Аналіз надійності схем керування стрілкою
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Метою цієї статті є проведення аналізу надійності схем керування стрілочним електроприводом з метою їх оптимізації та модернізації для підвищення показників надійності. Показати підхід, що до оптимізації схем керування стрілочним електроприводом, який є вигідний з експлуатаційної точки зору, впровадження меншої кількості елементів схем керування зведе до мінімуму кількість відмов. Продемонструвати принципове схемне рішення по оптимізації схеми керування стрілочним електроприводом з застосуванням роздільного резервування з постійно увімкненим резервом та цілою кратністю. Методика. Під час дослідження використані методи порівняльного аналізу, синтезу, теорії ймовірності, теорії надійності. Результати. В роботі проаналізовано види схемного резервування, як спосіб підвищення надійності схеми керування стрілочним електроприводом. Проведено порівняльне дослідження надійності різних варіантів резервування схеми управління стрілочним електроприводом у порівнянні з класичною ситуацією на залізницях України – відсутності резерву. Доведено, що застосування роздільного резервування з постійно увімкненим резервом та цілою кратністю забезпечує максимальне підвищення надійності, але значна кількість необхідної апаратури суттєво знижує економічну привабливість цього методу. З іншого боку, використання роздільного резервування із
заміщенням та дробовою кратністю (ковзного резервування) дає позитивний результат лише за умови, що один резервний блок обслуговує не більше 15 стрілочних електроприводів, в іншому випадку загальна надійність підсистеми може зменшитися. Запропоновано оптимізацію підсистеми керування стрілочними електроприводами на станції, яка зумовлює використання лише 6 схем керування стрілочними електроприводами одна з яких складає ковзний резерв. Розглянуто вплив різних видів резервування на показники надійності схеми керування стрілочним електроприводом. Визначено найбільш ефективний варіант оптимізації підсистеми керування стрілочними електроприводами. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в обґрунтовані достатності використання для керування стрілками при розпуску складів на сортувальній гірці лише шість схем керування стрілочними електроприводами у поєднанні з використання ковзного резервування схеми керування стрілочним електроприводом. Запропонований спосіб дозволяє підвищити надійність роботи підсистеми керування стрілочними електроприводами зі збереженням експлуатаційних показників станції. Практична значимість. Практична значимість результатів полягає в тому, що при використанні запропонованої оптимізації удосконалюється використання ресурсу пристроїв гіркової автоматики, спрощується процес технічного обслуговування, зменшується загальна вартість апаратури та вартість обслуговування.
ENG: Purpose. The purpose of this article is to conduct an analysis of the reliability of the control schemes of the electric arrow drive with the aim of optimizing and modernizing them to increase the reliability indicators. To show an approach to optimizing the control circuits of an electric turnout that is advantageous from an operational point of view, the implementation of fewer control circuits will minimize the number of failures. To demonstrate a principled circuit solution for optimizing the control circuit of an electric turner with the use of separate redundancy with always-on redundancy and integer multiplicity. Methods. During the research, methods of comparative analysis, synthesis, probability theory, and reliability theory were used. Findings. The paper analyzes the types of re-reservation as a way to increase the reliability of the arrow control scheme. A comparative study of the reliability of various options for reserving the turnout control scheme was carried out in comparison with the classic situation on the railways of Ukraine - the absence of a reserve. It has been proven that the use of separate redundancy with always-on reserve and integer multiplicity provides the maximum increase in reliability, but the significant amount of necessary equipment significantly reduces the economic attractiveness of this method. On the other hand, the use of separate redundancy with substitution and fractional multiplicity (sliding redundancy) gives a positive result only if one redundancy unit serves no more than 15 turnout electric drives, otherwise the overall reliability of the subsystem may decrease. The optimization of the arrow control subsystem at the station is proposed, which requires the use of only six arrow control schemes, one of which is a sliding reserve. The influence of different types of redundancy on the reliability indicators of the arrow control scheme is considered. The most effective option for optimizing the arrow control subsystem has been determined. Scientific novelty. The scientific novelty of the work consists in the well-founded sufficiency of using only six arrow control schemes in combination with the use of sliding redundancy of the arrow control scheme for the control of arrows when disbanding warehouses on the sorting slide. The proposed method makes it possible to increase the reliability of the arrow control subsystem while maintaining the operational parameters of the station. Practical significance. The practical significance of the results lies in the fact that when using the proposed optimization, the resource use of hill automation devices is improved, the maintenance process is simplified, and the total cost of equipment and maintenance costs are reduced.
ENG: Purpose. The purpose of this article is to conduct an analysis of the reliability of the control schemes of the electric arrow drive with the aim of optimizing and modernizing them to increase the reliability indicators. To show an approach to optimizing the control circuits of an electric turnout that is advantageous from an operational point of view, the implementation of fewer control circuits will minimize the number of failures. To demonstrate a principled circuit solution for optimizing the control circuit of an electric turner with the use of separate redundancy with always-on redundancy and integer multiplicity. Methods. During the research, methods of comparative analysis, synthesis, probability theory, and reliability theory were used. Findings. The paper analyzes the types of re-reservation as a way to increase the reliability of the arrow control scheme. A comparative study of the reliability of various options for reserving the turnout control scheme was carried out in comparison with the classic situation on the railways of Ukraine - the absence of a reserve. It has been proven that the use of separate redundancy with always-on reserve and integer multiplicity provides the maximum increase in reliability, but the significant amount of necessary equipment significantly reduces the economic attractiveness of this method. On the other hand, the use of separate redundancy with substitution and fractional multiplicity (sliding redundancy) gives a positive result only if one redundancy unit serves no more than 15 turnout electric drives, otherwise the overall reliability of the subsystem may decrease. The optimization of the arrow control subsystem at the station is proposed, which requires the use of only six arrow control schemes, one of which is a sliding reserve. The influence of different types of redundancy on the reliability indicators of the arrow control scheme is considered. The most effective option for optimizing the arrow control subsystem has been determined. Scientific novelty. The scientific novelty of the work consists in the well-founded sufficiency of using only six arrow control schemes in combination with the use of sliding redundancy of the arrow control scheme for the control of arrows when disbanding warehouses on the sorting slide. The proposed method makes it possible to increase the reliability of the arrow control subsystem while maintaining the operational parameters of the station. Practical significance. The practical significance of the results lies in the fact that when using the proposed optimization, the resource use of hill automation devices is improved, the maintenance process is simplified, and the total cost of equipment and maintenance costs are reduced.
Description
В. Щека: ORCID 0000-0002-2184-2827,
К. Ящук: ORCID 0000-0002-8606-5790,
А. Журавльов: ORCID 0000-0001-6885-5177,
О. Саблін: ORCID 0000-0001-6784-648X
Keywords
надійність, резервування, схема керування стрілкою, сортувальна станція, reliability, redundancy, switch’s control scheme, railway yard, КАТ, КІСЕ
Citation
Щека В. І., Ящук К. І., Журавльов А. Ю., Саблін О. І. Аналіз надійності схем керування стрілкою. Транспортні системи та технології перевезень. Дніпро, 2024. Вип. 27. С. 41–47. DOI: 10.15802/tstt2024/307337.