CC BY
37
Системы управления на транспорте
УДК 681.518.5:004.052.32 А. Н. Ковкин, канд. техн. наук
Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, Санкт-Петербург
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВОЙ АППАРАТУРЫ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ
Статья посвящена вопросам оценки технической эффективности аппаратных средств микропроцессорных систем железнодорожной автоматики. Обоснована необходимость совместного рассмотрения всех компонентов силовой аппаратуры управления объектами, обозначены ее границы в общей структуре аппаратных средств. Приведена характеристика формализованных методов комплексной оценки как средства для сравнения технических решений. Предложена система частных критериев и показателей технической эффективности силовой аппаратуры, разработанная с учетом специфики отрасли и позволяющая производить сравнительную оценку различных концепций построения аппаратных средств.
устройства сопряжения, силовая аппаратура управления объектами, техническая эффективность, метод расстояний, частные критерии, показатели эффективности, параметрическая безопасность, собственная мощность, объектная мощность.
DOI: 10.20295/2412-9186-2019-5-3 -279-306
Введение
Современные системы железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), построенные на основе вычислительных средств, отличаются от релейных систем расширенными функциональными возможностями, меньшими габаритами оборудования, высокой технологичностью в процессе производства и внедрения. Ключевую позицию в составе аппаратных средств занимают устройства сопряжения с объектами, осуществляющие
энергетическое и временное согласование управляющего вычислительного комплекса с напольными устройствами станций и перегонов. Основным требованием к аппаратуре сопряжения с объектами в системах ЖАТ, непосредственно обеспечивающих безопасность движения поездов, является исключение возможности перехода системы в опасное состояние при возникновении отказов элементов и воздействии различных дестабилизирующих факторов. Реализация указанного требования предполагает использование специальных технических решений, основанных на создании многоканальных структур, контроле исправности элементной базы и построении схем с однонаправленным отказом [1].
Вопросам обеспечения безопасности при возникновении отказов в микропроцессорных системах автоматики посвящено большое количество трудов отечественных и зарубежных специалистов, и в настоящее время перечисленные принципы обеспечения безопасного функционирования успешно реализуются на практике. Вместе с тем безопасные системы железнодорожной автоматики отличаются от микропроцессорных систем, не связанных с безопасностью движения поездов, значительными габаритами и стоимостью аппаратных средств. Практика создания отечественных и зарубежных микропроцессорных систем централизации показывает, что значительную часть от общего объема аппаратуры составляют устройства сопряжения с объектами [2-4]. Для монтажа аппаратуры сопряжения даже на небольших станциях требуется несколько электротехнических шкафов, в то время как управляющий вычислительный комплекс, как правило, размещается в одном шкафу. Существенную долю от общей стоимости и габаритов оборудования составляют также устройства электропитания. Поэтому недостаточное внимание к техническому уровню силовой аппаратуры способно значительно снизить экономический эффект от внедрения микропроцессорной системы автоматики, а в некоторых случаях может поставить под сомнение целесообразность отказа от морально устаревшей релейной аппаратуры в пользу современных систем.
Продукция современных производителей микропроцессорных систем ЖАТ отличается большим разнообразием технических решений. При построении аппаратных средств используются различные принципы обеспечения безопасности, элементная база и конструктивные решения. Существенно различаются технические характеристики и функциональные возможности устройств, требования к напольному технологическому оборудованию и реализация электропитания. Обеспечение высокого уровня разработок в данной
области требует комплексной оценки технических решений. Для этого необходимо четко сформулировать систему критериев технической эффективности как степень соответствия технических средств своему назначению, а также определить набор показателей, позволяющих количественно оценивать эффективность предлагаемых технических решений. Для объективного сравнения различных подходов к построению аппаратных средств желательно использовать формализованные методы комплексной оценки. Это позволит более четко разграничить области применения различных концепций построения безопасной аппаратуры, выявить проблемные места и обозначить приоритетные направления развития технических средств, обеспечивающие высокий технический уровень новых систем ЖАТ. Формализованный подход к сравнению систем железнодорожной автоматики позволит эксплуатирующим организациям обоснованно выбирать наиболее подходящие варианты технических решений с учетом особенностей конкретных полигонов внедрения.
1. Структура аппаратных средств микропроцессорной системы управления
Процесс взаимодействия управляющего вычислительного комплекса (УВК) с исполнительными объектами (ИО) с позиции электротехники состоит в управляемой передаче электрической энергии от первичного источника к объекту и восприятии электрических сигналов, отображающих текущее состояние объекта. Структура аппаратных средств, реализующая данный процесс, приведена на рис. 1.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА | СИЛОВАЯ АППАРАТУРА
' энергия от сети электроснабжения
_УЭП_
п
операционная часть УСО
ТЕ
линейные цепи
к исполнительным объектам
Рис. 1. Многоуровневая структура микропроцессорной системы ЖАТ
интерфейсная часть УСО
Непосредственное участие в передаче энергии к объектам принимают устройства электропитания (УЭП), обеспечивающие необходимое преобразование электрической энергии, поступающей от сетей электроснабжения, бесперебойность электропитания и гальваническую развязку цепей. Непосредственное управление процессом передачи энергии осуществляют устройства сопряжения с объектами (УСО). Взаимодействие УСО с УВК в современных системах автоматики обычно реализуется с использованием минимального количества физических цепей. Поэтому в составе УСО принято выделять интерфейсную часть, основная задача которой состоит в обеспечении функционирования стандартных последовательных интерфейсов (RS-485, CAN и т. п.), реализующих связь с УВК по малопроводным линиям. Непосредственная реализация функций управления и контроля осуществляется операционной частью УСО [5]. В силу того, что управляемые объекты в системах железнодорожной автоматики могут быть удалены от УСО, в качестве отдельного звена передачи энергии следует рассматривать линейные цепи, реализуемые обычно в виде кабельных линий.
Если алгоритм функционирования системы автоматики связан с безопасностью движения поездов, УВК представляет собой многоканальную структуру, а УСО содержат логические схемы, обеспечивающие реализацию функции «И» либо мажоритарную функцию [1]. Основным требованием к УСО в этом случае является исключение возможности ложной активизации исполнительного объекта при возникновении отказов. Этого можно достигать путем использования преобразовательных схем, формирующих выходное напряжение в результате динамической работы полупроводниковых коммутационных элементов, переключающихся под воздействием импульсных управляющих сигналов. Такие схемы принято называть функциональными преобразователями с несимметричным отказом (ФП) [1]. Напряжение, полученное в результате преобразования, может обеспечивать питание обмоток исполнительных реле, контакты которых коммутируют цепи ИО. В качестве исполнительных реле используются реле I класса надежности или электромагнитные реле, не имеющие признаков приборов I класса, но обеспечивающие возможность контроля фактического размыкания контактов за счет наличия жесткой связи между контактными группами (safety relay). В последнем случае безопасность достигается путем дублирования реле, коммутирующих цепи управления объектами [6].
