CC BY
19
This article describes the peculiarities of how the modern information space functions, outlines the key features of information space singularity, and creates a space for information-based cooperation among government institutions as a structural element of information space in state administration. In the space for information-based cooperation among government institutions, horizontal and vertical levels of interaction are distinguished, with specific examples of these interactions. The legislative, functional, and telecommunicational types of information-based cooperation among subjects of environment for information-based cooperation among government institutions are analysed.
Keywords: e-government, information-based cooperation, information space, information space structuring.
УДК 614.843(075.32)
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТР1В РОЗПОД1ЛУ ЧАСУ НАПРАЦЮВАННЯ НА В1ДМОВУ ПОЖЕЖНО1 ТЕХН1КИ I СПОРЯДЖЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ СТАТИСТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Е.М. Гулiда1, В.О. Мирзоев2, М.-Т.Т. Марчишин3
На пiдставi методу статистичного моделювання визначено напрацювання на вщмову та параметри форм розподшв, внаслщок чого встановлено закони розподшу для основно! пожежно! техшки та спорядження. Дослщжено, що залежно вiд типу пожежно! техники або спорядження, !х комплектувальнi прилади пiдпорядковуються рiзним законам розподiлу. Наприклад, якщо коробка передач пожежного автомобшя пiдпорядковуeться закону розподiлу Вейбулла, то стволи пожежш ручнi - нормальному.
Ключовi слова: пожежа, пожежна техшка та спорядження, надiйнiсть пожежно! техники, параметри форм розподiлу, закони розподшу.
Постановка проблеми. У сучасних умовах, шд час гасiння пожеж, шдроз-дши пожежно-рятувально' служби застосовують технологií лiквiдацií пожеж з погляду пожежно!' тактики. При цьому не враховують питания й надiйностi в екстремальних умовах, а вибiр оптимального варiанта технологи залежить пе-реважно тшьки вiд суб'ективних поглядiв керiвника гасiння пожежi. У роботах, де висвилено тактику лiквiдацií пожеж, наведено технологда лiквiдацií пожеж, але не розглянуто питання 11 надiйностi для кожного конкретного випадку i не взято до уваги можливi вщмови роботи пожежно' технiки та устаткування в процесi слiдування до мкця виклику та пiд час л^щацп пожежi на об'eктi.
Зрозумiло, що надшнкть складних систем залежить ввд багатьох факторш, але насамперед ввд вiдмови кожного з елемеитiв, ят входять до складу системи. Вихвд з ладу будь-якого елемента системи може призвести до вiдмови вое!' системи. Результати аналiзу кнуючих стацдартiв стосовно пожежно-рятувального обладнання та технки (ДСТУ 3687-98, ДСТУ 2111-92, ДСТУ 2112-92, ДСТУ 2802-94, ДСТУ-П 7290:2012 та ш.), а також науково-техшчно' та довiдииковоí лiтератури показали, що для пожежно-рятувального обладнання та техшки вщ-сутш значення основних показникш надiйностi. У деяких стандартах наведено тшьки значення напрацювання на вiдмову, але в бшьшосп випадюв вони е не обгрунтованими.
1 проф. Е.М. Гулща, д-р техн. наук - Льв1вський державний унгверситет безпеки життGдiяльностi;
2 курсант В.О. Мирзоев - Льв1вський державний ун1верситет безпеки життGдiяльностi;
3 курсант М.-Т.Т. Марчишин - Львгвський державний ушверситет безпеки житгедiяльностi
У робоп [1] зазначено, що внаслiдок вiдмов пожежно! технiки у процесi лгквздади пожежi 11 тривалiсть може збшьшуватися в 1,25-2,0 рази, що призведе до збшьшення втрат як для об'екта, так i для пожежно-рятувального пiдроздiлу. Тому виникае проблема у визначенш хоча б деякою мiрою наближених до дiйсних значень основних показникiв надiйностi пожежно!' техшки для локаль зацií та гасшня пожежi, що дасть змогу з !х урахуванням забезпечити якiсний процес лiквiдацií пожежi.
Аналiз останнiх досягнень i публiкацiй. Першi дослiдження надшносп технiчних об'ектiв розпочалися на початку 1945 р. в США. Причиною цих дос-лiджень стали численш вiдмови вiйськовоí технiки, призначено!' для бойових дiй. Наприклад, 60 % ттакш, призначених для оперативних дiй на Далекому Сходi, виявилися недiездатними [2]. Для вирiшення завдань, якi були пов'язанi з надшнктю технiчних об'ектiв, розпочали роботи з виконання експерименталь-них дослiджень для визначення фактично!' надiйностi i на цш основi почали створювати математичну теорiю надiйностi. Значний внесок у цьому напрямку зробили Б.1. Костецький, ОС. Прошков, ДМ. Решетов та багато ш.
