МЕЖОТРАСЛЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ЗАЩИТА"
ГПКИ "СПЕЦАВТОМАТИКА"
УТВЕРЖДАЮ
Директор
ГПКИ "Спецавтоматика"
М. Н. Чернов
"28" июня 1990 г.
МЕТОДИКА ПО РАСЧЕТУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ О
ПОЖАРЕ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ
ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРЕ
РНД 73-16-90
Дата введения 01.09.90
Новосибирск
1990
Методика по расчету показателей надежности системы оповещения о пожаре и управлению эвакуацией людей при пожаре (СОУЭ) устанавливает порядок расчета показателей надежности.
Основу методики составляет анализ показателей надежности СОУЭ в результате сравнения различных вариантов технических решений и выбора варианта, в наибольшей степени удовлетворяющего заданным требованиям, а также обеспечивающего требуемую надежность на стадии эксплуатации СОУЭ.
Методика распространяется на проектируемые и действующие СОУЭ и обязательна для инженерно-технических работников проектных организаций, выполняющих проекты СОУЭ в соответствии с РНД 73-45-89 "Временное руководство по проектированию систем оповещения о пожаре и управления эвакуацией людей при пожаре объектов народного хозяйства".
1. РАЗРАБОТАН Государственным проектным и конструкторским институтом "Спецавтоматика" г. Новосибирск.
2. СОГЛАСОВАН с ВНИИПО МВД СССР.
3. ИСПОЛНИТЕЛЬ Г. Д. Брусельцева (руководитель темы). В работе принимал участие сотрудник ВНИИПО МВД СССР канд. техн. наук С. А. Никонов.
4. ЗАРЕГИСТРИРОВАН в ВНТИЦентре.
5. ВВЕДЕН впервые.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Исследование надежности на стадии проектирования СОУЭ направлено на обеспечение заданных в задании на проектирование показателей надежности.
Рекомендуемые номенклатура и нормы показателей надежности приведены в приложении 1.
1.2. Для оценки надежности СОУЭ используют вероятностные характеристики случайной величины - наработки СОУЭ от начала эксплуатации до первого отказа.
Характеристикой наработки является ее закон распределения.
1.3. Распределение описывается с помощью показателей надежности:
1) функции распределения наработки до отказа (плотность распределения) f(t);
2) функции надежности-вероятности безотказной работы P(t);
3) интенсивности отказов l.
1.4. Распределение наработки до отказа и времени восстановления системы подчинены экспоненциальному закону с функцией распределения [1]
f(t) = l exp(-lt).
1.5. При исследовании надежности СОУЭ используют принципы:
1) программно-целевой вероятностный с применением нормативных показателей надежности элементов, составляющих СОУЭ;
2) функционального подхода;
3) модульной декомпозиции.
1.7. Структурная схема надежности и перечень функций типовой СОУЭ, разработанные с учетом пп. 1.5, 1.6 приведены на черт. 1, 2 приложения 2.
Модуль обработки информации, включающий ЧО и технические средства, взаимодействующие с ним, является основным.
1.8. При отказе любого модуля наступает частичный отказ системы. Отказ основного модуля приводит к полному отказу системы.
1.9. Совокупность модулей, участвующих в выполнении отдельной функции, образует контур обслуживания (КО).
1.10. При разработке проекта COУЭ на стадии проектирования "Проект" необходимо проводить ориентировочные и сравнительные расчеты показателей надежности для обеспечения их требуемых значений.
При проведении расчетов производят:
1) сравнение показателей надежности возможных вариантов технических решений;
2) сравнение показателей надежности выбранного варианта с показателями надежности перспективных аналогов,
3) обоснование предложений и мероприятий по обеспечению заданных требований по надежности технических средств и ЧО, которые должны быть рассмотрены на следующей стадии проектирования.
При проведении расчетов производят:
1) расчет показателей надежности выбранного варианта технического решения;
2) установление периодичности и объемов работ при техническом обслуживании и ремонте;
3) установление состава и объемов запасных частей (ЗИП), а также периодичность его пополнения.
1.12. При разработке проекта СОУЭ на стадии проектирования "Рабочий проект" анализ и расчет показателей надежности проводят в соответствии с пп. 1.10, 1.11.