Подобные УСО являются релейными, а ФП называют устройством включения исполнительного реле (УВИР) [1]. Если ФП имеет достаточную
мощность, выходное напряжение может подаваться непосредственно на управляемый объект, без использования реле в целях обеспечения безопасности. Такое УСО называется бесконтактным. Следует также отметить, что на основе преобразователей могут успешно реализовываться и функциональные узлы, обеспечивающие безопасную реализацию логических функций, лежащих в основе функционирования дублированных безопасных структур.
Схемные решения ФП должны исключать возможность активизации управляемого объекта в случае пробоя коммутационных элементов. Это может достигаться путем использования трансформаторной развязки. Если источник питания не способен активизировать ИО при непосредственном воздействии, возможно использование преобразовательных схем без трансформаторов.
Другим вариантом реализации безопасного управления является контроль исправности полупроводниковых коммутационных элементов с гарантированным отключением питания ИО в случае обнаружения отказа [1]. Для контроля коммутационных элементов необходимо привлекать дополнительные программные ресурсы, а также иметь соответствующую аппаратную реализацию. Устройства, отключающие питание, должны обладать достаточным быстродействием и не допускать опасных ситуаций при возникновении отказов. Временные параметры тестирующих сигналов следует выбирать таким образом, чтобы предотвращалась возможность активизации выключенных ИО в процессе контроля исправности ключей. Указанная проблематика осложняет практическую реализацию безопасных УСО, основанных на контроле исправности коммутационных элементов, и определяет повышенный интерес к построению аппаратуры сопряжения с использованием преобразовательных схем и современных малогабаритных реле, предназначенных для печатного монтажа.
Завершая краткое описание принципов обеспечения безопасности УСО, следует рассмотреть реализацию контроля состояния объектов. Так же как для функции управления, актуальной является задача обеспечения безопасности. По отношению к контролю это означает, что должна исключаться возможность передачи в УВК ложной информации, которая по алгоритму функционирования системы автоматики может инициировать возникновение опасных ситуаций в движении поездов. Схемные решения, реализующие контроль состояния объектов, должны быть построены таким образом, чтобы отказы элементов не приводили к нарушению безопасности. Основополагающим принципом реализации данного требования является
представление информации о состоянии объектов в виде электрических сигналов, имеющих динамический (импульсный) характер [1].
При оценке эффективности различных концепций построения аппаратных средств не следует изолированно рассматривать УЭП, УСО и линейные цепи, поскольку решения, принимаемые в рамках всех перечисленных компонентов, оказывают существенное влияние на реализацию смежных уровней передачи энергии. Например, если управление светофорами в системе централизации планируется осуществлять с помощью релейного УСО, устройства электропитания должны обеспечивать наличие переменного напряжения с гальванической развязкой от сети электроснабжения, что легко достигается с помощью изолирующих трансформаторов [8]. Кроме того, при управлении объектами путем коммутации цепей релейными контактами для построения кабельных сетей станций могут применяться традиционные решения, используемые в релейных системах автоматики, что является плюсом в случае поэтапной модернизации систем. При управления светофорами с помощью бесконтактных УСО на основе преобразовательных схем от УЭП потребуется формирование постоянного напряжения для последующего преобразования в схеме ФП. Необходимо также принимать во внимание проблему увеличения взаимных влияний в кабельных сетях вследствие использования напряжений несинусоидальной формы. С другой стороны, если бесперебойность питания аппаратуры предполагается реализовывать путем использования в составе УЭП шины постоянного тока, напряжение для ФП будет получить проще, чем переменное напряжение для схем управления, основанных на релейной коммутации цепей.
Таким образом, понятие силовой аппаратуры управления объектами должно подразумевать совокупность трех уровней передачи энергии: УЭП, УСО и линейных цепей. Причем в составе УСО к силовой аппаратуре целесообразно относить все функциональные узлы, реализующие функции логической обработки, управления и контроля, за исключением интерфейсных устройств, построенных с использованием программируемой элементной базы, поскольку последние имеет смысл рассматривать в качестве одного из компонентов вычислительных средств наряду с УВК и пользовательским интерфейсом.
Целесообразность комплексного рассмотрения силовых устройств обусловлена еще и тем, что на сегодняшний день остается в тени проблематика безопасности управления в условиях использования протяженных кабельных линий, а также многие вопросы, связанные с опасным влиянием на процесс
управления объектами отказов, возникающих в источниках вторичного электропитания. В частности, определенные неисправности источников могут приводить к повышению величины напряжения питания устройств или к увеличению пульсаций напряжения. Повышение величины напряжения способно негативно сказаться на безопасности функционирования аппаратуры управления светофорами, поскольку рост напряжений на выходе УСО будет приводить к усилению взаимных влияний в кабельных сетях. Пульсации могут оказать опасное воздействие на работу ФП в составе устройств сопряжения либо привести к повышению уровня высокочастотных гармоник в кабельной сети.
2. Система показателей технической эффективности силовой аппаратуры управления объектами
2.1. Методы комплексной оценки и частные критерии технической эффективности аппаратных средств
Для комплексной оценки объектов сравнения с точки зрения экономических категорий используются разнообразные методы формализованной оценки. Наиболее наглядными методами, позволяющими работать с отличающимися по физической природе показателями, можно считать метод суммы баллов, метод суммы мест, а также метод расстояний в различных его вариациях [7]. По мнению автора, нет принципиальных противопоказаний к использованию перечисленных методов и для комплексной оценки технической эффективности аппаратуры.
Метод суммы мест предполагает предварительное ранжирование объектов сравнения по занимаемым местам в рамках каждого конкретного показателя. При использовании метода суммы баллов значения показателей заменяются балльными оценками. Результат для каждого объекта сравнения получается путем алгебраического суммирования мест или баллов по всем показателям. Достоинство обоих методов состоит в возможности использования для оценки объектов разнородных и разнонаправленных показателей. Существенным недостатком метода суммы мест является отсутствие влияния на результат количественной разницы между величинами показателей, что особенно критично в случае сравнения малого числа объектов. Не полностью учитывается количественная разница между показателями и в методе суммы баллов. Кроме того, в обоих методах невозможно устанавливать различие в значимости тех или иных показателей.
От указанных недостатков свободен метод расстояний, основная идея которого заключается в геометрическом суммировании различных показателей, предварительно приведенных к безразмерному виду с единым масштабом значений. Каждый объект сравнения представляется в виде точки, координаты которой задаются величинами показателей, используемых для комплексной оценки. Результат сравнения отображается расстоянием между точками в «-мерном пространстве. Метод расстояний в полной мере учитывает количественную разницу между показателями, что способствует достоверности сравнения при малом числе объектов. При использовании данного метода можно ожидать получения адекватного результата даже при сравнении двух технических решений.
