5.Отказы микропроцессорных систем. Методы повышения безотказности и безопасности микропроцессорных систем

5.1. Влияние отказов устройств систем железнодорожной автоматики на поездную работу станций

Отказы станционных устройств ЖАТ снижают пропускную и перерабатывающую способность станций. Например, по данным статистики на двухпутном участке длиной в 200 км отказ ЭЦ в течение двух часов снижает пропускную способность на 1.8 поезда на сутки при среднем показателе потока отказов и на 11 поездов при максимальном значении этого параметра.

При отказах устройств ЭЦ увеличивается протяжность трех операций : времени приготовление маршрута, времени открытия сигнала и времени проследования поездом маршрута приема и отправления. Увеличение последней составляющей станционного интервала определяется тем, что пригласительный огонь на входном или выходном светофоре, разрешение на бланке зеленого цвета или приказ дежурного по станции, который передается по радиосвязи, дает право машинисту проследовать закрытый светофор и вести поезд к моменту остановки по пути или к первому проходному светофору со скоростью на выше 20 км/ч с особенной бдительностью и готовностью остановится, если встретится препятствие для следующего движения.

Первая составляющая увеличивается в силу того, что при организации движения поездов по станции в течение времени возобновления работоспособности устройств ЭЦ дежурный по станции и рабочие движения, которые помогают ему, должны выполнять ряд операций по установлению и розделению маршрутов, которые требуют дополнительного времени. Кроме того, в данных условиях от момента выявления отказа дежурным по станции и к моменту начала установления первого маршрута проходить определенный отрезок времени, которое в сущности является “окном”.

Вторая составляющая растет, так как перед приемом или отправлением поезду при запрещающем показании светофора дежурный по станции должен выполнить ряд дополнительных операций, чтобы лично удостовериться в готовности маршрута для его следующего использования.

На больших станциях при отказе стрелок или рельсових кругов в маршруте, который задается, есть возможность задания вариантного маршрута, в результате чего протяжность “ окна ” резко сокращается и хранится возможность работы при автоматической проверке условий безопасности движения поездов без использования в маршрутах, которые задаются, поврежденных устройств. В этих условиях отказы имеют меньшее влияние на процесс перевозки,а величина задержек может быть рассчитана с учетом структурной надежности и степени заполнения пропускной способности ее горловины.

Все выше упомянутые проблемы, влияют на работу релейных, релейно-процессорных, микропроцессорных централизаций в той или другой мере. И это необходимо учитывать при внедрении новых систем. Качественное отличие микропроцессорных ЕЦ от релейных есть в том, что система может принимать участие в принятии решения оператором, или инициировать его сама. Это эффективно, например, после ликвидации отказа, при наличии большого количества работы у дежурного по станции, в случае, когда необходимо пропустить огромное количество поездов через станцию.

Особенно необходимо это тогда, когда к наличию всех проблем добавляется отсутствие определенного опыта у дежурного по станции. В этом случае безопасность движения может быть повышена при реализации новых функций, особенно в ситуацииях, когда управление берет на себя человек. В перспективе количество интеллектуальных функций, которые выполняются микропроцессорными системами централизации, будет увеличиваться, что должно улучшить показатели системы централизации.

В случаи внедрения системы Еbilock - 950 или другой МПЦ не обходимо также учитывать очень важную деталь - это достоверность получения информации от напольных устройств на пост ЭЦ. Работа станционных систем автоматики во многом зависит от надежности работы рельсовых цепей, которые работают в условиях пониженного сопротивления балласта, влияния индустриальных помех, наличия большого количества изолирующих стыков. Любой грубой отказ существующих систем приводит к задержкам поездов, потере множества клиентов и т. д. Рассмотрев статистику отказов электрической централизации поУЗ за период с 1998 по 2003 год, мыполучаем следующие данные:

20,00%

15,00%

25,00%

10,00%

5,00%

0,00%

Рис.5.1. Отказы электрической централизации на всех дорогах УЗ.

На рис.5.1. приведено процентное соотношение отказов устройств электрической централизации за период 6 лет. Где:

1 –Пульты, табло, аппараты управления;

2 – Релейные шкафы, стативы;

3 – Щитовыеэлектропитающие установки;

4 – Релейнаяи бесконтактная аппаратура;

5 –Трансформаторы, преобразователи, випрямители, электрические машины;

6 –Элементы защиты;

7 – Аккумуляторыи первичныеэлементы;

8 –Сигналы;

9 –Электроприводы;

10 –Воздушные линии;

11 – Кабельные линии;

12 – Рельсовыецепи;

13 – Неустановленные объекты;

14 – Другие.

Если проанализировать статистические данные по отказам в устройствах ЭЦ, то мыувидим, что найбольшее число неисправностей приходится на рельсовые цепи, стрелочные электроприводы, релейную аппаратуру, светофоры и элементы защиты.

Показатели надежности объектов ЭЦ приведены в таблице V. В этой таблице также указано время задержки поезда в связи с отказами электрической централизации, а также середняя длительность отказа.

Таблица V. Показатели надежности объектов ЭЦ

Параметр	Значение параметра для объєктов
	Светофоры	Элетропривод	Рельсовые цепи	Постовыеустройства	Источники питания	Маневровые колонки	Кабельные линии
Средняя продолжительность задержки одного поезда, мин.	9.7	18.1	11.6	12.5	9.9	21	13.2
Средняя продолжительность задержки поезда на одинотказ, мин.	6.21	11.95	4.99	4.25	8.6	22.26	12.8
Число задержанных поездов, среднее на одинотказ	0.64	0.66	0.43	0.34	0.87	1.06	0.97
Число задержанных поездов на тысячу маршрутов	0.08	0.09	0.1	0.015	0.02	0.015	0.03
Средняя продолжительность отказов, мин.	28.1	32.3	30.8	21.1	23.2	70.6	67.9

На первом месте по отказам рельсовые цепи, которые и при переходе на микропроцессорную элементную базу остаються найболее ненадежным элементом. В связи с этим необходимо повышать надежность автоматического управления движением поездов на наиболее напряженных участках железных дорог, что в свою очередь требует достоверной и разнообразной информации от первичных датчиков.