Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет надежности системы телемониторинга

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

Кафедра: «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

Курсовой проект

«РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

СИСТЕМЫ ТЕЛЕМОНИТОРИНГА»

Выполнил: студент гр. АТС 311

Козлов А.А.

Проверил: Шаманов В.И.

Москва, 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4

1. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АППАРАТУРЫ КОНТРОЛЯ. 5

1.1. Расчет для станции 1. 5

1.2. Расчет для станции 2. 5

2. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ В НУП. 6

3. РАСЧЕТЫ ДЛЯ ВЫБОРА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ УСИЛИТЕЛЕЙ В НУП. 7

4. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ В ОУП. 8

5. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ. 8

ВЫВОД 14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 15

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач эксплуатационной работы железнодорожного транспорта является своевременное и качественное выполнение перевозок населения и грузов для обеспечения жизнедеятельности всех отраслей экономики и национальной безопасности государства.

К приоритетным направлениям совершенствования работы железнодорожного транспорта можно отнести повышение безопасности и обеспечение высокого качества грузовых и пассажирских перевозок. В условиях конкурентной работы ОАО «РЖД» качество перевозок становится одним из экономических критериев обеспечения и поддержания рационального уровня эксплуатационных затрат.

Повышение эффективности работы ОАО "РЖД", создание условий для устойчивого и безопасного функционирования железнодорожного транспорта (согласно "Белой книге" ОАО "РЖД" - "Стратегические направления научно-технического развития ОАО "Российские железные дороги" на период до 2015 г.") тесно связаны с использованием технологий радиосвязи. С помощью радиосредств обеспечиваются:
- автоматизация управления движением и повышение безопасности движения поездов;
- оптимизация управления перевозками на основе информации о местоположении поездов, самоходного подвижного состава, локомотивов, автомобилей, работников ремонтных служб на станциях и перегонах и др., получаемой от средств спутниковой радионавигации ГЛОНАСС/GPS;
- автоматизация управления соединенными и тяжеловесными поездами;
- развитие средств видеонаблюдения на станциях и особо важных объектах и т. д.

Поэтому осуществляется совершенствование симплексных аналоговых систем технологической радиосвязи, которое направлено на повышение надежности сетей поездной и станционной радиосвязи - в настоящее время внедряются радиосредства, обеспечивающие наработку на отказ до 45 тыс. часов и гарантированный срок службы до пяти лет.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант №11 р=11 q=1

- Длины кабельных линий связи между обслуживаемыми усилительными пунктами: -Длина магистрального кабеля от обслуживаемого усилительного пункта ОУП-3 до приёмного пункта телемониторинга: -Численные значения параметра потока отказов и времени восстановления аппаратуры контроля: Станция 1: Параметр потока отказов: км; Время восстановления аппаратуры контроля: ч. Станция 2: Параметр потока отказов: км; Время восстановления аппаратуры контроля: ч. - Численные значения времени восстановления аппаратуры в НУП и ОУП: -Численные значения параметра потока отказов и времени восстановления магистрального кабеля связи: Удельный параметр потока отказов: (ч*км)^-1; Время восстановления: ч. При расчетах показателей надежности принимается, что длительность месяца составляет 730 ч, а длительность года 8760 ч. - Схема выбранного усилителя (рис.1):

рис.1. Схема усилителя.

Сведем необходимые нам данные в таблицу 1:

Таблица 1

Тип элемента	Маркировка	Кол-во
Резистор (R)	СП4	20
Конденсатор (C)	К71	12
Диод (VD)	КД	4
Транзистор (VT)	КП	4
Паяное соединение	-	33
Всего элементов: 73

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АППАРАТУРЫ КОНТРОЛЯ.

Расчет для станции 1.

Средняя наработка на отказ аппаратуры контроля:

Вероятность безотказной работы аппаратуры контроля за год:

Среднее количество отказов аппаратуры контроля за год:

Коэффициент готовности аппаратуры контроля на станции:

Коэффициент простоя аппаратуры контроля на станции:

Время простоя аппаратуры контроля на станции за год:

Расчет для станции 2.

Средняя наработка на отказ аппаратуры контроля:

Вероятность безотказной работы аппаратуры контроля за год:

Среднее количество отказов аппаратуры контроля за год:

Коэффициент готовности аппаратуры контроля на станции:

Коэффициент простоя аппаратуры контроля на станции:

Время простоя аппаратуры контроля на станции за год:

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ В НУП.

