Курс лекций по дисциплине "Основы автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте"

Р«1v1»(t) = е-λt ;                                                                                               (1)

Q«1v1»(t) = 1–е-λt ;                                                                                          (2)

Т «1v1» = ;                                                                                                 (3)

Мұнда Р(t) – істен шығусыз жұмыс ықтималдылығы, Q(t) – істен шығу ықтималдылығы, Т(t) – істен шығуға дейінгі жасаған орташа уақыт.

Мысалы 1:

λ = 10-5 1/сағ және t = 1000 сағ болса, онда:

 Р(t) = е 10-5∙1000 =  е-0,01 = 0,99005, сәйкесінше Q(t) = 0.00995,

Т= 105 сағ = 11,4 жыл.  (сурет 2) бойынша істен шығусыз жұмыс ықтималдылығы Р(t) экспоненциал заңдылығымен азаяды.

Т  = уақыт біткеннен кейін қайта төмендей береді.

P(t)

 

        1

 

 

         e-t

 

 

 

 

                  1- λt

 

 

0.3679  

 

 

 

 

 

         0

t

T=1/λ

 

Сурет 2 – Сенімділіктің экспоненциал заңы

 

Р(Т) = е –λt = 1/е = 0,3679,  е –λt көлемі дәреже түрінде де келтірілуі мүмкін:

е –λt = 1–λt+                                                            (4)

 

λt  аса көп емес көрсеткішінде үшінші және келесі қосылғыштарға жүгінбей-ақ қарапайым формуланы қолдануға болады:

 

 Р(t) = –λt ;                                                                                                   (5)

 

Q(t) = λt.                                                                                                      (6)

 

(5)  формуланы қолданудағы геометриялық мағынасы, экспоненциал заңымен азаятын қисық  t=0  нүктесінде тиісті 1-λt  түзуімен ауыстырылады. Түзудің жату бұрышы β  осы нүктеден туындайтын шамамен анықталады.

 

Tgβ = e-λt |t = 0 = –λ

Сондықтанда tgα = (1800 –β)= –tgβ= λ және обцисса осін t = T = нүктесінде қияды.

Кесте 1 λt    әртүрлі шамасындағы  Р(t) мәнін есептегендегі қателік шамалары келтірілген. Осы мәндерден (5) және (6) формулаларын  λt<0,1, яғни қателік 0.53%  аспағанда.

Егер екі арналы жүйеде «2v2»  және екі арнасы бірдей болса (λ1=λ2=λ)  оның  ақаусыздығы мынадай формуламен анықталады:

 

Р«2v2»(t) = P1Р(t)∙P2Р(t) = e-2λt  = 1–2λt ;                                                       (7)

 

Q«2v2»(t) = 1–e-2λt = 2λt;                                                                                (8)

 

λ«2v2»(t) = 2λ;                                                                                                (9)

 

T«2v2» =                                                                                                   (10)

 

 

Мысалы 2: бірінші мысалыдан алынған көрсеткіштер бойынша,

 

Р«2v2»(t) = e-0.02 = 0.9802;    Q«2v2»(t) = 0.0198;    λ «2v2» = 2∙10-5 ;

 

T«2v2» = 5∙104 сағ = 5.7 жыл.

 

            Нәтижесінде t = 1000 болғанда істен  шығу ықтималдылығы 1,99 есе; орташа  жасаған жұмыс уақыты екі есеге  азайды. Яғни   λt (λ<0,1) аз мәнінде Q«2v2» шамамен Q«1v1»   қарағанда екі есе көп. Ал  λt  үлкен шамаларында істен шығу ықтималдылығы бір арналы жүйенің істен шығу көрсеткіштеріне жақындайды. Себебі: 

 

                                                                                      (11)

 

Дегенмен  «2v2»  екі арналы жүйесіне уақыт интервалында Δt  істен шығу ықтималдылығының өзгерісі ақаусыз жұмыс  өзгерісіне тең.

