Общие понятия и классификация программ

Если при эксплуатации оборудования сетей железных дорог или при про­верке их работоспособности установлен факт неработоспособности, то чаще всего возникает необходимость в поиске места отказа и выявлении последствий отказа. Опыт эксплуатации свидетельствует, что из перечисленных мероприятий наибо­лее трудоемким и интеллектоемким является поиск места отказа. Так, на поиск места отказа в среднем затрачивается до 90 % времени, связанного с проведением всего комплекса мероприятий по отказу. В этой связи особое значение приобрета­ет формирование у специалистов системы знаний и навыков по научно обоснованным методам программирования процес­сов поиска мест отказов.

Под программой поиска места отказа понимают заранее составленную и документально оформленную последовательность элементарных проверок (заме­ров контролируемых параметров) и последовательность анализа результатов эле­ментарных проверок, выполняемых с целью установления причины отказа и отка­завших агрегатов (узлов, систем, элементов и т.д. - в зависимости от степени де­тальности поиска мест отказа).

Из всех возможных вариантов программ всегда имеется такой, который яв­ляется оптимальным с точки зрения используемого критерия. В качестве критерия оптимальности программы поиска места отказа могут быть использованы:

• суммарное время выполнения необходимых проверок;

• суммарное количество необходимых проверок;

• суммарная стоимость проверок (например, в денежном выражении);

• суммарная стоимость (или суммарная масса) контрольно-поверочной аппаратуры, задействованной для выполнения необходимых проверок.

Необходимо отметить, что в практике специалистов АТС и ЭНС наиболь­шее распространение получил такой критерий оптимальности программ поиска места отказа, как суммарное время выполнения необходимых проверок t^. В соот­ветствии с этим критерием программа строится таким образом, чтобы обеспечить

минимальное суммарное время на выявление места отказа, то есть

K

t _z = min(^ ti ^

i=1

где t_i - время выполнения i-ой элементарной проверки; K - максимальное число элементарных проверок для выявления места отказа в объекте.

Понятно, что при наличии нескольких вариантов программ поиска места отказа выбирается тот, который обеспечивает меньшую величину критерию t^. Если же и таких вариантов несколько, то предпочтение отдается такой программе, которая обеспечивает лучшие значения другим критериям (например, суммарно­му количеству необходимых элементарных проверок).

В связи с разнообразием видов оборудования железных дорог, располагае­мых контрольно-проверочных средств, а также эксплуатационных условий, в практике АТС и ЭНС применяются несколько разновидностей программ поиска места отказа.

Классификация программ. Один из возможных вариантов классификации программ поиска места отказа представлен на рисунке 16. В соответствии с ри­сунком все типы программ по способу выбора контролируемых параметров и по­следовательности элементарных проверок условно разграничиваются на две группы: жесткие программы и гибкие программы.

В жестких программах последовательность элементарных проверок опре­деляется заранее, и в ходе поиска места отказа не изменяется. Кроме того, заранее должен быть определен и перечень параметров, контролируемых в каждой эле­ментарной проверке.

Жесткие программы получили наибольшее распространение в автоматиче­ских и в автоматизированных системах контроля.

В гибких программах последовательность элементарных проверок опреде­ляется в ходе поиска места отказа на основе определенных правил. Кроме того, перечень параметров, контролируемых в каждой элементарной проверке, форми­руется только после анализа результатов предыдущей элементарной проверки. Таким образом, программа (алгоритм) формируется "гибко", максимально при­спосабливаясь к специфике каждого конкретного отказа АТ.

Гибкие программы наибольшее распространение получили при поиске мес­та отказа способом технического осмотра (т.е. визуально-инструментально, груп­пой специалистов АТС и ЭНС).

Все типы программ по частоте анализа результатов элементарных проверок условно разграничивают на две группы: последовательные программы и комби­национные программы.

В последовательных программах анализ результатов проводится после каждой элементарной проверки. В комбинационных программах - только после

завершения всех элементарных проверок, когда проводится единственный обоб­щающий анализ. Необходимо отметить, что в практике АТС и ЭНС наибольшее распространение получили последовательные программы. Что касается комбина­ционных программ, то они представлены одним типом прикладной программы - "программой на основе метода Синдеева", рассмотренного ранее, где она исполь­зовалась не как инструмент для поиска места отказа, а как инструмент выбора минимально необходимого набора контролируемых параметров.

Наиболее распространенные программы поиска места отказа условно раз­граничивают на две группы:

C учетом сказанного выше, выполнив подстановку Q j в конечное выраже­ние I j и продифференцировав полученное уравнение по Q j , приравняв дифферен­циальное уравнение нулю и решив его относительно Q j , получим, что максимум информации при j-й элементарной проверке можно получить только тогда, когда Q j (по существу это Q i ) будет равно 0,5.

Аналогичным образом можно получить, что в интересах максимизации ин­формативности элементарных проверок Q ₂ = 0.25, Q ₃ = 0.125 и т.д.

Представим возможную схему элементарных проверок в соответствии с рассмотренной программой по максимуму информации

Следует, что лишь первая и вторая элементар­ные проверки проведены в строгом соответствии с правилами программы по мак­симуму информации (когда Q ₁ = 0,5, а Q ₂ = 0,25). Остальные проверки выполне­ны, исходя из единственно возможной в данной системе логики.

На практике программы поиска места отказа часто изображают графически (в виде ветвящегося "дерева"). Применительно к только что рассматриваемому примеру представлена такая графическая форма программы

Существенным достоинством программы по максимуму информации явля­ется ее оптимальность с точки зрения времени поиска места отказа и минималь­ности потребного количества элементарных проверок.

В то же время такая программа требует наличия количественных исходных данных (численных значений вероятности отказа каждого элемента), что не все­гда можно обеспечить при реальной эксплуатации АТ.

гибко-последовательные (к ним относят: "программу по максимуму ин­формации" и "программу половинного разбиения");

жестко-последовательные (к ним относят: "программу по функциональ­ной схеме" и "программу время-вероятность").