Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный университет

путей сообщения»

_________________________________________________________

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

В.И. Шаманов

Расчет надежности системы телемониторинга

Методические указания к курсовой работе

Москва – 2012

УДК 156.25

Ш19

Шаманов В.И. Расчет надежности системы телемониторинга: Методические указания. – М.: МИИТ, 2012. - с.

В работе приведено задание на курсовую работу по расчету показателей надежности системы телемониторинга; даны методика и порядок выполнения курсовой работы с примерами расчетов по отдельным её разделам. Методические указания подготовлены для курсовой работы по дисциплине «Основы теории надежности».

© МИИТ, 2012

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Московский государственный университет

путей сообщения»

_________________________________________________________

Кафедра «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

В.И. Шаманов

Расчет надежности системы телемониторинга

Рекомендовано редакторско-издательским советом

университета в качестве методических указаний

для студентов специальности

«Системы обеспечения движения поездов», специализация «Телекоммуникационные сети и системы железнодорожного транспорта»

Москва - 2012

1. Общие положения

Выполнение данной курсовой работы имеет цель углубления, систематизации, закрепления теоретических знаний и приобретения навыков:

- расчета надежности устройств и систем;

- выбора методов повышения надежности технических устройств и систем;

- обоснования принимаемых решений;

- оценки эффективности использованных методов повышения надежности;

- подбора и использования учебной и справочной литературы.

При выставлении оценки за выполненную курсовую работу учитываются:

- обоснованность принятых решений и правильность выполнения расчетов;

- качество оформления текстовой и графической частей, соблюдение требований стандартов;

- качество защиты выполненной курсовой работы.

2. Оформление курсовой работы

Оформление текстовой и графической частей курсовой работы должно соответствовать действующим требованиям к оформлению текстовых документов и электрических схем.

При выполнении и оформлении курсовой работы необходимо придерживаться следующей структуры:

1. Титульный лист, на котором указываются название учебного заведения, наименование кафедры, вид выполняемого задания, тема курсовой работы, фамилия, инициалы студента, номер учебной группы, дата выполнения работы, фамилия и инициалы преподавателя - руководителя.

2. Оглавление.

3. Введение, в котором следует кратко описать влияние надежности на эффективность перевозочного процесса.

4. Результаты выполненных расчетов.

5. Выводы по проделанной работе.

6. Список использованной литературы.

Общий объем курсовой работы не должен превышать 10-15 пронумерованных листов формата А4. Текст пояснительной записки пишется на одной стороне листа кратко, без повторений. Размерность всех физических величин должна быть указана в соответствии с требованиями ГОСТ. При наличии замечаний преподавателя, сделанных в процессе проверки работы, исправления делаются на чистой стороне листа рядом с замечаниями.

3. Задание на курсовую работу

Рассчитать показатели надежности автоматизированной системы телемониторинга устройств связи на железнодорожных станциях. Структурная схема системы показана на рис. 1. Система включает в себя аппаратуру контроля, кабельные линии связи, аппаратуру обслуживаемых и необслуживаемых усилительных пунктов, а также приёмную аппаратуру в пункте телеконтроля.

Рис. 1. Структурная схема системы

Принятые условные обозначения на функциональной схеме:

- ПА1, ПА2 – передающая аппаратура системы телемониторинга на станциях 1 и 2;

- ОУП1, ОУП2, ОУП3 – обслуживаемые усилительные пункты;

- НУП – необслуживаемые усилительные пункты;

- ПТ – приёмный пункт телемониторинга;

- L₁, L₂, L₃ – длины кабельных линий связи между обслуживаемыми усилительными пунктами;

- L₄ – длина кабельной линии связи от обслуживаемого усилительного пункта ОУП-3 до пункта телемониторинга.

Система включает в себя передающая и приёмную аппаратуру системы телемониторинга, аппаратуру обслуживаемых и необслуживаемых усилительных пунктов, а также кабельные линии связи.

Технические условия работы системы

Передающая аппаратура на станциях, аппаратура в необслуживаемых и обслуживаемых усилительных пунктах, а также в пункте телемониторинга работает в нормальных условиях эксплуатации, а элементы аппаратуры работают в усредненных электрических режимах.

П р и м е ч а н и я 1:

1. Номер необслуживаемого усилительного пункта пишется в виде дроби, где в числителе указывается порядковый номер пункта в пределах участка, а в знаменателе – номер участка. Например, НУП номер 1/2 - это первый НУП на втором участке.