1.13. Допущения, принимаемые при расчете показателей надежности:
1) закон распределения времени безотказной работы технических средств и СОУЭ в целом - экспоненциальный;
2) отказы технических средств, а также отказы (ошибки) ЧО и технических средств, с которыми взаимодействует ЧО, являются событиями случайными и независимыми;
3) поток отказов технических средств по всем видам отказов является простейшим;
4) отказы технических средств вида "сбой", вызванные воздействием внешних помех, не рассматриваются;
5) одновременно возникает не более одного отказа;
6) надежность элементов после восстановления равна их надежности в начальный момент рассмотрения;
7) элементы, находящиеся в ненагруженном резерве считать находящимися в состоянии хранения;
8) при отсутствии данных по интенсивности отказов элементов при хранении, принимать ее равной интенсивности отказов аналогичных элементов, находящихся в рабочем состоянии, с учетом коэффициента (a3). Значения (a3) приведены в приложении 3; [2]
9) интенсивность отказов, приведенную в справочных документах и технических условиях, корректируют поправочными коэффициентами, учитывающими реальные условия и режимы эксплуатации. Коэффициенты принимают в соответствии с [2] или по специальным справочникам;
10) показатели надежности элементов (цепей), находящихся в ненагруженном резерве, вычисляют по формулам нагруженного резерва;
11) безошибочность и своевременность выполнения ЧО некоторой операции считаются взаимонезависимыми;
12) ошибки, возникающие при выполнении ЧО одной операции не зависят от ошибок, возникающих при выполнении другой операции.
2. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СОУЭ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ "ПРОЕКТ"
2.1. Используя принцип функционального подхода в расчете надежности, алгоритм управления СОУЭ делят на отдельные конкретные функции.
2.2. Структурную схему СОУЭ разбивают на КО, выполняющие отдельные функции, а КО разбивают на модули (модульная декомпозиция), выполняющие конкретные задачи в данной функции.
2.3. Разрабатывают структурную схему надежности (ССН) системы, состоящую из модулей.
2.4. Вычисляют показатели важности каждого модуля (wi).
2.5. Вычисляют интенсивность отказов каждого модуля (li).
2.6. Вычисляют коэффициент готовности каждого модуля (ki).
2.7. Вычисляют вероятность безотказной работы каждого модуля (P(tэв)).
2.8. Вычисляют вероятность безотказной работы каждого КО (Piко(tэв)).
2.9. Вычисляют вероятность безотказной работы системы (P(tэв)).
2.10. Вычисляют коэффициент оперативной готовности системы (k(tэв)).
2.11. Если (P(tэв)), (k(tэв)) соответствуют заданным, вычисляют остальные показатели надежности системы:
1) наработку до отказа (T);
2) время восстановления (t).
2.12. В том случае, когда расчетные показатели меньше заданных, необходимо:
1) в модуле с наихудшими показателями (или в нескольких модулях) применить другой тип (другие типы) элементов;
2) уменьшить, если это возможно, количество последовательно включенных элементов;
3) применить резервирование элементов;
4) изменить алгоритм управления;
5) вычислить для каждого из вариантов (P(tэв));
6) определить оптимальный вариант.
2.13. Расчетные формулы
2.13.1. Интенсивность отказов i-го модуля, с последовательно соединенными элементами, вычисляют по формуле [1]
, (1)
где j = 1, 2, ..., m - число элементов в модуле;
lj - интенсивность отказов j-го элемента.
2.13.2. Интенсивность отказов i-го модуля, с параллельно соединенными элементами, вычисляют по формуле [3]
, (2)
где 
.
2.13.3. Показатель важности i-го модуля вычисляют по формуле [4]
, (3)
где i = 1, 2, ..., k - количество задач, выполняемых КО;
Vi - задача, выполняемая модулем.
2.13.4. Коэффициент готовности i-го модуля вычисляют по формуле [1].
, (4)
где l0 - интенсивность отказов основного модуля.
2.13.5. Вероятность безотказной работы i-го модуля по целевой функции вычисляют по формуле [1]
, (5)
где tэв - время эвакуации людей при пожаре;
z1; z2; ...; zz - число типов элементов в модулях 1, 2, ..., n.
-
число элементов i-го
типа в модулях 1, 2, ..., n.
