Информативность бортовых систем диагностирования

С появлением бортовых микропроцессорных систем управления тяговым подвижным составом стал актуальным тренд использования бортовых автоматизированных систем технического диагностирования. Однако бортовая диагностика требует установки многочисленных датчиков, которые достаточно дорогие и обладают ограниченной надежностью, могут стать источником ошибочной информации. Эффективность бортовой диагностики определяется через оценку ее информативности. Проблема заключается в том, что число возможных отказов бесконечно — соответственно, бесконечно число требуемых алгоритмов диагностирования. Предложен метод оценки информативности бортового диагностирования с использованием формулы Шеннона теории информации, когда информативность системы определяется вероятностью появления этой информации. Предложен вероятностно-статистический метод определения информативности диагностики с учетом ошибок диагностирования первого (отказ не обнаружен) и второго (отказ ложно определен) родов. Главный эффект от бортового диагностирования заключается в предотвращении отказа на этапе предотказного состояния. Таким образом, информативность диагностирования определяется вероятностью определения предотказных состояний с учетом вероятности появления самого отказа. Разработано соответствующее программное обеспечение на алгоритмическом языке Visual Basic for Application в среде MS Excel. Приведены результаты расчета на примере восьмивагонного электропоезда для 46 видов оборудования, вероятность наступления отказов которых также была посчитана авторами по статистическим данным эксплуатации вагонов. Сделан вывод о существенном влиянии бортового диагностирования на надежность подвижного состава. Однако остается необходимость планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта с использованием деповских систем диагностирования. Кроме того, эффективность бортовой диагностики существенно зависит от межремонтных пробегов. Предложенный метод показал свою высокую эффективность.

1. Лакин И.И. Мониторинг технического состояния локомотивов по данным бортовых аппаратно-программных комплексов: дис. … канд. техн. Наук. М.: МИИТ, 2016. 211 с. EDN: XVPUCJ.

2. Аболмасов А.А. Управление техническим состоянием тягового подвижного состава в условиях сервисного обслуживания: дис. … канд. техн. Наук. М.: РУТ, 2017. 180 с. EDN: TUNARW.

3. Мельников В.А. Совершенствование методов диагностирования тепловозов 2ТЭ116у с применением данных бортовых систем управления: дис. … канд. техн. наук. М.: РУТ, 2022. 212 с. EDN: CFRVMO.

4. Семченко В.В. Диагностирование систем управления электровозов переменного тока с тиристорными преобразователями: дис. … канд. техн. наук. Хабаровск, 2010, 199 с. EDN: MVCCMF.

5. Семенов А.П. Модель управления жизненным циклом локомотивов с использованием современных методов технического диагностирования: дис. … д-ра техн. наук. М.: РУТ, 2021, 379 с. EDN: IFLCDC.

6. Мониторинг технического состояния и режимов эксплуатации локомотивов. Теория и практика / К.В. Липа, А.А. Белинский, В.Н. Пустовой, С.Л. Лянгасов, И.К. Лакин и др. М.: ООО «Локомотивные Технологии», 2015. 212 с.

7. Семченко В.В. Опыт ДЦВ Красноярской ж. д. сервисного технического обслуживания и ремонта электронного оборудования электровозов // Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава. Труды конференции. Красноярск: 2020, С. 42– 58. EDN: VGRZZA.

8. Аболмасов А.А., Мельников В.А., Лакин И.И. Мониторинг и диагностирование технического состояния локомотивов. Berlin: LAP Lambert Academic Publishing AG & CO.KG, 2014. 136 c. EDN: KNKZHK.

9. Патент РФ № 2626168, 21.07.2017. Липа К.В., Белинский А.А., Лянгасов С.Л., Лакин И.К., Аболмасов А.А., Лакин И.И., Мельников В.А. Способ технического диагностирования оборудования локомотивов и устройство для его осуществления. Заявка от 2015 г.

10. EN 50126-2:2017 Railway Applications - The Specification and Demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) – Part 1: Generic RAMS Process.

11. Меллер Д. Высокоскоростное железнодорожное движение» : Цикл лекций президента «Сименс» в России. Лекция 2. URL: https://www.miit.ru/content/Dr_Moeller_MIIT_Lecture_2.pdf?id_wm=718890.

12. Скоростные железные дороги Японии. Синкансен: пер. с япон. М.: Транспорт, 1984. 199 с.

13. Кудряшов Б.Д. Теория информации. СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. 188 с.

14. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Академия, 2003. 464 с. EDN: VPZFPJ.

15. Shannon C.E., Warren Weaver. The Mathematical Theory of Communication. Univ. of Illinois Press, 1963.

16. Лакин И.И. Управление рисками наступления отказов тягового подвижного состава с использованием методов теории нечетких множеств // Известия Транссиба. 2024. № 1(57). С. 149–159. EDN: DZXNVK.

17. Мозгалевский А.В., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975. 207 с.

18. Карибский В.В., Пархоменко П.П., Согомонян Е.С., Халчев В.Ф. Основы технической диагностики. М.: Энергия, 1976. 464 с.

19. Уокенбах Дж. Excel 2010: профессиональное программирование на VBA / пер. с англ. М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2014. 944 с.