2. Электрическую принципиальную схему усилителя студент подбирает самостоятельно. Схема усилителя должна содержать не менее пяти типов элементов, различающихся интенсивностью отказов.

3. Наиболее эффективный способ повышения надежности для аппаратуры необслуживаемых усилительных пунктов выбирается по величине времени простоя за год.

4. Расчеты в численном виде представляются в соответствии с указаниями в соответствующих разделах.

Технические требования к рассчитываемой системе

1. Ненадежные устройства могут резервироваться.

2. Выбранный метод повышения надежности резервируемого элемента системы должен быть обоснован расчетом.

Исходные данные.

Вариант задания по длине магистрального кабеля определяется по двум цифрам: q – номер группы; p – номер фамилии студента в журнале группы.

1. Длины кабельных линий связи между обслуживаемыми усилительными пунктами, км:

2. Длина кабельной линии связи от обслуживаемого усилительного пункта ОУП-3 до приёмного пункта телемониторинга, км:

Остальные численные данные по вариантам задания задаются преподавателем:

- для передающей аппаратуры – из таблицы 1,

- для аппаратуры обслуживаемых и необслуживаемых усилительных пунктов – из таблицы 2,

- для магистрального кабеля связи – из таблицы 3.

Для приемной аппаратуры в пункте телемониторинга по всем вариантам принимается значение параметра потока отказов = 12∙10^-6 ч^-1 при времени восстановления работоспособности = 2,2 ч.

Таблица 1 – Варианты численных значений параметра потока отказов и времени восстановления передающей аппаратуры на станциях

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8
Станция 1
Параметр потока отказов 10-6 ч-1	17	19	18	15	14	12	14	17
Время восстановления ТВАС, ч	1,8	1,7	2,9	2,8	2,0	2,5	1,9	1,5
Станция 2
Параметр потока отказов 10-6 ч-1	13	10	17	19	19	16	18	20
Время восстановления ТВАС, ч	1,9	1,8	2,5	2,6	1,9	2,3	1,8	1,7

Таблица 2 – Варианты численных значений параметра потока отказов и времени восстановления аппаратуры в НУП и ОУП

Номер варианта		1	2	3	4	5	6	7	8
Параметр потока отказов	10-6 ч-1	25	27	30	24	23	22	29	26
	10-6 ч-1	21	20	18	16	17	15	13	19
Время восстановления	ТВНУП, ч	2,5	2,7	2,9	3,0	2,7	2,1	2,0	2,2
	ТВОУП, ч	1,0	1,2	1,3	1,1	1,7	1,6	1,5	1,4

Таблица 3 – Варианты численных значений параметра потока отказов и времени восстановления магистрального кабеля связи

Номер варианта	1	2	3	4	5
Удельный параметр потока отказов 10-6 ч-1∙км-1	0,20	0,19	0,29	0,25	0,24
Время восстановления ТВМК, ч	3,8	7,7	2,9	4,8	5,0

Содержание курсовой работы

1. Расчет показателей надежности передающей аппаратуры на станциях.

2. Расчет показателей надежности усилителей.

3. Расчет показателей надежности аппаратуры в пункте телемониторинга.

4. Расчет показателей надежности аппаратуры в обслуживаемых усилительных пунктах

5. Расчет показателей надежности аппаратуры в необслуживаемых усилительных пунктах:

- без резервирования;

- при использовании:

● нагруженного резервирования кратностью m = 1,

● ненагруженного резервирования кратностью m = 1,

● ненагруженного резервирования кратностью m = 2.

6. Расчет надежности кабельных линий связи.

7. Расчет показателей надежности для каналов передачи информации от каждой станции.

При расчетах находятся следующие показатели надежности:

• для аппаратуры:

- -интенсивность отказов элементов усилителя;

- ω – параметр потока отказов устройств и кабельных линий;

- Т_О – средняя наработка на отказ;

- P(t) – вероятность безотказной работы за год;

- n(t) – среднее число отказов за год;

- К_Г – коэффициент готовности;

- К_П – коэффициент простоя;

- Т_П – время простоя за год;

• для кабельных линий с учетом надежности аппаратуры в НУП и для каналов передачи информации:

- К_Г – коэффициент готовности;

- К_П – коэффициент простоя;

- Т_П – время простоя за год.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 5. Штрихами в строках этой таблицы отмечены параметры, которые в курсовом проекте не вычисляются.