., Аминев Д. А., Гусева П. А., Мирошниченко С. С., Петросян П. А. Анализ возможностей применения подходов самодиагностирования к распределенной радиотехнической системе наблюдения // Системы управления, связи и безопасности. 2015. №4. С. 114-122. URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2 015-04/06-Zhurkov.pdf

6. Тихменев А.Н., Жаднов В.В. Имитационное моделирование в задачах оценки надежности отказоустойчивых электронных средств // Надежность. - 2013. - № 1 (44). - с. 32-43.

7. I. Gertsbakh, Y. Shpungin, R. Vaisman, Ternary Networks, SpringerBriefs in Electrical 61 and Computer Engineering, Ternary networks: Reliability and Monte Carlo, DOI: 10.1007/97 8-3-319-064 4 06, 2014, 62 p.

8. Жаднов В.В., Кулыгин В.В., Лушпа И.Л., Полесский С.Н. Надежность технических средств. Учебно-методическое пособие - Практикум. - М.: РадиоСофт, 2015. - 180 с.

9. Aminev D.A., Zhurkov A.P., Polesskij S.N., Kulygin V.N., Kozyrev D.V. Comparative analysis of reliability prediction models for a distributed radio direction finding telecommunication system // Distributed Computer and Communication Networks. Volume 678 of the series Communications in Computer and Information Science pp 194-210 -2016. DOI 10.1007/97 8-3-319-51917-3

10. Аминев Д.А., Журков А.П., Кулыгин В.Н., Паньковский Б.Е. Определение показателей надёжности и оптимизация комплектования ЗИП для 12-ти терминальной радиопеленгационной системы наблюдения// Проектирование и технология электронных средств - Владимир: 2016 №3 - С. 43-50.

11. Журков А. П., Аминев Д. А., Кулыгин В. Н. Модель надежности распределенной радиотехнической системы наблюдения минимальной конфигурации // В кн.: Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»: в 2 т. Т. 1. Пенза: ПГУ, 2016. С. 120-122.

12. Татаев Х.Н. Методы расчёта надежности систем и оптимизации состава запасных элементов оборудования объектов повышенного риска на завершающем этапе эксплуатации// автореферат дис. кандидата технических наук : 05.13.01; Сургут. 2015. 22 с. ББК: З46-5-021.1с,0

13. Татаев Х. Н. Методы расчета надежности и оптимизации состава запасных элементов оборудования объектов повышенного риска на завершающем этапе эксплуатации: диссертация кандидата технических наук: 05.13.01 / Татаев Хизри Нюрпашаевич;[Место защиты: Сургутский государственный университет].-Сургут, 2015.- 150 с.