Существуют различные разновидности метода расстояний. В одной из вариаций результат комплексной оценки /-го объекта КОг- определяется следующим выражением [7]:
Щ =у1 Л + Л + •••+, (1)
где х - нормированный (приведенный к безразмерному виду) показатель; п - количество показателей, используемых для сравнения. Для нормирования показателей используется следующая формула [7]:
аи
х. = '
13 а (2)
max з
где j - порядковый номер показателя; а. - значение j-го показателя для /-го объекта сравнения; amaxj - максимальное значение j-го показателя среди рассматриваемых объектов сравнения. В случае если показатель изначально представлен относительным значением (коэффициентом) и его величина не превышает единицу, нормализация с использованием выражения (2) не требуется и такой показатель можно непосредственно подставлять в формулу (1). При необходимости можно установить различие в значимости конкретных показателей путем умножения нормированных величин на весовой коэффициент, определяемый для каждого показателя экспертными методами.
Особенностью метода расстояний является обязательное требование к одинаковой направленности показателей. Иными словами, все показатели должны определять качество объекта или по принципу «чем больше, тем лучше», или по принципу «чем меньше, тем лучше». В первом случае лучшему объекту будет соответствовать максимальное значение КОг-. Во втором
случае лучший объект будет иметь минимальную величину результата комплексной оценки. Такая особенность считается препятствием к использованию метода расстояний в условиях использования показателей разной направленности. Однако данное препятствие несложно преодолеть, заменив показатели нежелательной направленности обратными величинами [8]:
а, = —. (3)
а
Техническая эффективность в общепринятом понимании показывает степень соответствия рассматриваемого объекта своему назначению и отражается набором частных критериев, которые могут различным способом характеризовать оцениваемый объект с учетом особенностей конкретной отрасли. На рис. 2 показана система частных критериев эффективности, предлагаемая для комплексной оценки аппаратуры железнодорожной автоматики.
Безопасность
ЧАСТНЫЕ КРИТЕРИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВОЙ АППАРАТУРЫ ЖАТ
Надежность
Компактность
Функциональная наполненность
Энергетическая эффективность
Стоимость комплектации
Технологичность
Рис. 2. Частные критерии технической эффективности силовой аппаратуры управления объектами в системах железнодорожной автоматики
Количественная интерпретация частных критериев эффективности выражается набором показателей. Особенностью систем железнодорожной автоматики является разнородность полигонов внедрения по количеству исполнительных объектов. Обеспечение достоверной оценки аппаратуры в таких обстоятельствах определяет необходимость преимущественного использования удельных показателей, приведенных к количеству исполнительных объектов пио. В качестве исполнительного объекта предлагается рассматривать напольное или постовое устройство, например стрелочный привод, светофорную
лампу, светодиодный излучатель, реле и т. п. Используя методы комплексной оценки, можно получать отдельные результаты сравнения в рамках одного или нескольких частных критериев, а также вычислять общий результат технической эффективности сравниваемых решений.
2.2. Безопасность и надежность силовой аппаратуры управления
В железнодорожной отрасли приоритетное значение имеет безопасность как способность системы не оказывать опасного воздействия на технологический процесс при возникновении внутренних отказов. Оценка безопасности устройств железнодорожной автоматики производится на основе вероятностных показателей [9-12]. Наиболее часто используемым вероятностным показателем безопасности является интенсивность опасных отказов А,ОП. Данный показатель используется при нормировании безопасности вновь разрабатываемых систем и рассчитывается в ходе доказательства безопасности технических решений. Оценивая систему железнодорожной автоматики, исходят из концепции «замещения риска», состоящей в том, что безопасность вновь разрабатываемых устройств должна быть не хуже безопасности существующих. Таким образом, критерием возможности применения системы по прямому назначению является выполнение условия
I < I ,
оп оп.макс'
где Аюп.макс - мксимально допустимая интенсивность опасных отказов, определяемая на основании экспертных оценок и продолжительного опыта эксплуатации существующих устройств.
Оценка безопасности системы только по вероятностным показателям не является исчерпывающей, поскольку величины электрических воздействий на отдельные компоненты не всегда имеют дискретный характер и в силу ряда причин могут принимать промежуточные значения, обусловливающие возникновение опасных ситуаций. Характерным примером являются схемы управления светофорами в системах электрической централизации. При центральном питании светофоров на выключенных лампах всегда присутствует некоторое напряжение, вызванное емкостными связями между цепями в кабельной сети. В случае значительной протяженности линии величина этого напряжения может оказаться достаточной для появления видимого свечения нити выключенной лампы. Описанная ситуация не связана
с возникновением отказов или иных случайных событий и обусловлена наличием паразитных параметров линейных цепей. Соответственно, в данном контексте, охарактеризовать уровень безопасности устройств с помощью вероятностных показателей невозможно и следует использовать параметрические показатели.
В некоторых случаях параметрические и вероятностные факторы необходимо учитывать совместно. Одним из примеров являются опасные ситуации, связанные с отказами источников вторичного электропитания. В этом случае для адекватной оценки безопасности аппаратуры вначале следует определить критичный с точки зрения безопасности уровень выходного напряжения или амплитуды пульсаций, после чего рассчитать вероятностные характеристики отказов источника электропитания, способных привести к опасному изменению параметров выходного напряжения.
Для обеспечения полноты оценки аппаратуры с точки зрения возможности возникновения опасных ситуаций было предложено понятие параметрической безопасности, характеризующей способность устройств поддерживать уровни входных и выходных параметров в пределах, необходимых для обеспечения безопасного функционирования системы. Ключевыми показателями параметрической безопасности являются пороговый уровень воздействия Апор, определяющий величину воздействия, приводящего к переходу объекта управления или иного компонента системы в опасное состояние, а также остаточный уровень воздействия Аост, характеризующий величину воздействия, существующего в силу наличия каких-либо дестабилизирующих факторов. Уровни воздействия чаще всего выражаются электрическими величинами (напряжением, током или мощностью). В этом случае условием параметрической безопасности аппаратуры управления является выполнение неравенства
Иногда вместо электрических величин могут рассматриваться частотные или временные параметры сигналов. В этом случае характер неравенства может быть иным и зависит от особенностей конкретного технического решения.
Учитывая, что пороговые и остаточные уровни воздействия имеют индивидуальный характер для различных устройств, качество разработки
в контексте параметрической безопасности целесообразно оценивать с помощью относительного показателя - коэффициента запаса по остаточному воздействию Кз. ост, определяемого для электрических величин следующим образом:
А
К _ пор
з.ост
А
ост
Очевидно, что значение данного коэффициента для безопасной аппаратуры превышает единицу. Поэтому при использовании для комплексной оценки метода расстояний удобнее оперировать обратным значением данного показателя, определяя его с помощью выражения (3).
