СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ МОБИЛЬНОГО РЕМОНТНОГО ОРГАНА СРЕДСТВ СВЯЗИ
METHOD OF CONSTRUCTING MOBILE REPAIR UNIT FOR COMMUNICATION EQUIPMENT

Предлагаемое техническое решение относится к технике связи, а именно к области восстановления мобильных средств связи в полевых условиях (в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС)).
Толкование терминов, используемых в заявке на предполагаемое изобретение.
Восстановление - комплекс работ по идентификации отказа (определение его места и характера) мобильных средств связи, ремонту и контролю их технического состояния (ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 37 с.).
Ремонт - комплекс операций по переводу мобильных средств связи из неработоспособного состояния в работоспособное (ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1978. - 14 с.).
Мобильные средства связи - средства связи, смонтированные на средствах подвижности и предназначенные для образования типовых каналов передачи и групповых трактов первичной сети связи. К рассматриваемым в изобретении средствам связи по типам относятся: радиорелейные, тропосферные, радио, космические и проводные (Основы построения систем и сетей передачи информации. Учебное пособие для вузов / В.В.Ломовицкий, А.И.Михайлов, К.В.Шестак, В.М.Щекотихин; под. ред. В.М.Щекотихина - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 382 с.).
Контроль технического состояния - определение фактических значений показателей и (или) качественных признаков, характеризующих техническое состояние средств связи, сопоставление их с требованиями, установленными в нормативно-технической документации, с целью оценки технического состояния средств связи (ГОСТ В 25883-83. Эксплуатация и ремонт военной техники. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1983. - 19 с.).
Ремонтный орган (РО) - совокупность взаимосвязанных документации, средств ремонта и исполнителей (ремонтников), необходимых для восстановления средств связи (ГОСТ 25866-83. Эксплуатация техники. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1983. - 10 с.).
Техническая готовность - способность средств связи выполнять требуемые функции в произвольный момент времени при наличии в своем составе необходимого количества работоспособных узлов (блоков, элементов) с необходимым запасом ресурса, приведенных в исходное, установленное эксплуатационной документацией положение или состояние, и подготовленных к выполнению задач по назначению (Гречишников Е.В., Лабунец А.М., Белов А.С., Любимов В.А., Поминчук О.В. Разработка научно-технических решений по обеспечению технической готовности элементов информационно-телекоммуникационной сети на основе метода функционального диагностирования / Телекоммуникации №8, 2005. С.22-24).
Операция ремонта средств связи - законченная часть ремонта, представляющая совокупность приемов, выполняемых на одном рабочем месте установленными для выполняемой операции средствами ремонта (ГОСТ 18322-78).
Средства ремонта - технические устройства, запасные части и материалы, предназначенные для проведения ремонта средств связи (ГОСТ В 25883-83).
Агрегатный метод ремонта - обезличенный метод ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными (ГОСТ 18322-78).
Под агрегатом понимается сборочная единица, обладающая свойствами полной взаимозаменяемости, независимой сборки и самостоятельного выполнения определенной функции в изделиях различного назначения (например, электродвигатель) (ГОСТ 18322-78).
Детальный метод ремонта - метод ремонта, при котором заменяются или восстанавливаются отдельные детали, вышедшие из строя (ГОСТ 18322-78).
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния средств связи (ГОСТ 27.002-89).
Радиоэлектронный функциональный узел - радиоэлектронное средство (РЭС), представляющее собой функционально законченную сборочную единицу, выполненную на несущей конструкции, реализующее функцию преобразования сигнала и не имеющее самостоятельного эксплуатационного применения (ГОСТ 26632-85. Уровни разукрупнения радиоэлектронных средств по функционально-конструктивной сложности. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 10 с.).
