Вступ

Відомо що витрати на забезпечення надійності й усунення наслідків відмов становлять значну частину вартості пристроїв СЗАТ. Так витрати на резервування становлять від 10 до 60 %, а витрати на профілактичне обслуговування до 14% капітальних вкладень. Основним типом споруджуваних пристроїв СЗАТ протягом декількох десятиліть була релейна апаратура, яка має значні габарити, матеріалоємність, енергоспоживання та потребує істотних експлуатаційних витрат. Моральне й фізичне старіння подібних пристроїв й великі витрати на її експлуатацію затримують підвищення техніко-економічної ефективності систем регулювання й безпеки руху поїздів. Релейні системи, у більшості, вичерпали свій ресурс й вимагають серйозного перегляду технології їх перевірки та обслуговування.

У той же час, масштабність і складність існуючої системи робить абсолютно неможливої її "моментальну" модернізацію, тим більше, що такої модернізації має підлягати й переважна більшість загальних технологічних процесів залізничного транспорту.

Основними методами рішення сформованої ситуації є:

- поступовий перехід на нову й більше перспективну елементну базу, що забезпечить поліпшення характеристик СЗАТ у напрямку зниження матеріалоємності й енергоємності, а також зменшення експлуатаційних витрат;

- впровадження засобів контролю й діагностики для переходу на прогресивні методи обслуговування комплексу технічних засобів (КТС);

- застосування принципів і сучасних технічних можливостей побудови завадозахищених й відмовостійких систем керування;

- реалізація функціональних можливостей сучасного централізованого керування експлуатацією залізниць (АСОУП, ЕДЦУ);

- розробка нових функціональних принципів побудови пристроїв СЗАТ, необхідних для висунутих сучасних вимог організації руху поїздів.

Дуже важливо реалізувати поступовий перехід до нових систем СЗАТ, без шкоди для експлуатованої протягом перехідного періоду. Найбільш ефективна комплексна модернізація технічних засобів по окремих службах залізничного транспорту, зв'язаним потім єдиними системами.

При виборі варіантів технічних рішень перевага варто віддавати перспективним технологічним рішенням зі скороченням кількості вилученого напільного встаткування й максимально можливим використанням мікропроцесорних пристроїв (МПУ) [1].

У процесі модернізації повинен бути реалізований комплексний перехід від принципів індустріального монтажу (ЭЦІ) і контейнерного (ЭЦК) до повністю мікропроцесорних систем, де як проміжний етап можуть бути використані досвідчені зразки гібридних пристроїв, що сполучають у собі як релейні, так і мікропроцесорні пристрої.

Оскільки створення нових систем СЗАТ досить тривалий процес, особливо важливого значення набуває питання декомпозиції всієї системи на окремі компоненти, які можуть незалежно розроблятися й здаватися в експлуатацію.

Найбільша частина відмов пристроїв залізничної автоматики приходиться на колійні пристрої, а саме елементи рейкових кіл, стрілочних переводів, а також кабельні лінії, відсоток відмов яких з часом збільшується, у зв’язку з старінням. Відповідно до цього необхідно провадити періодичний контроль їх параметрів та обслуговування. Згідно з Інструкцією по обслуговуванню пристроїв СЦБ, кабельні лінії мають перевірятися один раз в квартал з вимірюванням опору ізоляції. Але такий огляд не може захистити від раптових відмов, короткого замикання, сполучення жил та ін. у зв’язку з земляними роботами, впливу навколишнього середовища і т.д.

Відмови кабельної лінії потребують значного часу на їх усунення та приводять к великим затримкам поїздів. Таким чином розробка автоматизованого комплексу для безперервного контролю стану кабельних ліній є актуальною та важливою для практики роботою.

Мета даної роботи вивчити принципи роботи існуючих сучасних автоматизованих систем контролю й діагностування. І взявши за основу останні досягнення в цих областях розробити методи, алгоритми й програмні засоби контролю технічного стану й первинного діагностування кабельних ліній на станції.

1 Аналіз надійності кабельних ліній

1.1 Особливості системного підходу до рішення задач управління

Як свідчить статистика на кабельні лінії припадає від 8 до 10 відсотків відмов, в той час коли, наприклад, на рейкові кола припадає від 25 до 36 відсотків відмов, але на знаходження і усунення відмов на кабельній лінії йде набагато більше часу ніж на рейкових колах. Це призводить до великих затримок руху поїздів і більших грошових втрат! Тому є необхідність у створенні методів, які зменшують час на виявлення і усунення відмов кабельних ліній. Для цієї мети служать прилади, що працюють на основі імпульсних методів, імпульсні рефлектометри і вимірювачі хвилевих процесів.