Надежность системы ЖАТ является комплексным свойством сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций. Основные составляющие надежности - безотказность, ремонтопригодность и долговечность [9, 11, 12]. Общепринятая система показателей, количественно отражающая надежность устройств, основана на вероятностных характеристиках. Безотказность аппаратуры чаще всего характеризуется интенсивностью отказов. Одним из основных показателей ремонтопригодности является среднее время восстановления. Долговечность обычно определяется сроком службы.
2.3. Компактность и функциональная наполненность оборудования
Существуют различные системы показателей, характеризующие электронную аппаратуру как объект конструкторско-технологической разработки [13, 14]. Однако они не всегда позволяют обеспечить необходимую адекватность сравнения аппаратуры. Ряд часто используемых показателей, например сложность конструкции или количество элементов, не имеют существенной значимости для потребителя. Масса изделий также не является определяющим фактором для электронной аппаратуры стационарного размещения. Одним из важнейших преимуществ микропроцессорных систем железнодорожной автоматики является возможность существенного сокращения габаритов аппаратных средств. Поэтому для сравнительной оценки конструктивных характеристик современных систем ЖАТ наибольший интерес представляет удельный объем силовой аппаратуры VСил, определяемый следующим образом:
V _ УУЭП + ^УСО сил '
ПИО
где ууэп - общий объем аппаратуры электропитания, функционально связанной с конкретным видом исполнительных объектов; уУСО - общий объем устройств сопряжения соответствующего назначения; пИО - количество исполнительных объектов, по отношению к которым определяется объем аппаратуры. Поскольку значение имеет величина пространства, требуемого для размещения устройств, объем следует определять по габаритным размерам аппаратуры.
Экономический эффект от сокращения габаритов постового оборудования связан с уменьшением площади помещений, необходимых для размещения устройств. Поэтому значимым показателем является также удельная площадь размещения силовой аппаратуры 5сИЛ, определяемая формулой:
о _ ^УЭП + ^УСО ^сил " •
ПИО
Целесообразность рассмотрения площади как отдельного показателя обусловлена тем, что удельная площадь размещения не может быть выражена непосредственно через объем аппаратуры, поскольку необходимо учитывать объем, занимаемый конструктивными изделиями (стативами, электротехническими шкафами), а также дополнительное пространство, обеспечивающее возможность беспрепятственного монтажа оборудования и технического обслуживания в процессе эксплуатации системы. Кроме того, дополнительный объем монтажного пространства может потребоваться для реализации эффективного отведения тепла в процессе функционирования силового оборудования.
Конкурентоспособность современной системы автоматики в значительной степени определяется ее функциональными возможностями. Ведущая роль в расширении функциональных возможностей, безусловно, принадлежит вычислительным средствам. Однако появлению новых функций на уровне программного обеспечения зачастую препятствует недостаточный уровень развития силовой аппаратуры. В первую очередь это относится к функциям, связанным с мониторингом исполнительных объектов и диагностикой аппаратуры. Если ставится задача сравнения различных систем или технических решений, представляет интерес количество новых функций, не предусмотренных в системах
предшествующего поколения. Например, если речь идет об аппаратуре управления станционными светофорами, новой функцией является контроль холодных нитей выходных и маневровых светофоров [15], поскольку схемные решения релейных систем централизации не предусматривали такую возможность. Для устройств управления стрелками новой функцией можно считать непрерывный контроль целостности рабочей цепи и обмоток двигателя [16].
Тактико-технические показатели аппаратуры могут иметь самую различную природу, но общим является то, что они количественно характеризуют способность устройства выполнять заданные функции. Некоторые из показателей имеют определяющее значение для комплексной оценки технических решений. Например, в системах централизации ключевым показателем является дальность управления объектами. Увеличение дальности управления в микропроцессорных системах ЖАТ способствует появлению качественно новых возможностей, обеспечивающих более эффективную реализацию управления объектами на крупных железнодорожных узлах. В частности, появляется возможность отказа от использования отдельных систем централизации для удаленных районов станций. При значительной дальности управления возможно совмещение функций различных систем, например электрической централизации и автоблокировки, в рамках одного вычислительного комплекса. Последнее способствует повышению экономической эффективности внедрения микропроцессорных систем на малых станциях железнодорожного транспорта, а также в условиях метрополитенов.
Исполнительные объекты в пределах одного вида устройств (светофоры, стрелки и т. п.) имеют различные параметры и варианты исполнения. Например, до недавнего времени все светофоры оснащались лампами накаливания различной мощности. Сегодня вместо ламп на светофорах все чаще используются разнообразные светодиодные излучатели. При разработке аппаратуры сопряжения для светофоров на процесс выбора технических решений оказывают не только особенности конкретных излучателей, но и тот факт, что различные станционные светофоры имеют не одинаковый набор сигнальных показаний. Аналогичная ситуация характерна для аппаратуры управления стрелками. Ранее стрелочные приводы оснащались двигателями постоянного тока, современные проектные решения предусматривают использование приводов переменного тока, в будущем могут получить распространение вентильные электродвигатели. Различия наблюдаются и в реали-
зации контроля положения стрелочных переводов. В указанных условиях весомым преимуществом является универсальность аппаратуры управления, которую можно определить как способность управлять напольными и постовыми объектами, разнородными по параметрам и конфигурации, с помощью одинаковых по схемотехническому и конструктивному исполнению технических средств. Универсальность устройств способствует сокращению затрат на разработку и производство отдельных модификаций оборудования, упрощает проектирование, монтаж и техническое обслуживание систем автоматики. Для количественной оценки универсальности технических средств предлагается использовать относительный показатель - коэффициент универсальности кун, определяемый следующим образом:
п
к =
ун п
мод
где писп - количество исполнений управляемого объекта определенного вида; пмод - количество модификаций оборудования, необходимое для управления указанным набором объектов. В случае применения метода расстояний может оказаться целесообразным использование обратной величины данного показателя, вычисленной с помощью формулы (3).
2.4. Энергетические характеристики устройств управления объектами
Общим показателем, характеризующим энергетическую эффективность электронных устройств, является мощность потребления [17]. Основными показателями эффективности источников вторичного электропитания считаются коэффициент полезного действия (КПД) и удельная мощность - выходная мощность источника питания, приходящаяся на единицу объема [18, 19].
Особенностью устройств сопряжения как потребителя электрической энергии является выраженная зависимость энергопотребления силовой аппаратуры от текущего состояния исполнительных объектов. Вместе с тем в общем объеме потребляемой энергии всегда присутствует составляющая, обусловленная расходами на питание функциональных узлов, осуществляющих информационный обмен между УСО и УВК, логическую обработку сигналов, формирование управляющих воздействий для силовых ключей и контроль состояния объектов. Энергетические характеристики перечисленных узлов в большинстве случаев не имеет однозначной связи с количеством ак-
тивных объектов управления. Такая двойственность аппаратуры с точки зрения энергопотребления затрудняет количественную оценку энергетической эффективности, поскольку такие показатели, как мощность потребления и КПД, для аппаратуры сопряжения не являются постоянными величинами. Определенные сложности в связи с этим могут возникать и при расчетах нагрузки на устройства электропитания, производимых в ходе проектирования систем, а также при оценке тепловых режимов оборудования.
