МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ВЕРИФІКАЦІЇ ЕРГАТИЧНИХ СИСТЕМ ЗАСОБІВ ЗАЛІЗНИЧНОЇ АВТОМАТИКИ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-151-4-7-14Ключові слова:
залізнична автоматика, ергатична система, безпека використання, розрахунково-логічна схема, програмно-апаратні засоби, режими функціонування, експоненціальний закон розподілуАнотація
Опрацьовані питання, пов’язані з урахуванням впливу оперативного, технічного й інспекційного персоналу на безпеку використання ергатичних систем залізничної автоматики. В умовах інтерактивної взаємодії всіх видів персоналу і техніки розроблено математичні моделі для розрахунку параметрів безпеки використання таких систем, які враховують їх функціонування в штатному та допоміжному режимі в різних контекстах співвідношень людського і технічного чинників. Встановлено і доведено, що різні режими інтерактивної взаємодії формують диференційовану структуру розрахунково-логічних схем для оцінки безпеки використання ергатичних систем керування на залізничному транспорті.
Функціонування ергатичних систем керування на залізничному транспорті має суттєві особливості, пов'язані з неприпустимістю простою технологічного процесу на об'єктах інфраструктури. У зв'язку з цим у таких системах існує допоміжний режим керування, в рамках якого повністю або частково усуваються блокувальні залежності, що забезпечують технологічну безпеку використання таких систем. В дослідженні встановлено кусково-заданий характер математичних моделей, на основі якого може бути проведена чисельна оцінка безпеки використання таких систем керування, що обумовлено врахуванням технічного та людського чинників у різних режимах функціонування таких систем. У той же час розвиток форм інтерактивної взаємодії між різними типами персоналу в активних режимах роботи систем керування вимагає принципово нового підходу до оцінки безпеки – з урахуванням впливу диференційованих людських та інтегрованих технічних факторів. У зв’язку з цим у даному дослідженні розроблені математичні моделі, що дозволяють врахувати інтерактивну взаємодію людини і техніки в процесі оцінки безпеки використання ергатичних систем залізничної автоматики. Побудовані на їх основі графічні 3D-залежності дозволяють проводити прогнозну оцінку безпеки різних систем у процесі їх функціонування протягом однієї робочої зміни експлуатаційного, технічного та інспекційного персоналу. Зокрема, формування математичних моделей для розрахунку безпеки через різні інтервали часу, які визначають допоміжний та штатний режими роботи систем керування, забезпечує диференціацію врахування різних факторів, коли вони домінують. Підхід, заснований на врахуванні впливу всіх типів персоналу під час їх інтерактивної взаємодії з технічними засобами, зводиться до врахування різних типів елементних зв’язків у розрахунково-логічних схемах функційної безпечності систем, що зводиться до різних типів формул в остаточному кусково-заданому виразі для оцінки безпеки використання таких систем.
Посилання
N. Aripov, R. Aliyev, D. Baratov, and E. Ametova, “Features of Construction of Systems of Railway Automatics and Telemechanics at the Organization of High-Speed Traffic in the Republic of Uzbekistan,” Procedia Engineering, vol. 134, pp. 175-180, 2016.
О. Ю. Каменєв, «Проблематика підходів до дослідження безпеки використання ергатичних систем керування на залізничному транспорті. Наука та прогрес транспорту,» Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, вип. 44, с. 7-16, 2013.
Дослідження функційної безпечності та електромагнітної сумісності мікропроцесорної системи електричної централізації станції «Вугільна» на етапі імітаційних та стендових випробувань, звіт з НДР (проміж.). Харків. УкрДАЗТ; керівник А. Б. Бойнік, 2012. Номер держ. реєстр. 0112U006925; інв. номер 0713U007283.
K. Kanso, F. Moller, and A. Setzer, “Automated Verification of Signalling Principles in Railway Interlocking,” Electronic Notes in Theoretical Computer Science Systems, vol. 250, issue 2, рр. 19-31, 2009. https://doi.org/10.1016/j.entcs.2009.08.015.
I. S¸Ener, O. T. Kaymakc¸. Usto Glu ˙I, and G. Cansever, “Specification and formal verification of safety properties in a point automation System,” Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, vol. 24, pp. 1384-1396, 2016. https://doi.org/10.3906/elk-1311-27.
M. Aanæs Hoang Phuong Thai, Modelling and Verification of Relay Interlocking Systems. Technical University of Denmark Informatics and Mathematical Modelling Denmark. Kongens Lyngby, 2012, pp. 360.
A. Fantechi, T. Lecomte, and A. Romanovsky, “Reliability, Safety, and Security of Railway Systems. Modelling, Analysis, Verification, and Certification,” in Second International Conference, RSSRail, 2017 Pistoia, Italy, November 14-16, 2017 Proceedings. 2017. Pistoia. Italy. pp. 217. https://doi.org/10.1007/978-3-319-68499-4.