Стосовно надiйностi пожежно!' техшки в 90-х роках ХХ ст. було розробле-но ДСТУ, в яких почали вводити значения показниюв надшносп. Наприклад, у ДСТУ 3286-95 (ГОСТ 26938-95) (Автомобш гасшня. Загальн техиiчнi умови), який шзшше було замiнено ДСТУ-П 7290:2012, наведено значення тривалостi напрадювання на вщмову у виглядi пробiгу автомобiлем 5000 км за швидкосп руху 50 км/год, що вщповвдае ТВ = 100 год. Але крш дього показника надшнос-тi, у стандарта шчого не наведено. Тому неможливо щось прогнозувати стосовно iмовiрностi безвiдмовноí роботи. Крш дього, наведене значення ТВ = 100 год е не обгрунтованим.
У 1988 р. опублжовано роботу [3], в якш запропоновано для уточнення ТВ метод статистичного моделювання, тобто методику для уточнення значень по-казникiв надiйностi. У нашiй краМ одними iз перших робiт iз визначення основних показникiв надшносп пожежно!' технiки, були роботи [4, 5]. Анатзу-ючи результати цих робщ можна зауважити, що наведена методика визначення основних показнитв надшносп пожежно! техиiки грунтуеться на даних напра-дювання на вiдмову Тв, якi наведено в ДСТУ. При цьому не враховувалося зменшення тривалосп напрадювання на вiдмову внаслiдок певного часу експлуатацц пожежно! техиiки, а також надшнкть !! структурних складових елементiв. Але, навiть за наявносп розглянутих результатов дослiджень, виникае проблема в тому, що не визначено основш показники надiйностi для пожежно! техшки як для системи, яка складаеться з багатьох складових елеменпв. Тому потрiбно розробити методологда визначення основних показникiв на-дiйностi пожежно! техиiки з урахуванням надшносп кожного !!' складового конструктивного елемента та вiдповiдно забезпечення яккно!' локалiзадi! та га-сiния пожеж^
Мета роботи - визначення закошв розподшу часу напрадювання на вiдмо-ву основно!' пожежно! техиiки та спорядження у продесi !'х експлуатадп.
Постановка задачi та ïï розв'язання. Основою методу статистичного моде-лювання е багаторазова шггащя процессе функцюнування об'ектш i ïx складових елеменпв. Кожний отриманий результат розглядають як випадкову реалiзацiю функцiï розподшу напрацювання. За отриманими результатами моделювання методами математично1 статистики у виглядi впорядкованого варiацiйного ряду можна визначити вид i параметри функцiï розподшу напрацювання до вщмови.
Метод статистичного моделювання для прогнозування надiйностi доцiльно використовувати у випадку аналiзу складно!' пожежно!' та аваршно-рятувально!' теxнiки з використанням закону розподшу Вейбулла.
За законом розподшу Вейбулла iмовiрнiсть безвiдмовноï роботи R(t) мож-на визначити як
R(t) = exp
(1)
де: t - тривалкть виконання роботи (або noTpi6Ha кiлькiсть виконаних певних операцш, або подолання потрiбного шляху перемiщення тощо); а - параметр масштабу, який задаеться максимально можливим часом роботи (або максимально можливою кшькктю виконаних певних операцц, або максимально можливим граничним шляхом перемщення тощо) об'екта або системи; b - параметр форми; якщо b=1, то розподiл Вейбулла перетворюеться в експоненцiaльний; якщо b = 2, то розподш Вейбулла перетворюеться у розподш Релея i якщо b = 3,3, то розподiл Вейбулла стае близьким до нормального розподшу.
Для визначення напрацювання до вщмови прологарифмуемо зaлежнiсть (1), внaслiдок чого отримаемо
t, = ab - ln R,(t). (2)
Використовуючи зaлежнiсть (2) та пiдстaвляючи в не! зaмiсть R(t) випадко-вi числа Х, можна статистичним моделюванням визначити:
1) параметри розподiлу a i b у випадку, якщо напрацювання t встановлено ек-спериментально;
2) напрацювання t за залежшстю (2), якщо параметри розподiлу a i b вiдомi для аналопчних виробiв чи систем.
Статистичну оцшку iмовiрностi того, що час безвiдмовноí роботи t системи не перевищуе tt, визначаемо за залежшстю
R(t,) = 1 --Ц-, (3)
N +1
де: i = 1; 2; 3; ...; n - цiлi числа, ят вказують номер проведення числового ек-сперименту; N - загальна кiлькiсть проведених числових експериментiв (реаль зaцií випадкового процесу).