Главной задачей РО в полевых условиях (в условиях ЧС) является проведение мероприятий по поддержанию средств связи в состоянии, обеспечивающем требуемую техническую готовность, основным из которых является ремонт. При этом ремонт средств связи проводится аппаратными технического обеспечения (АТО). Известны системы ремонта мобильных (полевых) средств связи, базирующихся на АТО (Техническая эксплуатация средств связи. Часть I. П.И.Барашков, А.Я.Гречкосий, В.В.Кролевецкий / Под ред. А.Я.Гречкосия. - Л.: ВАС, 1980. - 302 с.; Техническая эксплуатация средств и комплексов связи / Под ред. А.Я.Гречкосия. - Л.: ВАС, 1979. - 180 с.; Техническая эксплуатация и надежность средств связи. А.Я.Гречкосий, В.Ф.Климович, Б.К.Смирнов. - Л.: ВАС, 1970. - 278 с.).
Способ организации ремонта в таких системах предполагает, что в АТО проводится ремонт различного оборудования (приемников, передатчиков, электропитающих, антенно-фидерных устройств и др.) только одного типа средств связи (радио, радиорелейных, тропосферных, космических, проводных). Данный способ организации ремонта наиболее эффективен при проведении диагностики и ремонта для большого количества однотипных средств связи.
Однако, при ЧС, для организации связи применяется ограниченное количество разнотипных средств связи. Пример использования ограниченного количества разнотипных средств связи в ЧС описан в (Булгак В.Б., Варакин Л.Е., Крупнов А.Е. и др. Основы управления связью Российской Федерации / Под ред. Варакина Л.Е., Крупнова А.Е. - М.: Радио и связь, 1998, рис.2.12, стр.93).
При использовании разнотипных средств связи необходимо иметь АТО для каждого типа средств связи, что ведет к увеличению количества АТО и снижению эффективности ремонта, выражающуюся в увеличении коэффициента простоя (снижении коэффициента загрузки ремонтников).
Из известных наиболее близким к заявленному (прототипом) по своей технической сущности является способ, реализованный в автоматизированном комплексе контроля и диагностики (Изобретение "Автоматизированный комплекс контроля и диагностики", патент RU 2257604 С2, G05В 23/02, Н04В 17/00, опубл. 27.07.2005, бюл. №21). Способ-прототип заключается в контроле аппаратуры, при этом перед началом контроля узел радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) подключается к автоматизированному комплексу контроля и диагностики, из базы данных извлекается программа контроля, включая эталонные тесты, производится выдача тестовых сигналов, при этом устанавливаются параметры сигналов специальной формы (для контроля аналоговых и аналого-цифровых схем) и высокочастотных сигналов (для контроля узлов РЭА, содержащих высокочастотные части), процедура контроля производится поэтапно (шагами), при этом синхронизация работы источников подачи тестовых сигналов и работы измерителей сигналов отклика обеспечивается подачей тактовых сигналов заданной частоты от программируемого блока синхронизации, а последовательность управления выдачей тестовых сигналов обеспечивается измерением параметров сигналов отклика и их сравнением с эталонными производится по программе под управлением управляющего компьютера комплекса, по совокупности подаваемых на узел РЭА контроля эталонных тестовых сигналов получают совокупность измеренных параметров сигналов отклика, которые сравнивают с эталонными параметрами сигналов отклика, при нахождении измеренных сигналов в пределах допуска узлы РЭА считаются годными, при выходе параметров измеренных сигналов за поле допуска выдается сообщение о неисправности данного узла РЭА и о необходимости диагностирования неисправностей; диагностировании неисправностей, при этом на управляющем компьютере задается тип диагностируемого узла РЭА, из базы данных извлекается программа диагностирования, включая совокупность последовательно выдаваемых диагностических тестов, процесс диагностирования проводится поэтапно, на первом этапе на узел подаются диагностические тесты, позволяющие предварительно локализовать место неисправности в схеме узла, после предварительной локализации места отказа производится детализация места отказа, с этой целью по программе диагностирования выдаются указания на подключение измерительных приборов в соответствующие промежуточные точки схемы, на основе анализа параметров сигналов, полученных с помощью измерительных приборов, идентифицируется место неисправности или выдается уточнение на аналогичный анализ других участков электрической схемы узла, процесс измерения сигналов в промежуточных точках узла и последующего сравнения с соответствующими параметрами эталонных сигналов для тех же точек продолжается до полного завершения диагностирования всей схемы узла, последовательность просмотра промежуточных точек схемы узла задается исходя из особенностей построения схемы узла, а также с учетом принципа действия узла, на основе результатов диагностирования производится ремонт узла РЭА (устранение выявленных неисправностей), после чего повторно проводится контроль отремонтированного узла РЭА указанным выше способом, если контроль проходит успешно, то узел РЭА признается годным (отремонтированным), если устанавливается отклонение от эталонных характеристик, что означает неустраненную неисправность, узел РЭА повторно проходит диагностирование для выявления неустраненной неисправности, процесс ремонта и контроля заканчивается, когда узел РЭА признается годным.