«2v2» жүйесінің қауіпсіздік көрсеткіштері Кесте 2.1 бойынша мынадай формулалармен есептейміз:

Q«2v2»(t) = Q1(t)∙Q2(t) =(1–e- λt) = λ2 t2 ;                                                      (12)

 

Р«2v2»(t) = 1– (1–e- λt)2 = 2e- λt–e-2 λt = 1– λ2 t2 ;                                            (13)

 

tоп«2v2»(t) = –                                                       (14)

 

Tоп«2v2»(t) =                             (15)

 

Мысалы 3:   Көрсеткіштер  ретінде 1 және 2  мысалдардағы мәліметті қолдансақ:

 

Qоп«2v2»(t) = (1–e-0.01)2 = 0.000099;          РБ«2v2»(t) = 0.999901;

 

 λоп«2v2»(t) = 1.97∙10-7   1/сағ;          Tоп«2v2»(t) = 1.5∙105  сағ = 17,1 жыл.

 

Бұдан, t=1000 сағ көлемінде «1v1» жүйесінің көрсеткіштерімен салыстырғанда қауіпті ақау ықтималдылығы 100 есе, қауіпті ақау қарқындылығы 50 есе, ал қауіпті ақауға дейінгі жасалған орташа жұмыс уақыты 1,5 есе көбейген.

Логикалық схема техникалық жүйемен қызмет көрсетушілердің арасындағы өзара байланысты табуға мүмкіндік береді, егерде барлық шығын үздіксіз жұмыс минималды түрде болса. Мерекелердің логикалық схемасын құрудағы сенімділігінің жоғарылығы 3 этаптан тұрады. 1-ші этап – болатын жағдайды қарастыру және жетіспеушіліктерін көрсету; 2-ші этап – мерекелерді ұйымдастырудың сенімділігін жоғарылауы; 3-ші этап – осы әдістердің жүзеге асуы.

 

Бақылау сұрақтары.

1. "Өндірістік сенімділік" термині нені білдіреді?
2. Логикалық схемалар нені қамтамасыздандырады?
3. Логикалық схема дегеніміздің өзі не?
4. Логикалық схеманың мүмкіндігі.
5. Мерекелердің логикалық схемасын құрудағы сенімділіктің жоғарылауы қанша этаптан тұрады?

 

Әдебиеттер.

 

1. В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.И. Шаманов «Надежность устройств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте» Москва, Маршрут – 2003г

2.А.С.Переборов и др. «Теоретические основы автоматики  и телемеханики на железнодорожном  транспорте» Москва, Транспорт – 1988г

 

Дәріс 14

Теміржол АТБ құрылғыларының қауіпсіздік теориясы.

 

Құрылғының әрекет сенімділігі жалпы логикалық схемасы рационалдығы мен техникалық құжаттардың қалпына, өлшеу аппараттардың тексеруге, оларды жөндеу мен ауыстыру ыңғайлылығына, шу мен кедергі әрекеттерінің электрлік параметрлерінің қалпына тәуелді. Үлкен қатарға байланысты негізгі элементтердің логикалық схемасына қатысты факторлардың сенімділігін анализдейді. Анализдеудің нәтижесінде сенімділіктің жоғарылау әдісі пайда болады.

Темір жолда пойыз қозғалысының қауіпсіздігін әрі жұмыс қабілеттілігін арттыруда автоматика және телемеханика құрылғыларының рөлі бөлек. Автоматика және телемеханика құрылғыларын пайдалану ерекшеліктері байланысты бекеттік және аралықтық деп екіге бөлеміз.