Для перевiрки розподшу отриманих значень використовують грaфiчний метод з використанням програмного пакета Microsoft Excel, побудови грaфiчноí залежносп з накладанням на не1 лшп тренда та отриманням ршняння прямо!', яка не проходить через початок координат, у виглядi
y = bx -c , (4)
a
де Ь - параметр форми, який дорiвнюe тангенсу кута нахилу лiнií тренда до ос х. Пiсля виконання нескладних математичних перетворень залежностi (1), тобто подвшного логарифмування, отримуемо
Шт) = Ь1& -с; (5)
с = 0,362 + Ь^а. (6)
с-0,362
Тодi а = 10 Ь . (7)
Розглянемо наведену методику для оцiнки надiйностi пожежного насосу ПН-40 пожежного автомобшя за середнього наробiтку до вщмови.
Для оцiнки надiйностi системи розраховуемо десять (N=10) значень напра-цювання системи до вiдмови. Розподiл напрацювання системи приймаемо ввд-повiдно до закону Вейбулла з параметрами а=150 год (згтдно з ДСТУ 3687-98), Ь=2. Результати моделювання розподшу Вейбулла заносимо до табл. 1, на шд-ставi яко! будуемо графiчну залежнiсть (рис.).
Табл. 1. Результати статистичного моделювання розподму Вейбулла
№ з/п , (М = 10) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 Я«) 0,73 0,9 0,57 0,97 0,01 0,29 0,11 0,91 0,25 0,12
2 и 84,1 48,7 112,5 26,2 321,9 166,9 222,9 46,1 176,6 218,4
3 Впорядк. ряд ^ 26,2 46,1 48,7 84,1 112,5 166,9 176,6 218,4 222,9 321,9
4 Д(01 0,91 0,82 0,73 0,64 0,55 0,46 0,36 0,27 0,18 0,09
5 ы, 1,41 1,66 1,69 1,92 2,05 2,22 2,24 2,34 2,35 2,51
6 -1,4 -1,06 -0,86 -0,71 -0,59 -0,47 -0,35 -0,25 -0,13 0,019
Тангенс кута нахилу лшп тренда до ос абсцис (див. рис.) вщповвдае параметру форми розподшу Вейбулла, тобто Ь = 1,2107, а значення с = 3,0504. Тодi параметр масштабу розподшу Вейбулла буде таким:
3,0504-0,362 а = 10 12107 = 166,2 год.
-0,2
X. -0,6
X -0,8
-1,2
-1,4
-1,6
•
6 1 2 1 8
у = 1 ,2107х - 3,0504
^^2
Рис. Розподт напрацювання на в1дмову пожежного насосу ПН-40:
1 - крива розподыу; 2 - ятя тренда
Для визначених значень а i Ь, з урахуванням середньо-статистичного часу гасшня пожежi / = 1,2 год ^дповщае загальному часу, який складаеться iз часу слiдування, локалiзацií та часу лгкввдаци пожежi), iмовiрнiсть безвiдмовноí ро-боти буде такою:
1,2 166,2
= 0,997.
К(г) = е
Визначена iмовiрнiсть безвiдмовноí роботи Л(/)=0,989 вiдповiдае цьому значению у випадку, коли коефщент готовностi пожежного насосу ПН-40 буде дорiвнювати:
Т„(Г) = 166,2
К г(Г) = -
- = 0,976,
Ш + ТвВ(Г) 166,2 + 4
де: Тв(/)=166,2 год; Тий(/)=4 год - час лквщацп вiдмови, тобто вважаемо, що до напрацювання Тв(/)=166,2 год виникне тiльки одна вiдмова.
Отже, iмовiрнiсть безвiдмовноí роботи пожежного насоса ПН-40 дорiвнюе Л(/)=0,997, за коефiцiента готовносп Кг(/)=0,976. Аналогiчно визначено значен-ня тривалостi напрацювання на вiдмову, параметри форм криво!' розподiлiв, внаслiдок чого встановлено закони розподшу для кожного розглянутого прила-ду або спорядження пожежно! технiки. Результати цих розрахунтв наведено в табл. 2.
Табл. 2. Закони розподшу г параметри форм розподШв пожежног техтки
№ з/п Назва приладу або спорядження Одини-ця ви- мiру Тв Напрацювання на вщмову ТВ Параметр форми розподшу Ь Закон розподшу
1 Двигун та акумулятор автомобшя км 4937 1,08 Експоненцшний
2 Коробка передач автомоб^ км 5324 1,44 Вейбулла
3 Карданна передача автомоб^ км 4002 1,438 Вейбулла
4 Шасi та ходова частина км 4975 2,4 Нормальний
5 Коробка вщбору потужноси год 143 1,875 Вейбулла
6 Насос типу НЦП-5/80 год 110 1,21 Вейбулла
7 Розгалуження рукавт цикл 383 1,07 Експоненцшний
8 Стволи пожежнi ручнi цикл 464 2,43 Нормальний
9 Колонка пожежна цикл 309 1,422 Вейбулла
10 Водозбирач рукавний цикл 349 1,495 Вейбулла
1,2107
Висновки:
1. Використання методу статистичного моделювання надшноста дае змогу вста-новити закони розподiлу для вих основних типiв пожежно! техшки i спорядження, що надае можливкть, з точнiстю до 5 %, визначати iмовiрнiсть й' без-вщмовно!' роботи.