Основным недостатком прототипа является то, что при большом количестве разнотипных средств связи необходимо иметь большое количество разнотипных АТО, что ведет к увеличению количества АТО и снижению эффективности его функционирования, выражающемуся в увеличении коэффициента простоя (снижении коэффициента загрузки ремонтников). При этом отсутствует возможность одновременной диагностики и ремонта нескольких (разнотипных или однотипных) средств связи (Техническая эксплуатация средств, подвижных объектов и сооружений связи / Под ред. А.Я.Гречкосия. - М.: Воениздат, 1974. - 302 с.). В прототипе осуществляется возможность диагностирования только отдельных радиоэлектронных блоков с нахождением в них причин отказов, но не средств связи в целом, а также отсутствует возможность диагностировать средства связи как комплексные объекты, состоящие из различного оборудования, что не позволяет реализовать агрегатный метод ремонта как наиболее перспективный в полевых условиях (ЧС) (Техническая эксплуатация средств связи. Часть I. П.И.Барашков, А.Я.Гречкосий, В.В.Кролевецкий / Под ред. А.Я.Гречкосия. - ВАС, 1980. - 302 с.).
Техническим результатом изобретения является разработка способа построения мобильного ремонтного органа средств связи, расширяющего возможности существующего способа, а также имеющего более высокую по сравнению с существующими способами эффективность функционирования, выражающуюся в снижении коэффициента простоя (увеличении коэффициента загрузки) ремонтников и уменьшении количества рабочих мест в АТО, в том числе возможность диагностировать средства связи в целом, как комплексные объекты, состоящие из совокупности радиоэлектронных блоков, при этом реализуется агрегатный метод ремонта, как наиболее перспективный в полевых условиях (ЧС).
Этот технический результат достигается тем, что предлагается способ построения мобильного ремонтного органа средств связи, отличающийся от известных возможностью проведения диагностики и агрегатного ремонта одновременно нескольких как однотипных, так и разнотипных мобильных средств связи в полевых условиях в зависимости не от типа этих средств связи (радио, радиорелейных, тропосферных, космических, проводных), а от вида оборудования ремонтируемых средств связи (приемников, передатчиков, электропитающих и антенно-фидерных устройств и других, принадлежащих различным типам средств связи). При этом ремонт различных видов оборудования производится в одном ремонтном органе. Таким образом, предлагаемый способ позволит эффективней организовать ремонт разнотипных мобильных средств связи при сокращении количества рабочих мест в ремонтном органе и увеличении коэффициента загрузки ремонтников в условиях ЧС.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного изобретения, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".
Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".
"Промышленная применимость" способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.
Заявленный способ поясняется чертежом, на котором показана схема работы ремонтного органа.
Предлагаемый способ заключается в следующем.
На первом этапе производится подключение N диагностируемых средств связи к ремонтному органу. Далее средства связи поступают на 1,…,n рабочее место (РМ). Здесь определяется тип средства связи, осуществляется выбор от 1 до m программы диагностирования средства связи в зависимости от его типа, определение вида отказавшего оборудования, проведение диагностирования отказавшего оборудования по видам. Далее осуществляется агрегатный ремонт средств связи в зависимости от их приоритета (степени важности).