2.13.6. Вероятность безотказной работы КО по целевой функции, с последовательно соединенными модулями, вычисляют по формуле [3]
, (6)
2.13.7. Вероятность безотказной работы КО по целевой функции с параллельно соединенными модулями, вычисляют по формуле [3]
, (7)
2.13.8. Вероятность безотказной работы КО по целевой функции с ветвящейся структурой вычисляют по формуле [4]
, (8)
2.13.9. Показатель важности КО вычисляют по формуле [4]
, (9)
где i = 1, 2, ..., f - количество задач, выполняемых системой;
Fi - задача, выполняемая КО.
2.13.10. Коэффициент готовности КО вычисляют по формуле [1]
, (10)
2.13.11. Вероятность безотказной работы системы по целевой функции вычисляют по формуле [4]
, (11)
где R - показатель надежности действий ЧО. В предварительных расчетах принимать R = 0,9;
i = 1, 2, ..., g - количество КО в системе.
2.13.12. Коэффициент оперативной готовности системы вычисляют по формуле [4]
, (12)
2.13.13. Наработку до отказа системы вычисляют по формуле [1]
, (13)
2.13.14. Среднее время восстановления системы [1]
, (14)
; 
,3. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СОУЭ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ "РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ"
1) невосстанавливаемые и неремонтируемые;
2) восстанавливаемые, ремонтируемые в процессе применения, плановых ремонтов, технического обслуживания (ТО).
3.3. Расчет показателей надежности системы необходимо проводить с учетом пп. 1.13, 3.1, 3.2 и в соответствии с разработанной ССН.
3.4. Расчет проводят в следующей последовательности:
3.4.1. При необходимости вычисляют показатели надежности элементов (Pj(t)), (lj), (kj):
1) невосстанавливаемых;
2) восстанавливаемых.
3.4.2. Вычисляют показатели надежности модулей (Pi(t)), (li), (ki):
1) с последовательно соединенными элементами;
2) с параллельно соединенными элементами.
3.4.3. Вычисляют показатели надежности КО (Piко(t)), (liко), (kiко):
1) с последовательно соединенными модулями;
2) с параллельно соединенными модулями;
3) с ветвящейся структурой.
3.4.4. Вычисляют показатели надежности системы (P(t)), (l), (k(tэв)), (t)
3.4.5. Расчет проводят для режима ожидания при t = 2000 часов и для режима выполнения целевой функции при t = tэв.
3.5. Расчетные формулы
3.5.1. Расчет показателей надежности невосстанавливаемых элементов.
3.5.1.1. Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле [1]
, (16)
3.5.1.2. Наработку до отказа вычисляют по формуле [1]
, (17)
3.5.2. Расчет показателей надежности восстанавливаемых элементов.
3.5.2.1. Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле (16)
3.5.2.2. Наработку до отказа вычисляют по формуле (17).
3.5.2.3. Интенсивность восстановления вычисляют по формуле (15), подставляя индекс (j) вместо индекса (i).
3.5.2.3. Коэффициент готовности вычисляют по формуле [1]
, (18)
3.5.3. Расчет показателей надежности элементов с параметрическими отказами (стареющие элементы). [5]
3.5.3.1. Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле
, (19)
где F(u) - нормированная функция Лапласа.
3.5.3.2. Аргумент функции Лапласа вычисляют по формуле
, (20)
где M(t) - математическое ожидание;
s - среднеквадратическое отклонение.
3.5.3.3. (M(t)) вычисляют по формуле
M(t) = tjPj(t), (21)
где tj - заданная наработка (паспортные данные).
3.5.3.4. Среднеквадратическое отклонение вычисляют по формуле
, (22)
где Д(t) - дисперсию вычисляют по формуле
, (23)
3.5.3.5. Интенсивность отказов вычисляют по формуле
, (24)
где f(t) - функция распределения.
3.5.3.6. (f(t)) для заданной наработки вычисляют по формуле
, (25)
где tM - мода - время максимальных отказов принимают
tM = M(t)
3.5.3.7. (f(t)) для времени (tM) вычисляют по формуле
, (26)
3.5.4. Расчет показателей надежности модуля.
3.5.4.1. Интенсивность отказов вычисляют по формулам (1, 2).
3.5.4.2. Вероятность безотказной работы по целевой функции (Pi(tэв)) вычисляют по формулам (6, 7), заменяя индексы (iко, i) на (i,j) соответственно или по формуле (8).
При расчете вероятности безотказной работы в дежурном режиме по формулам (6, 7, 8) вычисляют (P(t)) при t = 2000 час.
