CC BY
101
2009
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Эксплуатация воздушного транспорта
№ 147
УДК 629.114.005
ПРИМЕНЕНИЕ SADT-МОДЕЛИРОВАНИЯ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ
А.А. ТУРСУНОВ, А.М. УМИРЗОКОВ
В статье рассматривается применение методологии SADT-моделирования в решении задач технической эксплуатации транспортных средств (на примере автомобильного транспорта) в суровых горных условиях.
Ключевые слова: SADT-моделирование, эксплуатация транспортных средств.
Функционирование системы Водитель - Автомобиль - Дорога - Среда (ВАДС) - это ее реакция на входные воздействия (условия эксплуатации) X(t)={xi(t);...xn(t) }, в результате чего
образуется m-мерный вектор-функция -Y(t)={yi(t);...ym(t) }, характеризующая ее уровень надежности и эффективности при управлении U(t)={Ui(t);...Uc(t)}, возмущающем воздействие внешних факторов (горных условий) p(t)=p(t);.-,Xp(t)} и фиксированных значениях конструктивных параметров K=Ki;...;Ks } элементов системы (рис. 1).
В основу решения задач, управления надежностью транспортных средств (ТС) положена модель функционирования системы, преобразования входных воздействий в виде условий функционирования X(t) в выход Y(t), определяющий производительность системы ВАДС. Подсистемы соединены последовательно в надежностном смысле.
Условия работы X(t) и результаты функционирования Y(t) представляют собой вероятностно-статистические поверхности, характеризующиеся как случайные поля. Аргумент-наработка, пробег, время описывает состояние подсистем при условии их функционирования на вероятностно-статистической поверхности случайного поля.
Такая постановка и формализация задачи допускает разработку частных моделей элементов и подсистем, которые с достаточной для исследования точностью могут быть представлены в виде совокупностей элементарных функций с последующим их анализом и синтезом для построения математических моделей управления надежностью системы.
В общей постановке целевая функция задачи управления надежностью системы ВАДС сводится к выполнению условия: E(t) = Y(t) - Yd(t) = Wq6cb - WQmp ® min . Здесь функция потерь
E(t) = Y(t) - Yd(t) характеризует отклонение фактических показателей эффективности функционирования Y(t) системы ВАДС от базовых (идеальных) Yd(t), а WQ66a(t),|Wß2ZO|, соответственно, значений комплексного критерия эффективности в базовых (эталонных) и горных условиях эксплуатации.
В соответствии с моделью функционирования системы ВАДС (рис.1) методы управления надежностью автомобилей будут обусловлены следующими группами мероприятий:
A. Mxi(t) - направленных на обеспечении благоприятных, с точки зрения оптимального функционирования, условий Xi(t);
Б. Mkj(t)- определение (установление) оптимальных (рациональных) конструктивных параметров элементов системы;
B. Мр (t) - направленных на компенсацию негативных, возмущающих воздействий дестабилизирующих факторов горных условий, имеющих вероятно-статистическую природу;
Г. Mue(t) - оптимальное управление работоспособностью автомобилей в горных условиях.
Рис. 1. Модель функционирования системы ВАДС
Система управления работоспособностью (надежностью) автомобилей представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых организационных, технических, технологических, экономических и социальных мероприятий, направленных на поддержание заданного (оптимального) уровня надежности в конкретных условиях эксплуатации.
Система управления работоспособностью (надежностью) автомобилей (СУПРА) включает в себя следующее компонентное обеспечение: информационное; нормативное; документальное; методическое; кадровое; контрольное (диагностическое); материально-техническое; средствами связи в подразделениях системы управления.
При формулировании цели был поставлен ряд вопросов, ответы на которые должна давать модель:
1. Как обеспечить эффективность СУПРА в горных условиях?
Эффективность СУПРА в горных условиях эксплуатации достигается обеспечением требуемого уровня работоспособности автомобилей, достижением рациональных затрат на обеспечение работоспособности, соблюдением нормативного уровня дорожной и экологической безопасности, повышением производительности труда персонала АТП.
2. Какие подсистемы включить в СУПРА в горных условиях эксплуатации?
