Надежность как комплексное свойство изделий.

Роль надежности устройств ЖАТС в обеспечении бесперебойности безопасности движения поездов.

Проблема надежности является одной из ключевых в развитии систем железнодорожной автоматики и телемеханики, выполняющих ответст­венные функции по обеспечению безопасности движения поездов.

Надежность технических систем закладывается при их разработке, обеспечивается при изготовлении и поддерживается при эксплуатации. Это требует тщательной проработки вопросов надежности на всех стадиях жизненного цикла систем.

Надежность различных систем и элементов зависит от весьма разно­образного комплекса факторов, определяемых как внутренними свойства­ми устройства, так и внешними воздействиями объективного или субъек­тивного характера. В результате процесс возникновения отказов и другие характеристики надежности по своей физической природе носят случай­ный характер.

Разнообразные системы электрической централизации (ЭЦ), автоматической блокировки (АБ). диспетчерской централизации (ДЦ) и диспет­черского контроля (ДК), горочной и переездной автоматики, автоматиче­ской локомотивной сигнализации (АЛС), дополняемой в последние годы системой автоматического управления тормозами (САУТ) и другими уст­ройствами безопасности, работают в достаточно сложных эксплуатационных условиях. Большинство систем имеют непрерывный характер работы при длительном сроке службы, а их отказы оказывают отрицательное влияние на транспортные потоки. Поэтому проблемам надежности и безо­пасности систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) уделяется повышенное внимание как ученых, так и инженеров.

Требования к СЖАТ определяются работой в сложных климатиче­ских, динамических и электромагнитных условиях; изготовлением систем в больших количествах, необходимостью быть постоянно готовыми с вы­сокой вероятностью выполнять свои функции, пусть даже с меньшей эф­фективностью при отказах каких-либо ее элементов.

Отказы СЖАТ снижают скорость движения поездов и пропускную способность участков железных дорог. Безопасность движения поездов ухудшается не только при отказах СЖАТ, приводящих к возникновению опасных ситуаций, но и при отказах, не создающих таких ситуаций, но вы­зывающих необходимость перехода на так называемые инструктивные ме­тоды обеспечения безопасности движения. В последнем случае за время восстановления работоспособности СЖАТ безопасность движения может нарушаться из-за ошибочных действий машинистов, персонала, устра­няющего отказы, и операторов, организующих движение поездов.

Основные понятия и определения

Надежность свойство объекта сохранять во време­ни в установленных пределах значения всех параметров, характеризую­щих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Объект предмет определенного целевого на­значения, подлежащий исследованию или испытанию на надежность. (любое изделие, элемент, печатная плата с элементами, функциональ­ный блок или панель, рельсовая цепь, комплект оборудования на станции или переезде и т.д.) Объект может быть системой или элементом.

Система совокупность элементов, взаимодействующих в процессе выполне­ния определенного круга задач и взаимосвязанных функционально.

Эле­мент системы простейшая ее часть когда отдельные части элемента не представляют самостоятельного интереса при решении конкретной за­дачи надежности.

Понятия «система» и «элемент» относительны: объект, считавшийся системой при одном исследовании, может рассматриваться как элемент,' если изучается объект большего масштаба. Например, усилитель - это система, включающая в себя отдельные каскады усиления, фильтры, уст­ройства обратных связей, питания, согласования. Усилитель в свою оче­редь является частью системы, например, локомотивного комплекта аппаратуры АЛСН, каналообразующей аппаратуры в диспетчерской централи­зации, связи и т.д.

Системы: восстанавливае­мые, работоспособность которых при отказе восстанавливается, и невосстанавливаемые, работоспособность которых при возникновении отказов не подлежит восст.

Исправное состояние ко­гда объект соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией, а работоспособное - когда объект способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, уст. нормативно-тех. документацией.

Повреждение событие, заключающееся в нарушении испр. сост. Отказ наруш. работоспособности объекта.

Отказы: Внезапный характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких основных параметров объекта. Постепенный (па­раметрический) характеризуется постепенным изменением значений одного или нескольких основных определяющих параметров объекта. Пе­ремежающийся отказ - многократно возникающий и самоустраняющийся отказ одного и того же характера.

В зависимости от уровня прямых и косвенных потерь, связанных с отказом, или по трудоемкости восстановления рассматривают также кри­тичность отказа. По последствиям: Защитные отказы приводят к снижению эффективности функцио­нирования систем. При таком отказе система переводится в защитное со­стояние, при котором значения всех параметров, характеризующих спо­собность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения поездов, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации Система железнодорожной ав­томатики и телемеханики (СЖАТ) в защитном состоянии дает разрешение на движение с пониженной скоростью или требует увеличения интервала между транспортными средствами больше, чем это допускается по усло­виям безопасности движения.

Опасные отказы переводят систему в опасное состояние, при ко­тором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения по­ездов, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации [26]. Такие отказы приводить к последствиям катастрофи­ческого характера (к угрозе для жизни и здоровья людей, значительным экономическим и экологическим потерям).

Опасные и защитные: Причины внезапных отказов: обрывы электрических цепей, ко­роткие замыкания, нарушения контакта и т.д. Внезапным отказ называют потому, что отсутствуют видимые причины его приближения. При посте­пенных отказах происходит сравнительно медленное изменение во времени параметров элемента или системы от старения, изнашивания, разре­гулирования, что позволяет прогнозировать наступление постепенных от­казов.

Надежность как комплексное свойство изделий.

Надежность - комплексное свойство. включает в себя: безотказность, ремонтопригодность, долговечность, сохраняе­мость, безопасность или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность свойство объекта непрерывно сохранять работоспо­собное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Ремонтопригодность свойство объекта заключающееся в приспо­собленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состоя­ния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Долговечность свойство объекта сохранять раб.спос. со­стояние до наступления предельного состояния, т.е. до наступления такого состояния, когда дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесооб­разна, либо восстановление работоспособности невозможно или нецелесо­образно.

Сохраняемость свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирова­ния).

Безопасность СЖАТ свойство системы непрерывно сохранять исправное, работоспособное или защитное состояние в течение некоторо­го времени или некоторой наработки.

Живучесть свойство объекта сохранять и восст. способность к выполнению основных функций в заданном объеме и в течение заданной наработки при изменении структуры системы и (или) алгоритма и условий ее функционирования вследствие повреждений элементов, несанкционированных действий людей, действий незапланированных ранее факторов (условий работы). При этом не делается никаких предположений о причинах нарушений. Это могут быть природные явления, ошибки или намеренные вра­ждебные действия людей и т.д.

Показатели надежности могут определяться математическим выра­жением, полученным из предварительно составленной математической модели. В этом случае говорят о математическом определении показате­ля надежности. Если показатели надежности определяются в результате обработки опытных данных, то пользуются выражением статистическое определение показателя надежности.

Статистические показатели будем отмечать волнистой чертой свер­ху. Например, статистическая вероятность (частость) безотказной работы за время t обозначается P(t)