2. Запропонований метод визначення законiв розподiлу дае змогу визначати напрацювання на вщмову основно! пожежно! технiки та спорядження, яка ви-користовуеться на вiдповiдних технолопчних операцiях. Тому цей показник необхвдно враховувати пiд час проведення оперативних дш з гасiння пожежi.
3. Використання методу статистичного моделювання дало змогу визначити напрацювання на вщмову та параметри форм розподшв пожежно! техшки та
спорядження, внаслщок чого встановили закони розподшу, яким вони шдпо-
рядковуються.
Лiтература
1. Гулща Е.М. Надiйнiсть технологи гасшня пожежi на машинобудгвних пiдприeмствах / Е.М. Гулвда, 1.О. Мовчан // Науковий вюник УкрНД1ПБ : зб. наук. праць. - К. : Вид-во УкрНДШБ. - 2004. - № 2 (10). - С. 42-48.
2. Дзюба Л.Ф. Основи надшноста машин / Л.Ф. Дзюба, Ю.В. Зима, G.M. Лютий. - Львiв : Вид-во "Логос", 2003. - 204 с.
3. Решетов Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1988. - 238 с.
4. Гулща Е.М. Визначення показникв надшност пожежно! техники методом статистичного моделювання / Е.М. Гулща, 1.О. Мовчан, Л.Ф. Дзюба // Пожежна безпека : зб. наук. праць, 2006. - № 8. - С. 116-121.
5. Мовчан 1.О. Забезпечення надшност технологи гасшня пожежi на машинобудiвному шдприемита : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 21.06.02 "Пожежна безпека" / 1.О. Мовчан. - Харюв : Вид-во УЦЗУ, 2007. - 20 с.
6. Повзик Я.С. Пожарная тактика / Я.С. Повзик, П.П. Клюс, А.М. Матвейкин. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1990. - 335 с.
7. Иванников В.П. Справочник руководителя тушения пожара / В.П. Иванников, П.П. Клюс. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1987. - 288 с.
8. Яковенко Ю.Ф. Техническая диагностика пожарных атомобилей / Ю.Ф. Яковенко, Ю.С. Кузнецов. - М. : Изд-во "Стройиздат", 1989. - 289 с.
9. Надежность и эффективность в технике : справочник / под ред. И.В. Апполонова. - В 10-ти т. - Т. 7. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1989. - 280 с.
10. Державш стандарти Украши (зб.). Пожежна безпека, Продукцш протипожежного призначення. - К. : Вид-во "Пожшформтехнжа", 2000. - 640 с.
11. ДСТУ 2302-93 Батаре! акумуляторш свиш^ стартерш. Приймання до ремонту i видача. - К. : Держстандарт Украши, 2000. - 18 с.
Надтшла доредакцп 21.06.2016р.
Гулида Э.Н., Мирзоев В.А., Марчишин М. Т.-Т. Определение параметров распределения времени наработки на отказ пожарной техники и снаряжения с использованием метода статистического моделирования
На основании метода статистического моделирования определены наработки на отказ и параметры форм распределений, что позволило установить законы распределения для основной пожарной техники и снаряжения. Результаты исследований показали, что каждый тип пожарной техники или снаряжения подчиняется только определенному закону распределения. Например, если коробка передач пожарного автомобиля подчиняется закону распределения Вейбулла, то стволы пожарные ручные - нормальному.
Ключевые слова: пожар, пожарная техника и снаряжение, надежность пожарной техники, параметры форм распределения, законы распределения.
Hulida Ye.M., Mirzoyev V.O., Marchishin M.T.-T. The Timing of the Distribution Parameters MTBF of Fire Equipment and Equipment Using the Method of Statistical Modeling
Based on statistical modeling we have identified difference between failure and forms of distribution parameters, which allowed establishing the distribution laws for basic fire fighting equipment and gear. The results showed that each type of fire fighting equipment, or equipment is subject only to a specific distribution law. For example, if the fire box car transmission obeys the Weibull distribution, the fire hand guns - normal.
Keywords: fire, fire fighting equipment and gear, safety of fire fighting equipment, the parameters of the distribution of forms, distribution laws.
