Введение к работе
Актуальность проблема. Комплексная механизация и автоматизация технологических процессов железнодорожного транспорта является взэггапхкм средством повышения эффективности его работы, начиная с обзспэчения необходимой пропускной и провозной способности, безопасности и точности регулирования движения, и кончая вопросами экономической эффективности.
В процессе совервенствования транспортних систем ведущую роль играет создание и внедрэниэ автоматизированного технологического комплекса управления даизением поездов на перегоне (АТК-П), пред-ставляпцего из себя слошую систему, юсдючапдую: объекты управления, напольное, бортовое и постовое техколоппеское оборудование Еэлознодоронноя автоматики и телемеханики, средства опоративно-диспотчорского управления и разнообразный персонал для обслуживания всего комплекса.
В большинства исследовании проблема апализа эффективности функционирования АТК-П рассматривается либо на уровне отдельных подсистем управления, либо в отрыва от процессов движения поездоп а алгоритмов функционирования элементов технологического комплекса в реальных условиях эксплуатации.
Слояность решения указанной проблемы связана с необходимостью об'ыэдпнэпзя разнообразных катематэтзских катодов и моделей в вди-нув систему; больаоЗ трудоемкостью проведения таких исследования аналитическими катодами, учитывавшими параметры нвдекности и свойства внешней среда; а теккэ требованиями достижения высокой точности и достоверности оценки исследуемых показателей.
Анализ результатов известных исследовании процессов функцио-нирсиакЕЯ слетом класса АТК-П, выполненных специалистами жсл^лю-
дорожного транспорта, а также в смокни» областях, показызает. что наиболее успешное решение поставленной проблемы могет быть достигнуто при помочи методов ихлтациошюго моделирования. Перспективность и эффективность имитационного моделирования постошшо увеличиваются с" ростом объемов памяти, бцстродействия и совертенствова-нпя математического обеспечения,современных ЭВМ. При этом открываются возшкности не только анализировать различные характеристика комплекса в целом, но и решать актуальные задачи структурного, алгоритмического и параметрического синтеза АТК-П.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом работ по теме 6.10 проблемы 2.2.1. Программы многостороннего сотрудничества в области создания и внедрения САПР на 1986-1990 гг., а также "Отраслевой программой работ на 1986-1990 гг. и на период до 2000 года в области создания и развития САПР в МПС" (приказ Ыанис-тра от 27.05.85 г.).
Целью диссертационной работы является разработка теории и катодов анализа АТК-П и ex. практическое внедрение на яелезяодороЕНом транспорте для исследования качества функционирования слокных систем автоматики в телемеханики.
В диссертационной работе разработан теоретический влпарат для комплексного анвзиза качества функционирования АТК-П. Решение етой научной задачи способствует повыиэншо качества функционирования слокннх систем SAT а увеличена» эффективности их разработки и эксплуатации.
Основные направления выполненных исследований:
теоретическое обобщение вэтодов качплэксного анализа показателей качества функционирования АТК-П и. разработка принципов их исследования с использованием имитационного моделирования;
разработка методов имитационного моделирования дискретних
устройств АТП с учетом еозмоешсти исследования влияния отказов:
разработка методов и алгоритмов исследования влияния отказов дискретних схем автоматики кв процесс функционирования технологического комплекса управления явягеянем поездов на перегоне.
разработка принципов построения экспертных систем с использованием в качество базы знаний икитационзоис моделей и их реализация в действусаэй экспертной систоке по проверке надежности и безопасности схем автоматики.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнялись на основе теории модзлирсвзнкя, методов математической статисппаї и планирования экспериментов, теории систем массового обслуживания, теории кокочішх автоматов.
Достоверность научнкх подояенин подтверждается экспериментальной проверкой адекватности разрабоїаквого комплекса моделей; рнэдрением рекомендащЯ, получениях но осново гсятеционного моделирования по соЕ-ершенстЕовзнип роальйнх и проектируемых систем SAT: включением в опытнуа л постоянную яксплуатацип па прэдприята-ях транспорта программных продуктов, разработанных на основе предложенной теории моделирования.
Научная новизна роботи заклшвется в слздухвем:
предложены состав, структура и концепция построения я использования базовой имитационной но де ли АТК-П, позволяющей гфїєкткпно ревать задзчл комплексного анализа систем;
разработана методика сквозного синтеза иатационных моделей, обладающая свойством универсальности, учитывающая специфіку анализа АТК-П и совмещающая процесс построения моделі с поэтапной проверкой ее адекватности;
разработана методика анализа качества функционирования АТК-П ь условиях возникновения и устранения отказов лгюых составляющие
элементов. С этой целью предлохены: математические схеми моделей отказов элементов, методика послэдователыюго анализа влияния отказов из заданного списка на работоспособность АТК-П с использованием данных схемного к системного моделирования.
Практическая цеішость полученных в диссертации результатов заіслючаотея: в разработке эффективных методов комплексного анализа слоеных систем КАТ, позболявдих повысить качество проектироваїшя и експлуатацій этих систем; в разработка и внедрении програвших средств для реализации предложенных иетодоз анализа. Результати исследования легли в основу рекомендаций по повышению надегности п безопасности ряда реальных систем ЖАТ, создания систем автоматизации проектирования и экспертных систем Еэлезподорожной автоматика.
Реализация результатов работы. Диссертация выполнялась в рачках более чем 15 тем научно-исследовательских работ в период с 1984 года по настоящее время. С использованием методов кыитадаонэ-го моделирования выполнен анализ эф&жтивяоетн и разработаны рекомендации по повышению надежности, безопасности и организации технического обслуживания систем ЭЦ-И, УСАБ и УСАБ-М.
В 16 организациях транспорта внедрены програмыге продукты комплексной системы автоматизации проектирования ДТ, разрабатыва-омой на основе предложенных в диссертации икитациошшх моделей.
Результаты диссертационной работы внедрена в учебный процесс при подготовке студентов по специальности "Автоматика, телемеханика и связь на келезнодорокном транспорте" и включены в учебные программы по дисциплине "Математические модели в задачах на ЭВМ".
Апробация работы. Основные результаты, полученные в диссертационной рябото. докладывались и обсуждались на:
- Всесоюзной конференции "Моделирование систем и процессов управления нп транспорто" в г. Москве (1991 г.);
Всесоюзном .научно-техническом семинаре "Создание и развитие САПР в строитвльствэ и подготовка кадров для автоматизации проектирования" в г. Москве (1988 г.);
Международной' конференции по статистическому моделировашго и оптимизации сложных систем ""0DA-3" в г. Санкт-Петербурге (1992 г.).
Публикации. По тега диссертационное работа опубликовано 0 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, и заключения. Она содерзят 114 страниц основного текста, 22 рисунка, 5 таблиц, список литератур,' пз 107 наименования, 11 приложений на 71 с.