Негізінен бекеттегі пойыз қозғалысының қауіпсіздігін қамтамасыз ету күрделі әрі маңызды. Себебі бекетте көптеген  жүк әрі жолаушылар пойыздарына тіркеу және қайта жасақтау жұмыстаран, айналып өту, сонымен қатар көптеген маневрлік жұмыстар жасалады. Алғашқы жүйе ретінде механикаландырылған орталықтандыру болды. Бұл жүйемен бұрмалар мен бағдаршамдарды басқару механикалық түрде қолмен иінтірегіш пен майысқақ тартқыштар көмегімен жүзеге асырылды және көп уақыт қажет етті. Кейіннен пайда болған релелік орталықтандырылған жүйесі. Мұнда барлық объектілер , яғни бұрмалар мен бағдаршамдар электр тогы көмегімен жүзеге асырлады. Бұл жүйенің кемшілігі релелік аппаратуралар мен қорек көздерінің бытырап орналасуы. Нәтижесінде қызмет етуді қиындатады және жекелеген құрылыстар қымбатқа түседі.

1948 жылы осы релелік  орталықтандыру жүйесін жетілдіріп  маршрутты релелік орталықтандыру  жүйесі ойлап табылды. Бұл жүйе  алғаш Москва-Пассажирская-Пассажрская-Курская  бекетінде енгізілді. Кейіннен маршруттық  релелік орталықтандыруды жобалауды жылдамдату мақсатымен шағын релелер, сосын блоктармен ауыстырып БМРО пайда болды.

БМРО 1960 жылы алғаш рет шағын және ірі бекеттерде қолданысқа берілді. Бұл жүйе бұрмалар мен бағдаршамдарды басқаруда орталық посттан бекеттік кезекші пульт-таблодан жүзеге асырады. Автоматика және телемеханика құрылғылары мен релелік аппаратура  арасындағы байланыс электр желісі орнатылады. Яғни электр желілері блоктарға жалғасады. БМРО жүйесінің ерекшелігі релелік аппаратура ашалы түрде жабдықталады. Яғни белгілі бір объектің релесінде ақау болғанда оңай ауыстырылады. Сосын кез-келген қиындықтағы маршрутты 5-7 секундта орнатады. Нәтижесінде аппараттардың өндірісімен электрлік орталықтандыру құрылысын жобалау жылдам қарқында іске асты.

Релелік аппаратурасы РЭЛ типті жетілдірілген электрлік орталықтандыру (УЭЦ). РЭЛ типті кіші өлшемді реленің шығуымен осы элементтік база негізінде релелік электрлік орталықтандыру жүйесі жасалды. Телімдік бекеттерде жетілдірілген электрлік орталықтандыру УЭЦ КБЦШ енгізілді, ал аралықтық бекеттерде – маневрлік жұмысты аралық бекеттердің электрлік орталықтандырылуы жүзеге асырды. Жаңа элементтік базалы жүйеде жеке функционалдық блоктардың орнына штепселді жалғанатын панельді блоктарды стативтің екі жағынан орнатуды қамтамасыз етеді, яғни статив және релелік бөлме көлемі азаяды.

БМРО жүйесін өзіне дейінгі жүйелермен салыстырғанда әлдеқайда тиімді  әрі қолайлы. Дегенмен бұл жүйеде де өзіндік кемшіліктер бар. Оның көптеген жағдайларда жалған белгі беру, кіріс белгісінің ашылмауы, жалған бос еместік пайда болу сияқты көптеген жағдайлар кездеседі. Осы күнге дейін негізгі элементтік базасы электромагниттік релелерден тұратын  бұрмалар мен бағдаршамдарды орталықтандыру жүйесі қолданылып келуде. Сосын Блокты маршрутты релелік орталықтандыру жүйесінде бір объектіге байланысты ақау болса бүкіл блокты ауыстыруға тура келеді. Және де релелік аппаратуралардағы релелер контактілерінің үздіксіз жұмысының нәтижесінде желініп кететін жайыттар да кездеседі.