С целью обеспечения необходимой полноты описания устройств сопряжения как потребителей энергии предложена модель, основанная на таких понятиях, как «объектная» и «собственная» составляющие энергетических параметров. Графическая интерпретация объектной и собственной составляющей показана на рис. 3.
Рис. 3. Объектная и собственная составляющие энергетических параметров
Объектная составляющая отражает изменение энергетических параметров УСО при включении различного количества ИО. Собственная составляющая определяет значения тех же самых параметров устройств сопряжения, когда все объекты находятся в выключенном состоянии, то есть не потребляют электрическую энергию.
Энергоэффективность аппаратуры сопряжения предлагается оценивать по величине потерь энергии. При этом считается, что вся энергия, потребляемая аппаратурой при выключенных объектах, включая составляющую, расходуемую на реализацию контроля состояния ИО, рассеивается в окружающее пространство в виде тепла, то есть является энергией потерь. Поэтому одним из показателей энергетической эффективности аппаратуры можно считать удельную величину собственной мощности рассеяния Pс.p, характеризующую рассеиваемую мощность, приходящуюся на один исполнительный объект (двигатель стрелочного привода, светофорную лампу) при условии, что все исполнительные объекты выключены. Другим
показателем является удельная величина объектной мощности рассеяния Ро.р, определяющая величину приращения мощности, рассеиваемой в аппаратуре, при включении одного исполнительного объекта. Аналогичный подход целесообразно применять и при анализе энергетической эффективности источников вторичного электропитания, особенно в тех случаях, когда мощность, потребляемая от источника, может изменяться в широких пределах.
2.5. Стоимость комплектации и технологичность аппаратуры
Экономический эффект от внедрения новых систем автоматики в значительной степени зависит от капитальных вложений в силовую аппаратуру. Последние определяются себестоимостью аппаратуры, которая включает в себя суммарную стоимость элементной базы и готовых изделий, массово выпускаемых промышленностью (например, стандартизированных источников вторичного электропитания), а также затраты на монтаж и регулировку изделий в условиях производства. Заметное влияние на экономическую эффективность оказывает объем пусконаладочных работ, выполняемых на объектах внедрения систем.
Корректное сравнение технических решений в части силовой аппаратуры обеспечивается при использовании такого показателя, как удельная стоимость комплектации:
С = сУСО+сУЭП ^к _ '
ПИО
где сУСО - общая стоимость комплектации устройств сопряжения для определенного вида исполнительных объектов; сУЭП - общая стоимость комплектации соответствующего назначения, входящей в состав аппаратуры электропитания.
Затраты на монтаж аппаратуры в значительной степени определяются ее технологичностью - свойством конструкции, состоящем в ее приспособленности к повторению в условиях серийного производства. Технологичность электронной аппаратуры непосредственно связана с возможностью применения автоматизированного монтажа. Для оценки технологичности используют систему базовых показателей технологичности электронных узлов [13]. Наибольшую значимость среди базовых показателей имеют коэффициенты
механизации и автоматизации, определяющие относительное количество автоматизируемых операций в общем объеме работ.
В современной аппаратуре подавляющее большинство соединений выполняется печатным монтажом. В условиях крупносерийного производства электронных изделий практически все операции, связанные с монтажом компонентов на печатных платах, могут быть автоматизированы. В результате коэффициенты механизации и автоматизации получаются близкими к единице, т. е. стирается различие между сравниваемыми техническими решениями. В то же время следует понимать, что наличие даже небольшого количества ручных операций по выполнению электрических соединений заметно ухудшает технологичность изделий. Отрицательно влияют на технологичность и сборочные операции, связанные с механическим креплением элементов. В связи с этим для комплексной оценки предложено ориентироваться на объем операций, не поддающихся автоматизации, и использовать такой показатель, как удельное количество ручных операций Ы^о, определяемый следующим образом:
П + П
N — п.о.м к.э 7Ур.о _ '
ПИО
где «п.о.м - количество паек, связанных с объемным (проводным) монтажом, включая пайку на печатных платах выводов элементов, конструктивно не приспособленных для печатного монтажа; пкэ - количество крепежных элементов (винтов, саморезов, хомутов-стяжек и т. п.), используемых для механического крепления элементной базы и проводного монтажа, а также для сборки конструктивных элементов изделия (передних панелей, корпусов и других компонентов конструкции).
Принято считать, что широкое использование интегральных микросхем и микросборок способствует повышению технологичности электронных устройств. По мнению автора, это полностью справедливо в тех случаях, когда используются стандартизированные микроэлектронные изделия, выпускаемые широким кругом производителей электронных компонентов. Степень применения микроэлектронных компонентов характеризует относительный показатель - коэффициент использования ИМС и микросборок кИМС [13]:
и — ПИМС %МС '
Пк
где пИМС - количество интегральных микросхем и микросборок; пк - общее количество компонентов на печатных платах.
Существенные трудозатраты при производстве аппаратуры связаны с необходимостью проведения регулировочных операций, так как последние практически не поддаются автоматизации. Объем регулировочных операций можно отразить удельным количеством регулировочных элементов (подстроечных резисторов и конденсаторов, регулировочных перемычек).
Особенностью систем автоматики является то, что существенную долю трудозатрат составляет монтаж готового оборудования на полигонах внедрения, а также проведение пусконаладочных работ перед вводом систем в эксплуатацию. В связи с этим понятие технологичности целесообразно распространить и на эту часть жизненного цикла системы. Электронное оборудование, выпускаемое в промышленных условиях, в общем случае представляет собой набор конструктивно завершенных блоков, соединяемых проводным монтажом. Вполне очевидно, что сокращению времени, необходимого для монтажа оборудования на станциях и перегонах, способствует уменьшение общего количества межблочных соединений, выполняемых непосредственно на полигоне внедрения. Кроме того, положительную роль играет сокращение относительного числа неразъемных электрических соединений, требующих проведения трудоемких технологических операций (снятия изоляции с проводов, монтажа с помощью пайки, на винтовых клеммах и т. п.). Наиболее технологичным вариантом межблочных соединений следует считать использование многоконтактных разъемов и типовых кабельных соединителей, изготавливаемых в промышленных условиях. Для количественной оценки технологичности в данном контексте можно использовать такой показатель, как удельное количество межблочных соединений Ым,с, включающее в себя как разъемные, так и неразъемные соединения, выполняемые различными способами. Выразить данный показатель можно следующим образом:
N = П
м.с
5
ПИО
где пнс - общее количество неразъемных соединений между блоками; пр - количество разъемов для межблочных соединений в составе аппаратуры. Степень использования разъемов для соединения блоков можно
охарактеризовать относительным количеством разъемных соединений Кр.с, определив его следующим образом:
К - "р
Кр с --"Г" •
"н.с + "р
2.6. Пример комплексной оценки технической эффективности аппаратуры с использованием метода расстояний
Сравнение технической эффективности аппаратных средств может осуществляться по различным наборам критериев в зависимости от степени значимости тех или иных показателей. В качестве примера произведено сравнение технической эффективности различных концепций построения УСО для управления светофорами в условиях организации электропитания устройств от шины постоянного тока (ШПТ). Критериями для сравнения являются компактность и стоимость комплектации силового оборудования. В качестве объектов сравнения рассматривается бесконтактная аппаратура сопряжения на основе преобразовательных схем и устройства сопряжения, построенные с применением safety relay.