Для расчета показателей надежности усилителя заполним таблицу 2, в которой элементы выбранной схемы усилителя группируются по их типам. Считаем, что усилители эксплуатируются в лабораторных условиях при плюсовой температуре от 25 до 35^о С, а их элементы работают в усредненных электрических режимах.

Из таблиц Приложения А (В.И. Шаманов. Расчет надежности системы телемониторинга. Методические указания к курсовому проекту для студентов 3 курса специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» ) выберем значения интенсивностей отказов усилителя, вычислим интенсивность отказов каждой группы элементов, затем суммируем их (). Данные сведем в таблицу 2:

Таблица 2

Наименование и тип элемента	Количество элементов j-го типа, m_j, шт	Интенсивность отказов элементов j-го типа, λ_j∙10^-6, ч^-1		Интенсивность отказов группы элементов j-го типа, m_j ∙λ_j∙10^-6, ч^-1
Резисторы типа: СП4	20	0,01		0,2
Конденсаторы типа: К71	12	0,01		0,12
Диоды типа: КД	4	0,09		0,36
Транзисторы типа: КП	4	0,3		1,2
Соединения паяные	33	0,001		0,033
Параметр потока отказов усилителя			1,913

Вычислим показатели надежности аппаратуры в НУП при отсутствии резервирования. При расчетах показателей надежности принимается, что длительность месяца составляет 730 ч, а длительность года 8760 ч.

Интенсивность отказов i – го устройства :

Средняя наработка на отказ усилителя в НУП:

Вероятность безотказной работы усилителя в НУП за год:

Среднее число отказов усилителя в НУП за год:

××

Коэффициент готовности усилителя в НУП в системе:

Коэффициент простоя усилителя в НУП в системе:

Время простоя усилителя в НУП устройств в системе за год:

РАСЧЕТЫ ДЛЯ ВЫБОРА СПОСОБА ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ УСИЛИТЕЛЕЙ В НУП.

Поскольку аппаратура НУП работает в тяжелых условиях, то рассмотрим способы ее резервирования. Для всех способов резервирования рассчитаем коэффициент готовности усилителя (величину коэффициента К_ГП возьмем на порядок выше чем : , и время простоя НУП за год.

Нагруженное резервирование аппаратуры НУП с кратностью m=1.

Рассчитаем коэффициент готовности аппаратуры НУП по схеме, показанной на рис.2(а). Время простоя НУП за год:

Ненагруженное резервирование аппаратуры НУП с кратностью m=1.

Рассчитаем коэффициент готовности аппаратуры НУП по схеме, показанной на рис.2(б). Время простоя НУП за год:

Ненагруженное резервирование аппаратуры НУП с кратностью m=2.

Рассчитаем коэффициент готовности аппаратуры НУП по схему, показанной на рис.2(в). Время простоя НУП за год:

Наиболее эффективный способ повышения надежности аппаратуры в НУП выбираем по наименьшей величине времени простоя НУП за год: (нагруженное троирование).

По найденному значению коэффициента готовности для наиболее эффективного варианта резервирования усилителей в НУП найдем численное значение параметра потока отказов аппаратуры в НУП (с учетом принятого, что ):

Необслуживаемые усилительные пункты располагаются на кабельных линиях магистральной связи через 18 – 20 км. Поэтому количество НУП в q-ой кабельной линии связи длиной

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ В ОУП.

Считаем, что и в НУП и ОУП используются усилители одного типа, и они являются самым ненадежными элементами в усилительных пунктах. Аппаратура в ОУП отличается большей сложностью по сравнению с аппаратурой в НУП, поэтому принимаем, что Тогда:

- средняя наработка на отказ усилителя в ОУП:;

- вероятность безотказной работы усилителя в ОУП за год:

- среднее количество отказов усилителя в ОУП за год:

- коэффициент готовности на усилителя в ОУП:

- коэффициент простоя усилителя в ОУП:

- время простоя усилителя в ОУП за год:

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ.

Рассчитаем параметр потока отказов q-й кабельной линии: = _; с использованием вычисленного по формуле значения параметра потока отказов соответствующей кабельной линии, найдем численные значения показателей надежности для каждой линии. Сначала найдем параметры потоков отказов и рассчитаем надежность для каждого кабеля.

Расчет надежности 1-ого кабеля.

Параметр потока отказа: . Средняя наработка на отказ кабеля:. Вероятность безотказной работы кабеля за год: . Среднее количество отказов кабеля за год: . Коэффициент готовности кабеля: .