 БМРО жүйесінде блокты  монтажды әрбір үш стативке  бір бос монтажды статив келеді. Бұл жүйенің пайдаланыстағы жұмысын қиындатады. Жүйенің нәзік жері болып приборлар мен оларды орнату технологиясы табылады. Сосын блоктардың штепсельді ажыратқыштарында контакттардың үзіліп қалуы жиі кездеседі. Оларды орнату барысында штепсельді розеткалардың контакттары майысып, электрлі желілердегі байланыс жоғалады.

Жүйенің тағы бір кемшілігіне құрылғылардың жағдайы туралы ақпараттық бақылаудың болмауы. Апаратуралар санының көп болуы және электрлік байланыстың қиындығы, орталықтандыру жұмысын көзбен көре алатын құрылғылардың болмауы ақауларды іздеу мен көзін жоюда көп уақыт алып, пойыздар кідірісі мен қозғалыс графигінің бұзылуына алып келеді.

Блокты маршруты- релелік орталықтандырудың посттық сұлбаларында ақауды іздеуде көптеген қиындықтар кездеседі. БМРО жүйесі орналастырылған ірі бекеттерде көлемі көп реле, түйіспелер, сақтандырғыштар, бақылау шамдары, пісірулер мен басқада элементтер істен ығулардың басты себептері болуы мүмкін. Көбінесе ақаулар саны сақтандырғыштардың жанып кетуі, штепсельді ажыратқыштарда контакттілердің үзілуі, реленің түйіспелеріндегі желінің үзілуі мен реленің нашар қалыпты күйге келтірілуі.

Ақауларды іздеуді заманауи техникалық деңгейде орындау үшін электромеханиктің автоматтандырылған жұмыс орны керек (АР ШН). Мұндай жұмыс орны ақауларды іздеуде уақыт көлемін азайтып, электрлік орталықтандырудың жұмыс қабілеттілігін диагностикалануын қамтамасыз ету үшін микро ЭЕМ базасында, микропроцессорлық автомат, толық программалық қамтамасыздандырылған видеотерминал түйінінде болуы керек.

Алматы белгі беру  және байланыс дистанциясы бойынша соңғы үш жылдағы автоматика және телемеханика құрылғыларының жұмыс істеу сенімділігі бойынша жүргізген зерттеулер нәтижесі:

Жұмыстағы ақаулар:

2006 жылдың 12 айында тек  бір салмақты ақау тіркелген. Ол қазан айында Сары-Өзек бекетіндегі «Ч» бағдаршамынан рұқсат беруші екі сары белгісімен 5-ші жолға пойызды қабылдау барысында басқа құрам құйрығына соқтығысуы. Бұл жайт бекеттің жолдық жетілдіру шараларынан кейін жобалау институтының жаңа жобасында жіберілген қателік салдары болып отыр. Ал қалған 2007-2008 жылдар бойынша ақаулар тіркелмеген. СЦБ құрылғылары бойынша істен шығулар (кесте 1 мен сурет 1 диаграмма түрінде)  келтірілген.

 

Кесте 1 – Белгі беру, орталықтандыру және блоктау құрылғыларындағы істен шығулар

	2006	2007	2008
ШЧ-33	13	6	18

 

 

 

Сурет 1 – Алматы белгі беру және байланыс дистанциясы бойынша соңғы үш жылдағы  СЦБ құрылғыларындағы істен шығулар диаграммасы

Рельс тізбектеріне тиісті ақаулар:

2006 жылғы көрсеткіш  бойынша барлығы 9 ақау тіркелген. Оның біреуі өзіндік қателіктен  болып отыр. Рельс қосқыштарының үзілуі 1 рет тіркелген, бұл жылы 8 жолаушылар және 8 жүк пойыз кідірісі тіркелген.

2007 жылғы көрсеткіште  барлығы 4 ақау тіркеліп, оның біреуі  өзіндік қателіктің кесірінен  болып отыр. рельс қосқыштарының  үзілуі 1 рет тіркеліп, 3 жолаушылар пойызының кідірісі анықталды.