3.5.4.3. Коэффициент готовности вычисляют по формуле [1]
, (27)
где (gi) вычисляют по формуле (15).
3.5.4.4. Коэффициент оперативной готовности вычисляют по формуле [1]
ki(tэв) = kiPi(tэв), (28)
3.5.4.5. Наработку до отказа модуля, с последовательно соединенными элементами, вычисляют по формуле (17), заменяя индекс (j) на индекс (i).
3.5.4.6. Наработку до отказа модуля, с параллельно соединенными элементами, вычисляют по формуле [1]
, (29)
где a - кратность резервирования.
3.5.5. Расчет показателей надежности КО.
3.5.5.1. Интенсивность отказов вычисляют по формулам (1, 2), заменяя индексы (i, j) на (iко, i) соответственно.
3.5.5.2. Вероятность безотказной работы по целевой функции вычисляют по формулам (6, 7, 8).
При расчете вероятности безотказной работы в дежурном режиме по формулам (6, 7, 8) вычисляют (P(t)) при t = 2000 час.
3.5.5.3. Коэффициент готовности вычисляют по формуле (10).
3.5.5.4. Коэффициент оперативной готовности вычисляют по формуле [1]
kiко(tэв) = kiкоP(tэв), (30)
3.5.5.5. Наработку до отказа вычисляют по формулам (17, 29), заменяя индекс (i) на индекс (iко)
3.5.6. Расчет показателей надежности системы.
3.5.6.1. Интенсивность безотказной работы вычисляют по формуле
, (31)
3.5.6.2. Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле [4]
, (32)
3.5.6.3. Коэффициент готовности (k) вычисляют по формуле (10), заменяя индексы (i, n) на индексы (iко, g) соответственно.
3.5.6.4. Коэффициент оперативной готовности вычисляют по формуле [5]
, (33)
3.5.6.5. Наработку до отказа (T) вычисляют по формулам (17, 29).
3.5.6.6. Время восстановления вычисляют по формуле (14), заменяя индексы (n, i) на индексы (g, iко) соответственно.
3.6. Методика расчета показателя надежности (R) действий оператора приведена в разделе 5.
4. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СОУЭ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ "РАБОЧИЙ ПРОЕКТ"
4.1. Расчет показателей надежности проводится в соответствии с разделами 2, 3.
5. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЯ НАДЕЖНОСТИ (R) ДЕЙСТВИЙ ЧО
5.1. Разрабатывают словесное описание последовательности и характера действий, выполняемых ЧО.
5.2. Разрабатывают надежностно-временную схему (НВС) алгоритма действий ЧО в соответствии со словесным описанием.
5.3. Проводят анализ НВС с целью выявления типовых блоков операций (ТБО).
5.4. Для всех ТБО вычисляют показатели надежности.
5.5. Проводят преобразование (сворачивание) структуры первоначального алгоритма путем замены ТБО на эквивалентные элементы, вычисляя при этом показатели надежности.
Процедура повторяется до тех пор, пока алгоритм не будет представлять собой обобщенную характеристику надежности реализации всего алгоритма.
5.6. Расчетные формулы [6]
5.6.1. Показатель надежности действий ЧО вычисляют по формуле
R = RбRсв, (34)
где Rб - вероятность безошибочного выполнения совокупности операций (реализации функции);
Rсв - вероятность своевременного выполнения совокупности операций.
5.6.2. (Rсв) вычисляют по формуле
, (35)
где tдоп - допустимое время выполнения совокупности операций. В СОУЭ (tдоп) является составной частью времени (tин соуэ) - инерционности СОУЭ.
f(t) - плотность гамма-распределения.
5.6.3. (f(t)) вычисляют по формуле
, (36)
где a - параметр формы кривой распределения;
b - масштабный параметр.
5.6.4. (a) и (b) вычисляют по формулам
, (37);
, (38)
где M(t) - математическое ожидание последовательно выполняемых операций;
Д(t) - дисперсия времени выполнения операций.
5.6.5. (M(t)) и (Д(t)) вычисляют по формулам
, (39);
, (40)
5.6.6. (Rб) вычисляют по формуле
Rб = bкbпуbср, (41)
где bк - вероятность безошибочного выполнения операции при учете конструктивных параметров рабочего органа (объекта воздействия);
bпу - вероятность безошибочного выполнения операции с учетом сложности пульта 40;
bср - вероятность безошибочного выполнения операции с учетом влияния рабочей среды.