В рамках УЭП в рассмотрение принимаются источники вторичного электропитания (ИВЭП), преобразующие напряжение ШПТ к виду, необходимому для работы силовых модулей аппаратуры сопряжения. Бесконтактная аппаратура сопряжения использует постоянное напряжение питания и обеспечивает гальваническую развязку цепей за счет наличия трансформаторов в составе УСО. Поэтому в качестве ИВЭП для указанной аппаратуры можно применять импульсные стабилизаторы напряжения понижающего типа, не содержащие в своем составе трансформаторы и характеризующиеся относительно высоким КПД, а также малым количеством силовых компонентов. Релейная аппаратура сопряжения требует переменного напряжения. Кроме того, гальваническая развязка кабельной сети станции и ШПТ в этом случае должна быть реализована на уровне устройств электропитания. Соответственно, ИВЭП в своем составе будут содержать узлы, конвертирующие величину постоянного напряжения с применением трансформаторов (DC/DC-преобразователи), а также устройства, преобразующие полученное постоянное напряжение в переменное напряжение (инверторы).
Исходная информация для сравнения, нормированные значения показателей, определенные с использованием выражения (2), а также результаты расчета комплексной оценки по формуле (1) приведены в таблице.
Таблица
Концепция построения УСО Преобразовательные схемы Релейная коммутация
Назначение светофора Маневровый Поездной Маневровый Поездной
Стоимость комплектации УСО, руб/светофор 5 209 10 419 5 855 15 868
Стоимость комплектации ИВЭП, руб/светофор 420 420 1 249 1 249
Суммарная стоимость комплектации, руб/светофор 5 630 10 839 7 104 17 117
Объем УСО, см3/светофор 1495 2990 797 2392
Объем ИВЭП, см3/светофор 170 170 429 429
Суммарный объем аппаратуры, см3/светофор 1665 3160 1226 2821
Нормированное значение удельной стоимости 0,793 0,633 1,000 1,000
Нормированное значение удельного объема 1,000 1,000 0,737 0,893
Результат комплексной оценки (чем меньше, тем лучше) 1,28 1,18 1,24 1,34
В стоимости комплектации ИВЭП и УСО учтена стоимость элементной базы, а также основных материалов, используемых для изготовления трансформаторов и теплоотводящих изделий (радиаторов), по данным поставщиков электронных компонентов и электротехнической продукции.
В качестве габаритного показателя рассматривается удельный объем силовой аппаратуры. Удельный объем бесконтактных УСО, реализованных на основе преобразовательных схем, определен по габаритным размерам силового модуля С-4-2 системы микропроцессорной централизации МПЦ-МПК, осуществляющего управление двумя маневровыми или одним поездным светофором. Величина удельного объема ИВЭП для бесконтактных устройств сопряжения получена исходя из габаритов модуля стабилизации МС-48-С, разработанного для системы МПЦ-МПК. Ориентировочная оценка объема УСО и ИВЭП для релейной аппаратуры сопряжения произведена на основании результатов опытно-конструкторских работ.
Результаты комплексного сравнения по объему и стоимости показывают, что техническая эффективность бесконтактной и релейной аппаратуры сопряжения в условиях электропитания от ШПТ отличается несущественно. Значительный объем бесконтактной аппаратуры сопряжения, обусловленный наличием низкочастотных трансформаторов, уравновешивается сравнительно высокой стоимостью релейной аппаратуры (в основном за счет стоимости реле), а также повышенной сложностью ИВЭП, формирующих напряжение для релейных схем коммутации. По результатам оценки видно, что для маневровых светофоров преимущество получает релейная аппаратура сопряжения, а для поездных светофоров более эффективной оказывается бесконтактная аппаратура на основе преобразовательных схем.
Заключение
Достижение высокого технического уровня при разработке аппаратуры для микропроцессорных систем железнодорожной автоматики предполагает необходимость комплексной оценки технических решений. В данной работе рассмотрены вопросы, связанные с силовой аппаратурой, которая составляет преобладающую часть общего объема и стоимости аппаратных средств. Микропроцессорная система автоматики представлена в виде многоуровневой структуры, в которой реализуется передача энергии от сетей электроснабжения к управляемым объектам. Силовая аппаратура, реализующая передачу энергии, включает в себя устройства электропитания, операционную часть устройств сопряжения и линейные цепи, выполняемые в виде кабельных линий. В статье подчеркнута принципиальная важность совместного рассмотрения указанных компонентов, что объясняется взаимозависимостью технических решений, принимаемых для различных уровней передачи энергии.
Комплексная оценка технических решений предполагает наличие набора критериев и показателей технической эффективности. Для силовой аппаратуры предложено семь основных критериев эффективности:
- безопасность;
- надежность;
- компактность;
- функциональная наполненность;
- энергетическая эффективность;
- стоимость комплектации;
- технологичность.
Для сравнительной оценки аппаратуры могут использоваться различные формализованные методы, но наибольший интерес представляет метод расстояний, поскольку он допускает корректировку значимости показателей, а также учитывает количественную разницу между аналогичными показателями в различных технических решениях, что дает возможность адекватной оценки при малом количестве объектов сравнения.
Ряд показателей непосредственно связан с количеством исполнительных объектов на конкретном полигоне внедрения системы. В данной статье предложена система удельных показателей, определяющих различные свойства объектов сравнения по отношению к единице управляемого напольного или постового оборудования.
Безопасность, как и надежность, традиционно оценивается с использованием вероятностных показателей. Для силовой аппаратуры дополнительно введены показатели, связанные с параметрической безопасностью, характеризующей способность устройств поддерживать электрические, частотные и временные параметры сигналов и электрических воздействий на безопасных уровнях.
В понятие компактности в первую очередь предложено включать показатели, представляющие наибольший интерес для потребителя, а именно удельный объем и площадь размещения аппаратуры. Также подчеркивается, что кроме габаритных показателей на конкурентоспособность устройств значительное влияние оказывает наличие дополнительных функций, отсутствующих в релейных системах автоматики, а также универсальность оборудования, позволяющая сокращать количество модификаций устройств.
