1.1.3 Наявність декількох цілей – багатокритеріальність системи

Вельми часто етап змістовної постановки завдання системного аналізу приводить нас до висновку про наявність декількох цілей функціонування системи. Порушення цих умов або неможливо (тоді не буде самої системи), або свідомо приводить до неприпустимих наслідків для зовнішнього середовища. Коротше кажучи, ситуація, коли мета всього одна і досягти її потрібно за всяку ціну, практично неймовірна.

У нашому випадку система складається з 6 складових, які мають рівнозначну важливість для загальної структури (без кожної з них система не функціонуватиме). Потрібно обчислити важливість кожної складової, тобто визначити відносну вагу по відношенню один до одного. Що дасть нам можливість визначити, якій складовій приділяти більшу увагу, і можливо збільшити ступінь контролю, упроваджуючи нові системи для збільшення безпеки структури в цілому.

Вагові коефіцієнти цілей в нашій моделі не рівні, оскільки самі складові мають різну структуру, і різний принцип роботи.

Дуже рідко вагові коефіцієнти визначаються однозначно по “фізичному сенсу ” завдання системного аналізу. Найчастіше ж, їх відшукання можна називати “призначенням ”, “придумуванням ”, “прогнозом ” - тобто ніяк не "науковими" діями.

Іноді, як не дивно це звучить, вагові коефіцієнти призначаються шляхом голосування - явного або таємного. Річ у тому, що в ситуаціях, коли немає числового методу оцінки ваги мети, реальним виходом з положення є використання накопиченого досвіду.

Таблиця 1.1

Показники надійності об'єктів ЕЦ

Параметр	Значення параметра для об'єктів
	Світлофори	Електропривод	Рейкові кола	Постові пристрої	Джерела живлення	Маневрові колонки	Кабельні лінії
Середня тривалість затримки одного потягу, хв.	9.7	18.1	11.6	12.5	9.9	21	13.2
Середня тривалість затримки потягу на одну відмову, хв.	6.21	11.95	4.99	4.25	8.6	22.26	12.8
Число затриманих потягів, середнє на одну відмову	0.64	0.66	0.43	0.34	0.87	1.06	0.97
Число затриманих потягів на тисячу маршрутів	0.08	0.09	0.1	0.015	0.02	0.015	0.03
Середня тривалість відмов, хв.	28.1	32.3	30.8	21.1	23.2	70.6	67.9

Користуючись даними даної таблиці знайдемо коефіцієнти, які впливають на визначення важливості кожної з відмов по відношенню один до одної, для того щоб визначити на які з відмов треба звертати більшу увагу. На це впливають такі фактори, як середня тривалість затримки одного потягу, середня тривалість затримки потягу на одну відмову, число затриманих потягів, середнє на одну відмову, число затриманих потягів на тисячу маршрутів, середня тривалість відмов. Присвоїмо кожному з факторів свій коефіцієнт: К1, К2, К3, К4, К5 відповідно.

Розрахуємо ці коефіцієнти для світлофорів:

К = А/А_{спільне} ;;

К₀ = К1*К2*К3*К4*К5

А_{спільне}1= 9,7+18,1+11,6+12,5+9,9+13,2=75

К1 = 9,7/75=0,13

А_{спільне}2= 6,21+11,95+4,99+4,25+8,6+12,8=48,8

К2 = 6,21/48,8=0,127

А_{спільне}3= 0,64+0,66+0,43+0,34+0,87+0,97=3,91

К3 = 0,64/3,91=0,16

А_{спільне}4=0,08+0,09+0,1+0,015+0,02+0,03=0,335

К4 = 0,08/0,335=0,24

А_{спільне}5= 28,1+32,3+30,8+21,1+23,2+67,9=203,4

К5 = 28,1/203,4=0,14

К₀ = 0,13*0,127*0,16*0,24*0,14=0,00009

Розрахуємо коефіцієнти для електроприводів:

К1 = 18,1/75=0,24

К2 = 11,95/48,8=0,24

К3 = 0,66/3,91=0,17

К4 = 0,09/0,335=0,27

К5 = 32,3/203,4=0,16

К₀ = 0,24*0,24*0,17*0,27*0,16= 0,00042

Розрахуємо коефіцієнти для рейкових кіл:

К1 = 11,6/75=0,15

К2 = 4,99/48,8=0,1

К3 = 0,43/3,91=0,11

К4 = 0,1/0,335=0,3

К5 = 30,8/203,4=0,15

К₀ = 0,15*0,1*0,11*0,3*0,15=0,00007

Розрахуємо коефіцієнти для постових пристроїв:

К1 = 12,5/75=0,17

К2 = 4,25/48,8=0,09

К3 = 0,34/3,91=0,09

К4 = 0,015/0,335=0,04

К5 = 21,1/203,4=0,1

К₀ = 0,17*0,09*0,09*0,04*0,1=0,000006

Розрахунок коефіцієнтів для джерела живлення:

К1 = 9,9/75=0,13

К2 = 8,6/48,8=0,18

К3 = 0,87/3,91=0,22

К4 = 0,02/0,335=0,06

К5 = 23,2/203,4=0,11

К₀ = 0,13*0,18*0,22*0,06*0,11=0,000034

Розрахунок коефіцієнтів для кабельних ліній:

К1 = 13,2/75=0,176

К2 = 12,8/48,8=0,26

К3 = 0,97/3,91=0,25

К4 = 0,03/0,335=0,09

К5 = 67,9/203,4=0,33

К₀ = 0,176*0,26*0,25*0,09*0,33=0,00034

Для подальшого розрахунку, розглянемо статистику табл. 1.2 за 1998-2002 роки у відсотковому відношенні з загальної кількості відмов по службі Ш:

Таблиця 1.2

	1998	1999	2000	2001	2002
Світлофори	4,5%	6%	6,9%	9,9%	10%
Електроприводи	12,7%	10,5%	10,9%	12,5%	10,4%
Рейкові кола	34,6%	38%	28,1%	24,3%	25,3%
Постові пристрої	7,2%	9,1%	11,8%	12,1%	16,5%
Джерела живлення	4,2%	3,2%	3,1%	2,8%	3,3%
Кабельні лінії	8,2%	7,8%	7,7%	9,3%	10,6%

Кабельні лінії відносяться до групи достатньо ненадійних пристроїв ЗАТ. Параметр потоку відмов кабелю з розрахунку на 1 км. незалежно від числа жил знаходиться в середньому в межах (1,0... 1,6) ∙10^-6 ч^-1 при інтенсивності відмов ізоляції кабелю близько 0,15 • 10^-6 ч^-1 і жил кабелю 0,08 • 10^-6 ч^-1. На пошкодження кабелю доводиться 48 % відмов, на пониження ізоляції - 24,7 %, на обриви жив - 16,8 %, на повідомлення жил - 8 % і на інші причини - 2,5 % [39, 43].

Пошкодження кабелю відбуваються:

- із-за стихійних лих, попадання тягових струмів і грозових розрядів;

- від механічних дій і впливу навколишнього середовища;

- із-за порушень правил виробництва земляних робіт і ін.

Обриви кабелю і окремих жил нерідко відбуваються з вини працівників служби СЦБ, інших служб і організацій, заводів-виготівників, зловмисників:

- при земляних роботах, що проводяться в районі кабельних трас працівниками дистанцій сигналізації і зв'язку або іншими організаціями, зокрема у присутності електромеханіка, що не знає кабельну трасу;

- із-за укладання кабелю на глибину менше нормативною;

- із-за корозії кабелю, що тривалий час пролежав перед обробленням у вологому середовищі;

- унаслідок невідповідності кабельної траси кабельному плану;

- у тому випадку, коли роботи проводяться без узгодження з дистанцією сигналізації і зв'язку.

При транспортуванні кабель піддається ударам і вібраціям, а при прокладці і монтажі згинається спочатку в кабелеукладальнику, а потім при викладенні кінців кабелю (у формі котловану). Зміни швидкості руху і вимушені зупинки кабелеукладальника приводять до появи в кабелі розтягуючих зусиль. Механічні дії на кабель надають також ті, що просіли ґрунту, вібрації на ділянках з кабельною трасою, що проходять під дорогами з інтенсивним рухом або уздовж них. В результаті ушкоджується кабельна оболонка, що приводить до погіршення електричних характеристик кабелю.

