федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Одобрена на заседании кафедры
«Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»
Протокол №_____
« ___ » _____________ 20 ____ г.
Зав. кафедрой ____________ А.В. Горелик
(подпись, Ф.И.О.)
Кафедра: «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»
(название кафедры)
Авторы: Ермакова О.П., к.т.н., доц.
(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №2
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Безопасность технологических процессов и технических средств на
железнодорожном транспорте »
(название дисциплины)
Направление/специальность:190901.65. Системы обеспечения движения
поездов
(код, наименование специальности /направления)
Профиль/специализация: «Автоматика и телемеханика (СА)»,
«Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта
(СТ)», «Электроснабжение железных дорог (СЭ)»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: заочная
Москва 2015 г.
Цель контрольной работы - закрепить знания, полученные студентами,
при изучении дисциплины.
Прежде чем приступать к выполнению контрольной работы студент
должен тщательно проработать материал соответствующих разделов курса.
Контрольная работа выполняется на листах формата А4. На титульном
листе должны быть указаны наименование дисциплины, данные студента и
его учебный шифр. Вариант исходных данных контрольной работы
выбирается по двум последним цифрам учебного шифра. В контрольной
работе должны быть приведены исходные данные, схемы и формулы,
поясняющие ход решения, графики, а также сделаны выводы.
Проверенная и допущенная к защите контрольная работа
предъявляется преподавателю на защите. Без защиты контрольной работы
студент не допускается к сдаче экзамена.
Для повышения безопасности микропроцессорных СЖАТ, вводится
контроль исправности вычислительных каналов, который осуществляется
непрерывно в процессе рабочего функционирования в течение некоторого
периода диагностирования. Достоверность контроля исправности равна 1,
контроль осуществляется в конце периода диагностирования. Методом
подбора определить период диагностирования τД , чтобы вероятность
опасного отказа уменьшилась в 2 раза.
Интенсивность отказов микропроцессорной системы λ⋅10-6 , 1/ч
определяется по последней цифре шифра студента.
Время работы системы t ⋅103 , ч определяется по предпоследней цифре
шифра студента.
Структура микропроцессорной системы выбирается по сумме двух
последних цифр шифра студента. Если сумма - четное число, используется
система «2 ∨ 2». Если сумма – нечетное число, используется система «2 ∨ 3».
Применение систем с постоянным резервированием дает наибольший
выигрыш надежности и безопасности в области малых значений λt . С
течением времени эффект от резервирования существенно падает.
Интенсивность отказов возрастает и стремится в пределе к интенсивности
отказов нерезервированной системы.
Эффективным средством повышения безопасности в этом случае
является организация периодического контроля исправности элементов.
Контроль исправности вычислительных каналов может осуществляться
непрерывно во времени в процессе рабочего функционирования в течение
некоторого периода диагностирования τд или дискретно периодически через
время τ за специально отведенный для этого достаточно малый промежуток
времени, когда осуществляется тестовое диагностирование аппаратуры.
Будем считать в дальнейшем, что достоверность контроля исправности равна
1 и контроль осуществляется в конце периода диагностирования τ .
Если в результате процедуры контроля системы установлен факт
неисправности хотя бы одного канала системы, то она больше не
используется по назначению. Ее выходы отключаются от объектов
управления, и система переходит в необратимое защитное состояние.
Введем понятие среднего интегрального значения интенсивности
опасного отказа для систем с периодическим контролем 2оп ср.
Для систем «2 ∨ 2» и «2 ∨ 3» имеем:
τД
4п ср,- 2 = — f 2Л2tdt = АД, (1)
Т Д 0
τд
А>пср, 3 = - f6Л2tdt = 3Л2тд. (2)
т д 0
Пусть надо рассчитать величину Qоп (t) для системы «2 v 2» с
периодическим контролем за время t = пт д. Обозначим: p (птд ) -
вероятность безотказной работы системы «2 v 2» за время птд ; qоп(Атд) -
вероятность опасного отказа системы «2 ∨ 2» за время периода
диагностирования Δτд при условии, что в начале периода система была
исправна.
Опасный отказ может произойти в результате возникновения
следующих событий:
R1 = qоп (Атд ) .
R2 = Р(тД) ’ qOn(АтД) •
Система работала безотказно в интервале времени (0, (п -1) -тд) и
имела опасный отказ в интервале времени ((п — 1) -тд, п -тд). Вероятность
этого события
Rn = Р((п—1)тд - qоп(Атд ) •
Так как события R1, R2, ... , Rn являются несовместными, то
Qоп (t) = R1 + R2 + R3 + ••• + R-п = qОП(Атд){1 + Р(тд) + Р(2тд) + ••• + Р(п — 1)тд}
Так как p(птд) = e 2пД, qоп(Атд) = (2тд)2, получим
Qon2v2(t) = (Лтд)2[1 + e '' + e ' + e" Д + e " '' + ••• + e^2*n ' ]
Для мажоритарной системы «2 v 3» с периодическим контролем
справедлива формула
qoп (Лтд) = 1 - 3e~2Лтд + 2e~ЗЛдд .
Величина p (пт) в данном случае есть вероятность того, что за время
t = птд безотказно работали все три канала С1, С2 и С3 мажоритарной
системы. Этот факт контролируется в конце каждого периода
диагностирования. Поэтому
Учитывая это получим
м о —2Лтд —ЗЛтд х г—ЗЛтд —6Лтд —9Лтд —3(п-1)Лтд
Qoп( t) = (1 — 3e д + 2 e д) • [1 + e д + e д + e д +...+e д J
Будем считать, что за время периода диагностирования тд невозможен
отказ всех трех каналов системы «2 v 3». Тогда опасный отказ возникает при
отказе двух каналов в результате возникновения одного из трех событий:
отказ С1 и С2; отказ С1 и С3; отказ С2 и С3. Вероятность каждого из
событий равна (Лтд)2 . Поэтому
qоп (Лтд ) ^ (Лтд)2.
Тогда получим
QОП2 v з( t) = 3(Лт д )2[1 + (1 — 3Лтд) + (1 — 6Лт д) + (1 — 9Лт д) + •••+(1 — 3( п — 1)Л д =
= 3 п (Лт„ )2 — 3[1 + 2 + 3 + ••• + (п — 1)](Лт„ )3 = 3 п (Лт„ )2 — 3 п(п — 1) (Лт. )3
д д д 2 д
железнодорожной автоматики и телемеханики // Автоматика, связь и
информатика. 2005. №2. С. 23…26.
Комментарии (0)