M. Kans, D. Galar, and A. Thaduri, Maintenance 4.0 in Railway Transportation Industry. A data fusion approach of multiple maintenance data sources for real-world reliability modeling, 2016, pp. 317-331. https://doi.org/10.1007/978-3-319-27064-730.
Kameniev O., Lapko A., and Shcheblykina E. “Improvement of technologies for the development of modern rail automation systems,” in Proceedings ІІ International Scientific Conference “Industry 4.0”.Borovets, Bulgaria, 13-16 december 2017. Sofia. Bulgaria: Scientific technical union of mechanical engineering “Industry-4.0”, 2017, vol. 1/1. pp. 107-110.
Rojko A, “Industry 4.0 Concept: Background and Overview,” ECPE European Center for Power Electronics e.V. Nuremberg. Germany, vol. 11, № 5, pp.77-90, 2017.
J. Marais, J. Beugin, and M. Berbineau, “A Survey of GNSS-Based Research and Developments for the European Railway Signaling,” IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 10 (18). pp. 2602-2618, 2017.
Fei Yan, Chunhai Gao, Tao Tang, and Yao Zhou, “A Safety Management and Signaling System Integration Method for Communication-Based Train Control System,” Urban Rail Transit, vol 3, issue 2, pp. 90-99, 2017.
V. Markevicius, D. Navikas, A. Idzkowski, D. Andriukaitis, A. Valinevicius, and M. Zilys, “Practical Methods for Vehicle Speed Estimation Using a Microprocessor-Embedded System with AMR Sensors,” Sensors (Basel), vol. 18(7), 2225, pp. 1-12, 2018. https://doi.org/10.3390/s18072225.
А. Ю. Каменев, А. Б. Бойник, и В. Ф. Кустов, « Вопросы взаимной интеграции систем железнодорожной автоматики,» тезисы Междунар. науч.-практ. конференции «Современные информационные и коммуникационные технологии на транспорте, в промышленности и образовании» (14-15 декабря, 2015, г. Днепр.). Днепр: ДНУЖТ им. академіка В. Лазаряна, 2016, с. 15-16.
В. І. Мойсеєнко, «Методи та моделі підвищення безпеки використання систем керування залізничної автоматики шляхом оперативного виявлення порушень.» дис. … д-ра. техн. наук: 05.22.20 - експлуатація та ремонт засобів транспорту, Харків, Українська державна академія залізничного транспорту: УкрДАЗТ, 2011, 356 с.
А. Н. Либерман, Техногенная безопасность: человеческий фактор. Санкт-Петербург: изд-во "ВИС", 2006, 104 с.
В. І. Мойсеєнко, ред. Г. І. Загарія, Мікропроцесорні системи залізничної автоматики. Ч. 1. Централізація стрілок та сигналів. Харків, 1999, 147 c.
В. І. Мойсеєнко, О. М. Огар, і В. В. Гаєвський, «Розвиток залізничних цифрових систем та технологій у контексті інженерії 4.0,» Українські залізниці, вип. 16, с. 9-14, 2019.
J.-G. Hwang, J.-H. Baek, H.-J. Jo, and K.-M. Lee, “Black-box testing tool of railwaysignalling system software with a focus on user convenience,” WIT Transactions on The Built Environment. Korea, vol 135, pp. 99-108, 2014. https://doi.org/10.2495/CR140081.
R. C. Short, “Software Validation for a Railway Signalling System,” IFAC Proceedings, vol. 16, issue 18, pp. 183-193. 1983.
X. Chen, D. Wang, H. Huang, and Z. Wang, “Verification and validation in railway signalling engineering – an application of enterprise systems techniques,” Enterprise Information Systems, vol. 8:4, pp. 490-511, 2014. https://doi.org/10.1080/17517575.2013.835071.
РД РБ БЧ 19.055-99. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Общие положения, порядок и методы проведения испытаний на безопасность. Минск, 1999, 20 с.
РД РБ БЧ 19.057-99. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Общие положения, порядок и методы доказательства безопасности систем и устройств ЖАТ. Минск, 1999, 20 с.
ДСТУ 4178-2003. Комплекси технічних засобів систем керування та регулювання руху поїздів. Функційна безпечність і надійність. Вимоги та методи випробовування. Київ: Держспоживстандарт України, 2003, 32 с.
Методика доказу функціональної безпеки мікроелектронних комплексів систем керування та регулювання рухом поїздів. Затв. наказом «Укрзалізниці» від 17.08.2002 р. № 452-Ц. Київ.: Вид. ПП «Алькор», 2002, 106 с.
“Interactive approaches to the organization off staff interaction with automated control systems,” Proceedings V International Scientific and Technical Conference «Engineering. Technologies. Education. Securty’2017» (Veliko Tarnovo, Bulgaria, 31 May – 03 June 2017). Sofia, Bulgaria: Scientific technical union of mechanical engineering “Industry-4.0”, vol. 2, pp. 221-224, 2017.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 210
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