Последовательность действий предлагаемого способа состоит в следующем: перед началом контроля узел радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) подключается к автоматизированному комплексу контроля и диагностики, производится идентификация (определение) типа средства связи, подключаемого к ремонтному органу. Идентификация рассматривается авторами известной для специалистов процедурой, реализуемой рядом известных алгоритмов (С.Хайкин. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2006. - 1104 с., стр.115-116), технических устройств (Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов / Б.Ц.Хромой, А.В.Кандинов, А.Л.Сенявский и др.; Под ред. Б.П.Хромого. - М.: Радио и связь, 1986. - 424 с., Рис.13.2, стр.362, Рис.13.7, стр.375) и схем измерения (И.С.Иванов, Любимов В.А., Збиняков А.Н., Лабунец A.M., Гречишников Е.В. Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах: пособие. Орел: Академия ФСО России, 2008. - 220 с., Рис.3.7-3.14, стр.60-67). По результатам идентификации средств связи выбирается программа диагностирования в зависимости от типа подключенного средства связи, производится диагностирование оборудования средства связи, заключающееся в том, что из базы данных извлекается программа контроля, включая эталонные тесты, производится выдача тестовых сигналов, при этом устанавливаются параметры сигналов специальной формы (для контроля аналоговых и аналого-цифровых схем) и высокочастотных сигналов (для контроля узлов РЭА, содержащих высокочастотные части), процедура контроля производится поэтапно (шагами), при этом синхронизация работы источников подачи тестовых сигналов и работы измерителей сигналов отклика обеспечивается подачей тактовых сигналов заданной частоты от программируемого блока синхронизации, а последовательность управления выдачей тестовых сигналов обеспечивается измерением параметров сигналов отклика и их сравнением с эталонными производится по программе под управлением управляющего компьютера комплекса, по совокупности подаваемых на узел РЭА контроля эталонных тестовых сигналов получают совокупность измеренных параметров сигналов отклика, которые сравнивают с эталонными параметрами сигналов отклика, при нахождении измеренных сигналов в пределах допуска узлы РЭА считаются годными, при выходе параметров измеренных сигналов за поле допуска выдается сообщение о неисправности данного узла РЭА и о необходимости диагностирования неисправностей, из базы данных извлекается программа диагностирования, включая совокупность последовательно выдаваемых диагностических тестов, процесс диагностирования проводится поэтапно, на первом этапе на узел подаются диагностические тесты, позволяющие предварительно локализовать место неисправности в схеме узла, после предварительной локализации места отказа производится детализация места отказа, с этой целью по программе диагностирования выдаются указания на подключение измерительных приборов в соответствующие промежуточные точки схемы, на основе анализа параметров сигналов, полученных с помощью измерительных приборов идентифицируется место неисправности или выдается уточнение на аналогичный анализ других участков электрической схемы узла, процесс измерения сигналов в промежуточных точках узла и последующего сравнения с соответствующими параметрами эталонных сигналов для тех же точек продолжается до полного завершения диагностирования всей схемы узла, последовательность просмотра промежуточных точек схемы узла задается исходя из особенностей построения схемы узла, а также с учетом принципа действия узла, на основе результатов диагностирования производится ремонт узла РЭА (устранение выявленных неисправностей), после чего повторно проводится контроль отремонтированного узла РЭА указанным выше способом, если контроль проходит успешно, то узел РЭА признается годным (отремонтированным), если устанавливается отклонение от эталонных характеристик, что означает неустраненную неисправность, узел РЭА повторно проходит диагностирование для выявления неустраненной неисправности, процесс ремонта и контроля заканчивается, когда узел РЭА признается годным, после чего производится прогнозирование технического состояния средства связи. Прогнозирование технического состояния средства связи проводится на основе совокупности измеренных параметров сигналов отклика программой контроля. То есть в результате прогнозирования дополнительно осуществляется прогноз появления новых отказов в средстве связи, то есть определяется с заданной вероятностью время, в течение которого будет сохраняться работоспособность средства связи после проведения ремонта. При этом техническая реализация процесса прогнозирования известна в виде технических устройств из широкого круга технической литературы (Технические средства диагностирования: Справочник / В.В.Клюев, П.П.Пархоменко, В.Е.Абрамчук и др.. Под общ. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1989, 672 с., стр.156-161; Рабочая книга по прогнозированию / И.В.Бестужев-Лада. - М.: Мысль, 1982. - 430 с., стр.281-293).