З кліматичних дій найбільш шкідливі для кабельних ліній зміни температури і вологість. Із зміною температури міняється опір жил кабелю. При пониженні температури погіршуються ударна в'язкість і міцність на розтягування ізоляційних матеріалів; розтріскується або розривається захисний джутовий покрив, просочений бітумом; підвищується відносна вологість усередині кабелю. Волога сприяє руйнуванню захисних оболонок кабелю, оскільки що потрапила навіть в найдрібніші тріщини вода в зимовий час замерзає і, розширюючись, збільшує тріщини. Волога може проникнути всередину кабелю через пластмасові оболонки унаслідок дифузії.

Кабелі в свинцевій, пластмасовій і полівінілхлоридній оболонках ушкоджуються гризунами, а верхні джутові покриви броньованих кабелів можуть руйнуватися цвіллю. Грозові розряди, силові установки і могутні радіостанції також надають дії, що у ряді випадків заважають.

У міру старіння кабелю у полівінілхлоридних оболонок знижуються морозостійкість і ізоляційні властивості. Процес старіння прискорюється під впливом хімічних середовищ, високих температур і напруженості електричного поля, механічних дій.

Умови виробництва робіт в межах охоронних зон і просік на трасах ліній зв'язку і радіофікації, а також на трасах кабелів залізничного транспорту визначені відповідною нормативно-технічною документацією. Порушення цих вимог досить часто стають причиною пошкоджень (зазвичай розривів) кабелів.

До найбільш небезпечних відмов кабельних і повітряних ліній СЖАТ відносяться повідомлення або заземлення різних жил і проводів, слідством чого можуть бути помилковий контроль вільності рейкового ланцюга, помилкова поява вирішуючого сигналу, переклад стрілки під складом і інш. Для виключення цього жили і дроти повинні бути надійно ізольовані один від одного і від землі.

Короткі замикання жил кабелю відбуваються зазвичай із-за пошкоджень кабелю при путніх роботах або сторонніми особами, при спалюванні трави в районі кабельних трас і інш.

Опір ізоляції кабелю в процесі експлуатації знижується унаслідок неякісного оброблення зовнішніх або підземних муфт, попадання води в зовнішні муфти, пошкодження оболонки кабелю, поганої герметизації групових муфт, неякісного заводського виготовлення.

Нижня допустима межа опору ізоляції монтажу складає 1 кОм на 1 В робочої напруги, тобто не допускається струм витоку більше 1 мА. Ця норма вибиралася по характеристиках реле типа НР-1 -1000, відпуску якоря 2,5 мА, що має струм. Проте в СЖАТ застосовуються і чутливіші реле. В даний час як норма електричної ізоляції для кабелів СЦБ при відключеному монтажі прийнята величина не меншого 15 мОм на 1 км. довжини.

Електричний опір постійному струму жили кабелю при її діаметрі, рівному 1 мм, повинен бути не більше 23,3 Ом/км., а при діаметрі жили 0,8 мм - не більше 36,6 Ом/км..

Для реле і інших елементів СЖАТ, що включаються через кабельні або повітряні лінійні ланцюги, передбачається двополюсне відключення. Небезпечним в таких ланцюгах є пробій ізоляції на землю або погіршення ізоляції як мінімум в двох місцях. Проте гарантоване запобігання появі небезпечних обхідних шляхів для сигнального струму вимагає негайного усунення першого погіршення ізоляції жив або проводів лінійних ланцюгів.

Закачування в сердечник кабелю рідкого гідрофобного заповнювача дозволяє практично виключити відмови, викликані пониженням опори ізоляції кабелю.

Кабелі обробляються в кабельних муфтах, стійках і ящиках, усереднені параметри відмов яких приведені в табл. 1.3.

Таблиця 1.3

Параметри потоку відмов устаткування кабельних мереж

Найменування об’єкту	ω x 10-6ч-1
Муфта кабельна розгалужуюча:
на чотири напрями типа РМ-4-28	0,53
на сім напрямів типа РМ-7-49	0,12
на вісім напрямів типа РМ-8-112	0,14
Муфта кабельна універсальна:
на один напрям типа УКМ-12	0,08
на два напрями типа УПМ-24	0,03
Муфта сполучна типа С-35-М	0,009
Муфта тройниковая типа Т-35-М	0,04
Стійка кабельна кінцева	0,17
Стійка кабельна прохідна0	0,13
Ящик кабельний типа КЯ-10	0,05
Ящик трансформаторний типу	0,08

Вирішення цих проблем лежить в необхідності розвивати діагностику стану кабельних ліній, і, зокрема, за рахунок розробки методів і засобів вимірювання часткових розрядів.