5.6.7. (bк) вычисляют по формуле
, (42)
где bк - частный показатель, учитывающий влияние k-го параметра рабочего органа;
L - количество учитываемых параметров.
5.6.8. (bпу) вычисляют по формуле
, (43)
где G - количество операций;
bp - частный показатель, учитывающий вид операции.
5.6.9. (bср) вычисляют по формуле
bср = Fc(b)be, (44)
где be - показатель безошибочности выполнения i-ой операции;
Fc(b) - поправочный коэффициент.
5.6.10. Данные для расчета (R) приведены в приложении 4.
6. Термины, применяемые в методике и их определения приведены в приложении 5.
Пример расчета показателей надежности СОУЭ приведен в приложении 6.
Зам. главного инженера М. М. Эпельдимов
Зав. бюро стандартизации Н. В. Ликунова
Руководитель темы, главный специалист Г. Д. Брусельцева
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
НОМЕНКЛАТУРА И НОРМЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СОУЭ
|
Обозначение |
Наименование |
|
|
Номенклатура показателей надежности |
|
P(tэв) |
Вероятность безотказного выполнения целевой функции (вероятность безотказной работы по целевой функции). |
|
k(tэв) |
Коэффициент оперативной готовности. |
|
T |
Средняя наработка до отказа. |
|
t |
Среднее время восстановления. |
|
|
Нормы показателей надежности |
|
P(tэв) |
0,9995; 9990; 0,9000; 0,8500 |
|
k(tэв) |
0,999; 0,995; 0,990; 0,900 |
|
T, (час) |
10000 |
|
t, (час) |
0,5; 1; 2; 4; 6; 12 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
Структурная схема надежности СОУЭ
M1 - модуль обработки информации (основной модуль).
М2 - модуль связи.
М3 - модуль управления.
М4 - модуль оповещения о пожаре.
М5 - модуль светового оповещения об эвакуации.
М6 - модуль речевого оповещения эвакуации.
М7 - модуль контроля.
Черт. 1
Функции, выполняемые СОУЭ
Черт. 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА a3
|
Комплектующие изделия |
a3 |
|
Интегральные микросхемы |
10-3 |
|
Полупроводниковые приборы, гибридные микросхемы |
2×10-3 |
|
Резисторы постоянные |
10-3 |
|
Резисторы переменные |
2×10-3 |
|
Конденсаторы электролитические |
10-2 |
|
Конденсаторы прочие |
10-3 |
|
Электровакуумные, фотолучевые и газоразрядные приборы; индикаторы |
2×10-3 |
|
Пьезоэлектрические приборы |
10-2 |
|
Трансформаторы; дроссели; обмотки реле; соединители; электрические машины (встроенные в приборы) |
10-2 |
|
Коммутационные изделия; контакты реле |
10-2 |
|
Изделия, работающие при статической нагрузке (соединения разъемные и неразъемные, прокладки и пр.) |
10-1 |
|
Изделия, работающие при динамической нагрузке (валы, подшипники, зубчатые пары, мембраны и пр.) |
10-2 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ В АЛГОРИТМАХ ДЕЙСТВИЙ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА (ЧО) СОУЭ
Таблица 1
ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ 
ДЛЯ РАСЧЕТА
ВЕРОЯТНОСТИ БЕЗОШИБОЧНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОЧИХ И КОНТРОЛЬНЫХ (ДИАГНОСТИЧЕСКИХ)
ОПЕРАЦИЙ
|
Рабочий орган |
Индекс анализируемого фактора |