Проблемой при оценке энергетической эффективности аппаратуры сопряжения является зависимость энергетических параметров от числа включенных исполнительных объектов, что не позволяет сводить оценку эффективности к определению потребляемой мощности или КПД. В статье предложена модель для оценки эффективности аппаратуры, основанная на собственной и объектной составляющих энергетических параметров.
Экономическая эффективность системы в значительной степени определяется стоимостью комплектации и технологичностью изделий. Учитывая современный уровень автоматизации производства электронных изделий, следует отметить уменьшение зависимости технологичности от общего количества электрических соединений (паек) в изделии. По мнению автора,
технологичность должна определяться главным образом по количеству ручных операций, в принципе не поддающихся механизации и автоматизации (проводной монтаж, сборочные операции). Не последнюю роль в экономической эффективности технических решений играют затраты на монтаж и пусконаладочные работы, выполняемые в условиях полигона внедрения. Поэтому понятие технологичности предложено распространить на работы по вводу системы в эксплуатацию, связав ее с количеством и способом выполнения межблочных соединений.
Используя предложенную систему критериев и показателей технической эффективности, можно уточнять область применения различных технических решений, определять приоритетные направления развития аппаратных средств, выбирать системы ЖАТ, в наибольшей степени удовлетворяющие тем или иным требованиям. Однако остается открытым ряд вопросов, непосредственно связанных с технической эффективностью силовой аппаратуры. Необходимо развивать методы оценки параметрической безопасности в условиях протяженных кабельных линий. Представляет значительный интерес рассмотрение проблем безопасности и энергетической эффективности в контексте организации электропитания устройств. Весьма актуальны вопросы, связанные с расширением функциональных возможностей силовой аппаратуры в части мониторинга напольных объектов.
Адекватная оценка существующих технических решений предполагает сравнение с иными концепциями построения оборудования. Экспертный метод оценки показателей, связанных с компактностью, технологичностью и стоимостью комплектации, подвержен воздействию субъективного фактора и не дает достаточно точных и достоверных результатов. Поэтому при отсутствии конкретных примеров практической реализации данные показатели должны уточняться путем проведения опытно-конструкторских работ.
Библиографический список
1. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики / В. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников, Х. А. Христов, Д. В. Гавзов ; под ред. Вл. В. Сапожникова - М. : Транспорт, 1995. - 272 с.
2. Микропроцессорная система централизации ЭЦ-ЕМ / С. С. Пресняк, А. С. Ершов, О. Л. Маковеев, А. В. Циркин // Автоматика, связь, информатика. - 2000. - № 9. -С. 2-4.
3. Алешин В. Н. Микропроцессорная централизация стрелок и сигналов системы ЕЫ1оск-950 / В. Н. Алешин // Автоматика, связь и информатика. - 2003. - № 1. -С. 13-17.
4. Сапожников В. В. Микропроцессорная система электрической централизации МПЦ-МПК // В. В. Сапожников, А. Б. Никитин // Наука и транспорт. - 2009. -№ 1. - С. 18-21.
5. Новиков Ю. В. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC : практическое пособие / Ю. В. Новиков, О. А. Калашников, С. Э. Гуляев ; под общ. ред. Ю. В. Новикова. - М. : ЭКОМ, 1998. - 224 с.
6. Никитин А. Б. Использование малогабаритных силовых реле в безопасных устройствах сопряжения компьютерных систем железнодорожной автоматики / А. Б. Никитин, А. Н. Ковкин. А. Д. Манаков // Автоматика на транспорте. - 2018. - Том 4. -№ 2. - С. 264-278.
7. Шеремет А. Д. Теория экономического анализа / А. Д. Шеремет. - М. : ИНФРА-М, 2011. - 352 с.
8. Слабинская И. А. Развитие методов сравнительного анализа и комплексной оценки финансовой устойчивости предприятий / И. А. Слабинская, О. Б. Бендерская // Вестник АГТУ. Сер. Экономика. - 2015. - № 3. - С. 134-140.
9. Сертификация и доказательство безопасности систем железнодорожной автоматики / В. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников, В. И. Талалаев и др. ; под ред. Вл. В. Сапожникова. - М. : Транспорт, 1997. - 288 с.
10. Гавзов Д. В. Методика расчета количественных показателей безопасности микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Гавзов, Е. В. Самонина // Вестник ВНИИЖТа. - 1992. - № 5. - С. 21-25.
11. Чжоу Ч. Модели надежности и безопасности микропроцессорных систем управления / Ч. Чжоу // Железные дороги мира. - 1981. - № 10. - С. 51-57.
12. Акита Х. Безопасность и отказоустойчивость микропроцессорных систем централизации / К. Акита, Х. Накамура // Железные дороги мира. - 1991. - № 6. - С. 29-34.
13. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры : учебник для вузов / К. И. Билибин, А. И. Власов, Л. В. Журавлева и др. ; под общ. ред.
B. А. Шахнова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 568 с.
14. Камышная Э. Н. Методика расчета технологичности конструкций электронной аппаратуры / Э. Н. Камышная // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. - 2003. - № 1. -
C.116-125.
15. Никитин А. Б. Контроль целостности нитей выключенных светофорных ламп / А. Б. Никитин, А. Н. Ковкин // Актуальные вопросы развития систем железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. трудов. - СПб. : ПГУПС, 2013. -С. 80-86.
16. Никитин А. Б. Контроль исправности рабочей цепи электроприводов / А. Б. Никитин, А. Н. Ковкин // Развитие элементной базы и совершенствование методов построения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. трудов. - СПб. : ПГУПС, 2014. - С. 26-30.
17. Ромаш Э. М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры / Э. М. Ромаш. - М. : Радио и связь, 1981. - 224 с.
18. Конев Ю. И. Проблемы ресурсосбережения в энергетической электронике // Ю. И. Конев // Радиопромышленность. - 1996. - № 1. - С. 5-10.
19. Конев Ю. И. Отечественная энергетическая электроника: проблемы, тенденции, достижения / Ю. И. Конев, А. Ю. Гончаров, В. А. Колосов // Электроника: наука, технология, бизнес. - 1998. - № 1. - С. 52-53.
Alexey N. Kovkin "Automation and remote control on railways" department Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, St. Petersburg
COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE TECHNICAL EFFICIENCY OF COMPUTER BASED RAILWAY AUTOMATION SYSTEMS POWER EQUIPMENT
This article is devoted to the issues related to the evaluation of technical efficiency of hardware of railway automation computer based systems. The necessity of joint consideration of all components of the power equipment of control is proved and its borders in the general structure of hardware are designated. The characteristic of formalized methods of comprehensive assessment as a means for comparison of technical solutions is given. A system of specific criteria and indicators of technical efficiency of power equipment, developed taking into account the specifics of the industry; it allows to make a comparative assessment of the various concepts of construction of hardware.
interface device, power control equipment, technical efficiency, distance method, specific criteria, performance indicators, parametric safety, own power, object power.
