Введение к работе
Актуальность проблемы. Современные системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ), построенные на микропроцессорной элементной базе, снабжаются развитыми средствами диагностического обеспечения. Возможности микропроцессорной техники позволяют это сделать. На многих отечественных железных дорогах созданы или создаются центры технической диагностики и мониторинга. С их помощью уменьшается число отказов, сокращается время на поиск и устранение неисправностей, изменяются технологии обслуживания и, как следствие, повышается надежность и безопасность действующих устройств, повышается эффективность работы обслуживающего персонала. В то же время отказы самой аппаратуры систем технической диагностики и мониторинга (СТДМ) приводят к потере диагностической информации и ослабляют эффект от ее применения.
Актуальным является в настоящее время решение двух проблем. Это расширение функциональных возможностей СТДМ с целью максимального охвата контролем элементов СЖАТ и автоматизации отдельных видов работ по техническому обслуживанию. И разработка методов повышения надежности СТДМ путем организации функционального контроля аппаратуры и избыточного кодирования.
Цель исследования. Основной целью диссертационной работы является исследование обнаруживающей способности кода с суммированием в схемах функционального контроля, а также разработка методов использования указанного кода в системах технической диагностики и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
В соответствии с указанной целью в диссертации поставлены следующие задачи:
-
Исследование предельных обнаруживающих свойств кода с суммированием при увеличении числа информационных разрядов в схемах функционального контроля.
-
Определение доли необнаруживаемых ошибок информационных разрядов фиксированной кратности от общего числа ошибок данной кратности.
-
Анализ вероятностных характеристик кода с суммированием в схемах функционального контроля.
-
Разработка метода построения тестеров кодов с суммированием с использованием свойств линейных и симметричных функций при раздельной реализации функции младшего контрольного разряда.
-
Разработка вариантов применения функционального контроля для устройств съема диагностической информации в СТДМ.
-
Разработка метода анализа диагностической информации в СТДМ на основе кодирования состояний индикаторов контролируемых объектов кодом с суммированием и соответствующего программного обеспечения.
Методы исследования. Для решения задач, поставленных в диссертационной работе, использовались методы теории дискретных устройств, технической диагностики, комбинаторного и математического анализа, теории вероятностей, теории графов, теории множеств.
Достоверность научных положений обоснована теоретическими исследованиями и подтверждена практическими результатами опытной эксплуатации и внедрения разработанных методов и алгоритмов анализа в существующей системе технической диагностики и мониторинга аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля (АПК-ДК СТДМ).
Научная новизна работы заключается в следующем:
исследованы свойства кода с суммированием в схемах функционального контроля, когда возможны ошибки в информационных разрядах, а контрольные разряды являются безошибочными;
доказана теорема о постоянстве доли необнаруживаемых ошибок кратности k информационных разрядов от общего числа ошибок информационных разрядов данной кратности при любом числе информационных разрядов;
показано, что доля необнаруживаемых ошибок информационных разрядов кратности 2, 4, …, k от общего числа ошибок информационных разрядов в коде с суммированием стремится к нулю при m;
определены вид зависимости вероятности появления необнаруживаемых ошибок информационных разрядов Qm от числа информационных разрядов и предельные свойства функции Qm;
доказано, что вероятность появления необнаруживаемых ошибок информационных разрядов кода с суммированием стремится к нулю при m;
предложена новая структура тестеров кодов с суммированием на основе использования свойств линейных и симметричных функций при раздельной реализации функции младшего контрольного разряда;
предложен метод автоматизации анализа диагностической информации об устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) в СТДМ на основе кодирования состояний индикаторов контролируемых объектов кодом с суммированием.
Практическая ценность. Установленные в диссертации свойства кода с суммированием могут эффективно использоваться на практике при построении контролепригодных схем и для оценки надежности схем функционального контроля. Предложенный метод автоматизации анализа диагностической информации расширяет функции СТДМ, а также упрощает работу технологов центров мониторинга и дистанций СЦБ.
Реализация результатов работы. Полученные в работе теоретические и практические результаты используются в системе АПК-ДК СТДМ, внедренной на сети дорог РФ. Они также используются в учебном процессе при преподавании дисциплины «Основы технической диагностики».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шаг в будущее. Неделя науки – 2010» Санкт-Петербург, ПГУПС, на VII международной научно-практической конференции «Trans-Mech-Art-Chem» (Москва, Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ), 18-19 мая 2010 г.) и на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» ПГУПС (Санкт-Петербург, 2010).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 192 страницы текста, 63 рисунка, 35 таблиц. Библиография включает 106 наименований.
