Введение к работе
Актуальность проблемы. Требования технического перевооружения железнодорожного транспорта, а также повышения конкурентоспособности и эффективности отрасли диктуют необходимость совершенствования процессов проектирования систем автоматики.
Большое количество ошибок, допускаемых при проектировании, ведет к нареканиям со стороны строителей и эксплуатационников на внедряемые проекты. Устранение этих дефектов на этапе производства на заводах-изготовителях и при пуско-наладочных работах ведет к большим экономическим потерям. Особенно велики потери, связанные со сбоями в процессах перевозок и с нарушением безопасности движения, при проявлении этих ошибок на стадии эксплуатации устройств автоматики.
Нормативы трудозатрат на разработку рабочих чертежей электрической централизации (ЭЦ), принятые в проектных институтах, показывают, что треть всех затрат времени приходится на проектирование принципиальных схем. Особенностью проектирования принципиальных схем является большой объем выходной информации. В среднем за день инженер проектирует около тысячи элементов принципиальных схем. Это приводит к сложности поддержания высокого уровня качества.
Цель работы состоит в разработке методов проверки проектной документации станционных систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) путем испытаний на компьютерных моделях.
Для достижения поставленной цели потребовалось:
разработать метод моделирования станционных систем железнодорожной автоматики, эффективный по затратам времени и обеспечивающий необходимую адекватность;
проанализировать условия применения электронного формата технической документации (ТД) для автоматического построения мо-
делей;
разработать методы и алгоритмы автоматического проведения функциональных испытаний;
обеспечить контроль полноты и достоверности испытаний на модели.
Методы исследования. В диссертации теоретические исследования проводились на основе теории системного анализа, методов математического моделирования, теории множеств, теории графов, методов численного интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ).
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработан новый метод моделирования непрерывно-дискретных систем, обеспечивающий сокращение времени моделирования на ЭВМ по сравнению с известными для определенного класса систем;
разработаны два типа непрерывно-дискретных моделей основного элемента систем электрической централизации — электромагнитного реле;
предложено формализованное описание технической документации и дано обоснование необходимого и достаточного набора данных для автоматического построения модели;
сформулированы методы формирования плана функциональных испытаний станционных систем железнодорожной автоматики;
разработана и обоснована количественная оценка тестового покрытия системы.
Достоверность научных положений обоснована:
— машинными экспериментами на моделях электрической центра
лизации станций, использующих новый метод моделирования и раз
работанные модели электромагнитных реле;
сравнением автоматически сгенерированного плана функциональных испытаний с разработанным экспертами;
эксплуатационными испытаниями системы автоматизирован-
ной экспертизы принципиальных схем проектов электрической централизации, основанной на разработанных в диссертации методах и алгоритмах.
Практическая ценность диссертации состоит в решении всего комплекса задач автоматической проверки проектной документации станционных систем железнодорожной автоматики путем испытаний на компьютерных моделях.
Кроме того, автоматически синтезированная модель может использоваться: для обучения оперативного, технического персонала и инженеров проектирования; в задачах построения оптимальных планов технического обслуживания; для анализа параметров функционирования систем.
Автоматически построенные планы функциональных испытаний могут использоваться для повышения достоверности приемочных испытаний, выполняемых как вручную, так и с использованием автоматизированных систем испытаний.
Реализация результатов работы. Разработанные в диссертации методы нашли применение в системе автоматизированной экспертизы принципиальных схем проектов электрической централизации (САЭ-ПС-ЭЦ), внедренной в ОАО «Ленгипротранс» и на кафедре «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» ПГУПС. Использование САЭ-ПС-ЭЦ позволило уменьшить трудозатраты на проверку проектов и повысить качество проектов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
международных конференциях «Региональная информатика-2002» и «Региональная информатика-2004» (Санкт-Петербург);
конференциях «Неделя науки-2002» и «Шаг в будущее-2004» (Санкт-Петербург, ПГУПС);
политехническом симпозиуме «Молодые ученые — промышленности Северо-Западного региона» (Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2004 г.);
— международной конференции «ТрансЖАТ-2004» (Санкт-Петербург).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 170 страниц основного текста, 32 рисунка, 15 таблиц, список источников из 98 наименований и 4 приложения.