References
1. Sapozhnikov V. V., Sapozhnikov Vl. V., Hristov H. A., Gavsov D. V. (1995) Methods of construction of safe microelectronic systems of railway automation [Metody postroeniya bezopasnykh mikroelektronnykh sistem zheleznodorozhnoj avtomatiki], Edition Sapozhnikov Vl. V. - Moscow: Transport, 1995. - 272 p.
2. Presnyak S. S., Ershov A. S., Makoveev O. L., Tsirkin A. V. (2000) Microprocessor system of centralization of EC-EM [Mikroprotsessornaya sistema tsentralizatsii ETS-EM] Automation, communication, Informatics [Avtomatika, svyaz, informatika]. 2000. Issue 9.
3. Aleshin V. N. (2003) Microprocessor centralization of points and signals of Ebilock-950 system [Mikroprotsessornaya tsentralizatsiya strelok i signalov sistemy Ebilock-950], Automation, communication and Informatics [Avtomatika, svyaz, informatika]. 2003. Issue 1.
4. Sapozhnikov V. V., Nikitin A. B. (2009) Microprocessor system of electrical centralization MPC-MPK [Mikroprotsessornaya sistema elektricheskoj tsentralizatsii MPTS-MPK], Science and transport [Nauka i transport]. - 2009. - 18-21 Pp.
5. Novikov Yu. V., Kalashnikov O. A., Gulyaev S. E. (1998) Development of interface devices for a personal computer such as IBM PC [Razrabotka ustrojstv sopryazheniya dlya personalnogo kompyutera tipa IBM PC] Edition Y. V. Novikov. Practical guide. - Moscow: EKOM, 1998. - 224 p.
6. Nikitin A. B., Kovkin A. N., Manakov A. D. (2018) The use of small-sized power relays in the safe interface devices of computer systems of railway automation [Ispolzovanie malogabaritnykh silovykh rele v bezopasnykh ustrojstvakh sopryazheniya kompyuternykh sistem zheleznodorozhnoj avtomatiki], Automation on transport [Avtomatika na transporte]. 2018. Issue 2. Vol. 4.
7. Sheremet A. D. (2011) Theory of economic analysis [Teoriya ekonomicheskogo analiza]. - Moscow: INFRA-M, 2011. - 352 p.
8. Slabinskaya I. A., Benderskaya O. B. (2015) The development of methods of comparative analysis and comprehensive assessment of financial stability of enterprises [Razvitie metodov sravnitelnogo analiza i kompleksnoj otsenki finansovoj ustojchivosti predpri-yatij], Vestnik of Astrakhan State Technical University [Vestnik Astrakhanskiy gosudar-stvennyy tekhnicheskiy universitet]. Series: Economy. 2015. Issue 3.
9. Sapozhnikov V. V., Sapozhnikov Vl. V., Talalaev V. I. et al (1997) Certification and proof of safety of railway automation systems [Sertifikatsiya i dokazatelstvo bezopas-nosti sistem zheleznodorozhnoj avtomatiki] Edition Sapozhnikov Vl. V. - Moscow: Transport, 1997. - 288 p.
10. Gavzov D. V., Samonina E. V. (1992) The method of calculation of the quantitative safety performance of microprocessor systems of railway automatics and telemechanics [Metodika rascheta kolichestvennykh pokazatelej bezopasnosti mikroprotsessornykh sis-tem zheleznodorozhnoj avtomatiki i telemekhaniki], Vestnik of the Railway Research Institute [Vestnik Nauchno-issledovatel'skiy institut zheleznodorozhnogo transporta]. 1992. Issue 5. 21-25 pp.
11. Zhou H. (1981) Model of reliability and safety microprocessor-based control systems [Modeli nadezhnosti i bezopasnosti mikroprotsessornykh sistem upravleniya], Railways of the world [Zheleznye dorogi mira]. 1981. Issue 10. Pp. 51-57.
12. Akita K., Nakamura H. (1991) Security and fault tolerance of microprocessor centralization systems [Bezopasnost i otkazoustojchivost mikroprotsessornykh sistem tsentrali-zatsii], Railways of the world [Zheleznye dorogi mira]. 1991. Issue 6. - Pp. 29-34.
13. Bilibin K. I., Vlasov A. I., Zhuravleva L. V. et al. Design and technological design of electronic equipment [Konstruktorsko-tekhnologicheskoe proektirovanie elektronnoj ap-paratury], Textbook for universities, Edition Shakhnova V. A. - M., 2005. - 568 p.
14. Kamyshnaya E. N. (2003) Method of calculating the manufacturability of electronic equipment designs [Metodika rascheta tekhnologichnosti konstruktsij elektronnoj appa-ratury], Bulletin of the Moscow state technical University. N. E. Bauman [Vestnik Mos-kovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta imeni N. E. Baumana.]. Series: Instrument making. 2003. Issue 1. 116-125 p.
15. Nikitin A. B., Kovkin A. N. (2013) Operability control filaments of switched-off traffic lights. Topical issues of railway automation and telemechanics systems development. Collection of proceedings [Kontrol tselostnosti nitej vyklyuchennykh svetofornykh lamp. Aktualnye voprosy razvitiya sistem zheleznodorozhnoj avtomatiki i telemekhaniki]. - St. Petersburg: Emperor Alexander I St. Petersburg state transport university [PGUPS], 2013.
16. Nikitin A. B., Kovkin A. N. (2014) Control of operability of a working circuit of electric drives: development of element base and improvement of methods of construction of devices of railway automatic equipment and telemechanics [Kontrol' ispravnosti rabochej tsepi elektroprivodov: Razvitie elementnoj bazy i sovershenstvovanie metodov postroeniya ustrojstv zheleznodorozhnoj avtomatiki i telemekhaniki]. Collection of proceedings. - St. Petersburg: Publishing house of Emperor Alexander I St. Petersburg state transport university [PGUPS], 2014.
17. Romash E. M. (1981) Sources of secondary power supply of electronic equipment [Istochniki vtorichnogo elektropitaniya radioelektronnoj apparatury]. Moscow: Radio and communication [Radio i svyaz], 1981. - 224 p.
18. Konev Yu. I. (1996) Problems of resource saving in power electronics [Problemy resur-sosberezheniya v energeticheskoj elektronike], Radio industry [Radiopromyshlennost], 1996, Issue 1. 5-10 p.
19. Konev Yu. I., Goncharov A. Yu., Kolosov V. A (1998) Domestic power electronics: problems, trends, achievements [Otechestvennaya energeticheskaya elektronika: problemy, tendentsii, dostizheniya], Electronics: Science, Technology, Business [Elektronika: Nauka, Tekhnologiya, Biznes], 1998, Issue 1.
Статья представлена к публикации членом редколлегии А. Б. Никитиным. Поступила в редакцию 04.03.2019, принята к публикации 22.04.2019.
КОВКИН Алексей Николаевич - кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. e-mail: [email protected]
© Ковкин А. Н., 2019