СУПРА должна базироваться на оптимизации факторов ("дерево систем") технической эксплуатации, существенно влияющих на уровень работоспособности автомобилей. По степени влияния на коэффициент технической готовности парка эти факторы располагаются (по исследованиям проф. Е.С. Кузнецова) следующим образом: подвижной состав - 25 %; система ТОиР - 18,7 %; производственно-техническая база - 18,7 %; персонал - 15,8 %; условия эксплуатации -13,1 %; система снабжения и резервирования - 8,7 %.
3. Каковы критерии оценки эффективности СУПРА в горных условиях эксплуатации?
Критериями оценки эффективности СУПРА в горных условиях эксплуатации являются:
уровень работоспособности автомобилей; затраты на поддержание работоспособности АТС; уровень влияния на дорожную и экологическую безопасность транспортного процесса; производительность труда персонала, обеспечивающего работоспособность парка.
4. Как управлять СУПРА в горных условиях эксплуатации?
Рекомендуется применять систему управления с обратной связью, построенную на современных компьютерных информационных технологиях.
На рис. 2 приведен блок БАОТ-модели, где рассматривается первичный функциональный блок модели «Обеспечение повышения эффективности СУПРА в горных условиях эксплуатации». В качестве управляющего входа блока выступает информационное обеспечение системы управления работоспособностью АТС в горных условиях эксплуатации, которое включает в себя информацию о технико-экономических показателях работы АТП.
Рис. 2. Функциональный первичный блок модели «Эффективности системы управления работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации»
В качестве механизма преобразования выступает персонал предприятия, выходами являются оценка эффективности системы управления работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации. Данный блок детализирован на рис. 3.
В процессе обеспечения эффективности системы управления работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации используются функции, образующие два блока диаграммы: изучить взаимовлияние технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособность автомобилей в горных условиях эксплуатации (поз. 1) и разработать и реализовать комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации (поз. 2).
АВТОРЫ: ТУРСУНОВ А. А., УМИРЗОКОВ А.М.
ПРОЕКТ: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬЮ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Т ехническое состояние подвижного состава
Состояние автомобил ьных дорог
Оборудование и инструмент, материальные и
денежные
ресурсы
Автоматизированная рабочая станция
Условия окружающей среды
1
Изучить взаимовлияние технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособность автомобилей в горных условиях эксплуатации 1
Информация о взаимовлиянии
Персонал ИТС автотранспортных предприятий и научно-J исследовательских организаций ^
Персонал организации и предприятий, связанных с эксплуатацией автомобильного транспорта в горных условиях
Разработать и реализовать комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации 2
Повышение уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации
Рис. 3. Обеспечение повышения эффективности системы управления работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации
НОМЕР: Д 003
Реализация комплекса задач по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации выполняется персоналом с учетом имеющегося на предприятии оборудования и инструмента, а также материальных и денежных ресурсов, которыми АТП располагает.
Предлагается рассматривать процесс формирования комплекса задач повышения уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации как две взаимосвязанные функции, давшие названия блокам, содержание которых представлены на рис. 3.
На рис. 4 детализируется блок "Изучить взаимовлияние технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособность автомобилей в горных условиях эксплуатации" (рис. 3, поз. 1). Он включает четыре взаимосвязанные функции, соответствующие названиям блоков.
АВТОРЫ: ТУРСУНОВ А. А., УМИРЗОКОВ А.М.
ПРОЕКТ: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬЮ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Техническое состояние подвижного состава
Состояние автомобильных дорог
Автоматизированная рабочая станция
Опе-
ратор
ЭВМ
Оборудование, инструмент, материальные и денежные ресурсы
Собирать и создавать информа-
3
Состояние окружающей среды
Упорядоченная информация _________ Обновленные данные
цию
База
дан-
ных
Хранить информацию
4
Накоплен-
ная
информация
Пакет при кладных программ
Информация о взаимовлиянии технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособность автомобилей в горных условиях эксплуатации
Персонал ИТС автотранспортных предприятий и научно-
исследовательских организаций
Рис. 4. Изучение взаимовлияния технического состояния УЗЕЛ: подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды
и водителя на эффективность системы управления работоспособностью ТС в горных условиях
НОМЕР: Д 004
Блок "Собирать и передавать информацию" (рис. 4, поз. 3) обеспечивает процесс управления работоспособностью автомобилей в горных условиях эксплуатации, т.е. систематизирует ее поток. В качестве входа выступает коммуникационная сеть и ее элементы, в качестве механизма - оператор ПЭВМ.