1.1.1 Загальні поняття теорії систем і системного аналізу

Виберемо золоту середину і далі розумітимемо термін система як сукупність (множина) окремих об’єктів з неминучими зв'язками між ними.

Більш важливо зрозуміти перевагу погляду на цей світ з позицій системного підходу: можливість ставити і вирішувати, принаймні, два завдання:

· розширити і поглибити власні уявлення про механізм взаємодій об'єктів в системі; вивчити і, можливо, відкрити нові її властивості;

· підвищити ефективність системи в тому плані її функціонування, який цікавить нас більше всього.

Завдання і принципи системного підходу залишаються незмінними, не залежними від природи об'єктів в системі.

Для нас інтерес представляє системи СЦБ, а глобальним завданням системного підходу - поліпшення безпеки і ступеня контролю наших систем .

Тому для нас предметом системного аналізу будуть питання збору, зберігання і обробки інформації про залізничні об'єкти і технологічні процеси.

1.1.2 Суть і принципи системного підходу

ТССА, як галузь науки, може бути розділена на дві, достатньо умовні частини:

· теоретичну: що використовує такі галузі як теорія вірогідності, теорія інформації, теорія ігор, теорія графів, теорія розкладів, теорія рішень, топологія, аналіз чинника і др.;

· прикладну: засновану на прикладній математичній статистиці, методах дослідженні операцій, системотехніці і т.п. Таким чином, ТССА широко використовує досягнення багатьох галузей науки і це “захоплення” безперервно розширюється.

Разом з тим, в теорії систем є своє “ядро”, свій особливий метод - системний підхід до виникаючих завдань. Суть цього методу достатньо проста: всі елементи системи і всі операції в ній повинні розглядатися тільки як одне ціле, тільки в сукупності, тільки у взаємозв'язку один з одним.

Плачевний досвід спроб рішення системних питань з ігноруванням цього принципу, спроби використання "містечкового" підходу досить добре вивчений. Локальні рішення, облік недостатнього числа чинників, локальна оптимізація - на рівні окремих елементів майже завжди приводили до неефективного в цілому, а іноді і небезпечному по наслідках, результаті.

· Отже, перший принцип ТССА - це вимога розглядати сукупність елементів системи як одне ціле або, жорсткіше, - заборона на розгляд системи як простого об'єднання елементів.

· Другий принцип полягає у визнанні того, що властивості системи не просто сума властивостей її елементів. Тим самим постуліруєтся можливість того, що система володіє особливими властивостями, яких може і не бути у окремих елементів.

· Вельми важливим атрибутом системи є її ефективність.Теоретично доведено, що завжди існує функція цінності системи - у вигляді залежності її ефективності (майже завжди це економічний показник) від умов побудови і функціонування. Крім того, ця функція обмежена, а значить можна і потрібно шукати її максимум. Максимум ефективності системи може вважатися третім її основним принципом.

· Четвертий принцип забороняє розглядати дану систему у відриві від навколишнього її середовища - як автономну, відособлену. Це означає обов'язковість обліку зовнішніх зв'язків або, в більш загальному вигляді, вимога розглядати аналізовану систему як частину (підсистему) деякої більш загальної системи.

· Погодившись з необхідністю обліку зовнішнього середовища, визнаючи логічність розгляду даної системи як частини деякій, більшою її, ми приходимо до п'ятого принципу ТССА - можливості (а іноді і необхідності) ділення даної системи на частини, підсистеми. Якщо останні виявляються недостатньо прості для аналізу, з ними поступають точно також. Але в процесі такого ділення не можна порушувати попередні принципи - поки вони дотримані, ділення виправдане, дозволене в тому сенсі, що гарантує застосовність практичних методів, прийомів, алгоритмів рішення задач системного аналізу.

Все викладене вище дозволяє формалізувати визначення терміну система у вигляді - багаторівнева конструкція з елементів, що взаємно-діють, об'єднуються в підсистеми декількох рівнів для досягнення єдиної мети функціонування (цільовій функції).