Степень важности (приоритет) определяется по результатам прогнозирования и анализу значения времени, в течение которого будет сохраняться работоспособность средства связи. Чем больше это время, тем выше приоритет ремонтируемого средства связи.
Выполнение агрегатного ремонта является известным действием, при котором неисправные элементы средств связи (агрегаты) заменяются новыми или заранее отремонтированными (ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. П.45, стр.7).
з
п
Оценку эффективности способа, описанного в заявке, можно провести с помощью сравнительной оценки значений коэффициентов загрузки (занятости) (K) и простоя (K) ремонтников. Порядок расчета коэффициентов загрузки (занятости) и простоя описаны в (Новиков О.А., Петухов С.И. Прикладные вопросы теории массового обслуживания. М., Советское радио, 1969. - 400 с.).
Коэффициент загрузки (занятости) определяется по формуле:
з
где N - количество занятых ремонтников;
n - общее количество ремонтников.
Коэффициент простоя определяется по формуле:
0
где N - количество свободных ремонтников.
Для определения коэффициента загрузки ремонтников всего ремонтного органа  при проведении ремонтов всех имеющихся типов средств связи (m) за время t необходимо воспользоваться формулой, описанной в (Новиков О.А., Петухов С.И. Прикладные вопросы теории массового обслуживания. М., Советское радио, 1969. - 400 с.):
где  - коэффициент загрузки РО j-гo типа для проведения ремонта однотипных средств связи;
j
n - общее количество ремонтников j-го типа для проведения ремонта однотипных средств связи;
m - количество типов средств связи.
Оценку эффективности предлагаемого способа построения мобильного РО средств связи рассмотрим на примере варианта организации связи в зоне ЧС (в областном центре). Вариант организации связи в зоне ЧС описан в (Булгак В.Б., Варакин Л.Е., Крупнов А.Е. и др. Основы управления связью Российской Федерации / Под ред. Варакина Л.Е., Крупнова А.Е. - М.: Радио и связь, 1998, рис.2.12, стр.93).
Анализ количества и типов применяемых средств связи в областном центре показывает, что для проведения ремонта семи различных типов средств связи при существующем способе его организации необходимо как минимум пять разных типов АТО. Причем для каждого из таких средств связи, как спутниковая станция, радиостанция, радиорелейная станция, требуется своя специализированная АТО.
Например, для областного центра требуются следующие АТО:
АТО, предназначенная для ремонта радиостанций;
АТО, предназначенная для ремонта радиорелейных станций;
АТО, предназначенная для ремонта станций спутниковой связи;
АТО, предназначенная для ремонта полевого кабеля;
АТО, предназначенная для ремонта электропитающих устройств.
При наличии в каждой АТО по пять мастеров-ремонтников общее количество ремонтников - n=25 (чел.).
Допустим, станция спутниковой связи (ЗС) вышла из строя. На восстановление этой станции требуется АТО, предназначенная для ремонта станций спутниковой связи (с количеством ремонтников 5 (чел.)).
Таким образом, коэффициент загрузки ремонтного органа областного центра равен (для пяти АТО):
Допустим, что мобильные средства связи областного центра будет обслуживать ремонтный орган, сформированный по предлагаемому в изобретении способу. Первое РМ будет предназначено для проведения ремонта приемников, второе - для ремонта передатчиков, третье - для ремонта электропитающих устройств, четвертое - для ремонта полевого кабеля. На каждом РМ по два ремонтника.
Для ремонта станции спутниковой связи (ЗС) потребуется по два ремонтника на каждом РМ, тогда коэффициент загрузки ремонтного органа будет равен:
Эффективность применения предлагаемого способа будет равна:
Таким образом, эффективность применения предлагаемого способа равна 20%.