Блок "Хранить информацию" (рис. 4, поз. 4) описывает функцию хранения и выдачи по мере надобности нормативного обеспечения системы, а также накопленной информации о прошлых состояниях элементов системы управления. В качестве инструмента выступает распреде-
ленная база данных. Хранящаяся информация не является статичной. Данные и нормативы периодически обновляются, что отмечено на диаграмме соответствующими входами.
Блок "Обработать информацию" (рис. 4, поз. 5) реализует свою функцию при помощи пакета прикладных программ. Выходами блока являются: обновленные данные, поступающие на хранение, а также прогнозы и рекомендации, на основе которых осуществляются управляющие воздействия. Последний выход реализует функцию интеллектуальной поддержки принятия решения.
На рис. 5 детализируется блок: "Разработать и реализовать комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации" (рис.3, поз.2).
АВТОРЫ: ТУРСУНОВ А. А., УМИРЗАКОВ А.М.
ПРОЕКТ: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬЮ __________________ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ______________
Контекст
Д003
Агретированная информация о взаимовлиянии технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособноить автомобилей в горных условиях эксплуатации
Автоматизированная рабочая станция
Оборудование, инструмент, материальные и днне жные ресурсы
Обработать и проанализировать информацию о взиимо-влиянии технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и
водителя 6
Комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях экс плуатации
АРМ экспертной
Персонал организаций и предприятий, связанных с эксплуатацией автомобильного транспорта в горных условиях
Оценить и откорректировать и реализовать комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации 7
Экспертная группа
1
Повыше-инеи еу руорвонвя-ня работо-осбпнооссотбино-сти автомобилей в горных уэловиях эксплуатации
УЗЕЛ:
Рис. 5. Разработка комплекса мероприятий по повышению эффективности системы управления работоспособностью транспортных средств в горных условиях
НОМЕР: Д 005
Первый блок "Обработать и проанализировать информацию о взаимовлиянии технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя" (рис. 5, поз.6) обеспечивает сбор, обработку и анализ агрегированной информации о взаимовлиянии технического состояния подвижного состава, состояния дорог, окружающей среды и водителя на работоспособность автомобилей в горных условиях эксплуатации.
Выходом данного блока является комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации. В качестве входа выступает автоматизированная рабочая станция, в качестве механизма - персонал инженерно - технических работников АТП.
Второй блок "Оценить, откорректировать и реализовать комплекс мероприятий по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации" (рис.5, поз.7) выполняет окончательное формирование комплекса задач по повышению уровня работоспособности автомобилей в горных условиях эксплуатации. В качестве входа блока выступает оборудование и инструмент, при этом функцию экспертной группы выполняют инженернотехнические работники АТП.
Детализация блоков SADT-модели осуществляется на базе технико-экономического анализа состояния автомобильно-дорожного комплекса республики с выявлением первоочередных задач инженерно-технической службы АТП по повышению эффективности технической эксплуатации автомобилей и показателей надежности подвижного состава автомобильного транспорта в горных условиях эксплуатации.
APPLICATION OF SADT-MODELING PROCEDURE TO RESOLVE PROBLEMS OF TECHNICAL SERVICE OF TRANSPORTATION SYSTEMS FOR MOUNTAIN ROADS
Toursunov A.A., Umirzokov A.M.
Methodology of SAD-modeling has considering applicably to transportation systems (example of cars) to realize needed technical service in the case of mounting conditions.
Сведения об авторах
Турсунов Абдукаххор Абдусамадович, 1960 г.р., окончил Таджикский политехнический институт (1982), доктор технических наук, профессор, декан факультета Транспорта, заведующий кафедрой «Эксплуатация транспортных средств» Таджикского технического университета им. академика М.С. Осими, автор свыше 160 научных работ, область научных интересов - повышение эксплуатационной надежности и адаптационных свойств ТС, техническая эксплуатация транспортных систем в суровых горных условиях.
Умирзоков Ахмад Маллабоевич, 1959 г.р., окончил Таджикский аграрный университет (1983), кандидат технических наук, доцент Таджикского технического университета им. академика М.С. Осими, автор более 40 научных работ, область научных интересов - техническая эксплуатация транспортных систем.