Наименование влияющего фактора (параметра) |
Характеристика фактора |
|
|
Группа сигнальных ламп |
1 |
Диаметр лампы, мм |
6,4 |
0,9995 |
|
6,4 ... 12,7 |
0,9997 |
|||
|
12,7 ... 25,4 |
0,9999 |
|||
|
2 |
Число сигнальных ламп в группе |
1...2 |
0,9998 |
|
|
3...4 |
0,9975 |
|||
|
5...7 |
0,9952 |
|||
|
8...10 |
0,9946 |
|||
|
3 |
Тип индикации |
Мигающая |
0,9998 |
|
|
Непрерывная |
0,9996 |
|||
|
Набор кнопок |
1 |
Число кнопок в группе, расположенных в один ряд |
1 ... 5 |
0,9997 |
|
|
|
6 ... 10 |
0,9995 |
|
|
|
|
11 ... 25 |
0,9990 |
|
|
Набор кнопок |
1 |
Число кнопок в группе, расположенных в виде матрицы |
6 ... 10 в ряду |
0,9995 |
|
|
|
11 ... 25 в ряду |
0,9990 |
|
|
|
|
Более 25 в ряду |
0,9985 |
|
|
|
2 |
Диаметр кнопки, мм |
<12 |
0,9995 |
|
|
|
³12 |
0,9999 |
|
|
|
3 |
Число кнопок, нажатых в группе |
2 |
0,9995 |
|
|
|
4 |
0,9991 |
|
|
|
|
8 |
0,9966 |
|
|
|
4 |
Расстояние между краями кнопок, мм |
3 ... 6 |
0,9985 |
|
|
|
9 ...13 |
0,9993 |
|
|
|
|
>13 |
0,9998 |
|
|
|
5 |
Наличие защелки на кнопке |
Имеется |
0,9998 |
|
|
|
Отсутствует |
0,9995 |
|
|
Группа тумблеров |
1 |
Размер тумблера |
Миниатюрный |
0,9997 |
|
|
|
|
Нормальный или большой |
0,9999 |
|
|
2 |
Направление включения |
Вертикальное |
0,9999 |
|
|
|
Горизонтальное |
0,9996 |
|
|
|
3 |
Угол включения, град. |
20 |
0,9997 |
|
|
|
|
40 |
0,9998 |
|
|
|
|
90 |
0,9999 |
|
|
4 |
Расстояние между тумблерами, мм |
<12 |
0,9993 |
|
|
|
19 ... 20 |
0,9996 |
|
|
|
|
>25 |
0,9999 |
|
|
|
5 |
Количество положений |
2 |
0,9999 |
|
|
|
|
3 |
0,9991 |
|
|
6 |
Количество тумблеров |
1 ... 5 |
0,9998 |
|
|
|
|
6 ... 10 |
0,9996 |
|
|
|
|
11 ... 25 |
0,9990 |
|
Переключатель поворотный, многопозиционный |
1 |
Диаметр, мм |
25 ... 75 |
0,9997 |
|
|
|
>75 |
0,9995 |
|
|
2 |
Число позиций |
3 ... 6 |
0,9997 |
|
|
|
|
6 ... 12 |
0,9992 |
|
|
|
|
>12 |
0,9975 |
|
|
|
3 |
Расстояние между позициями |
<15 |
0,9975 |
|
|
|
15 ... 30 |
0,9998 |
|
|
|
|
>30 |
0,9999 |
|
|
|
4 |
Тип индикации |
Точечная |
0,9995 |
|
|
|
|
Линейная |
0,9996 |
|
|
|
|
Стрелочная |
0,9999 |
|
|
5 |
Расстояние между краями переключателей, мм |
12 |
0,9988 |
|
|
|
19 ... 25 |
0,9995 |
|
|
|
|
>25 |
0,9997 |
|
|
Шкала круговая |
1 |
Диаметр шкалы |
25 |
0,9996 |
|
|
|
40 ... 45 |
0,9997 |
|
|
|
|
70 |
0,9993 |
|
|
|
2 |
Число единиц на шкале |
50 ... 100 |
0,9996 |
|
|
|
|
200 |
0,9984 |
|
|
|
|
400 |
0,9962 |
|
Шкала линейная |
1 |
Длина шкалы, мм |
75 |
0,9997 |
|
|
|
|
150 |
0,9998 |
|
|
|
|
250 |
0,9996 |
|
|
2 |
Число единиц на шкале |
50 ... 100 |
0,9998 |
|
|
|
200 |
0,9988 |
|
|
|
|
400 |
0,9980 |
Таблица 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ВРЕМЕНИ И БЕЗОШИБОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ РАЗНОЙ СЛОЖНОСТИ
|
Наименование показателя (параметра) |
Значение показателя (параметра) |
|||
|
малая сложность |
средняя сложность |
большая сложность |
||
|
Поиск, восприятие и декодирование информации |
Общее число приборов |
1 ... 6 |
7 ... 15 |
16 ... 30 |
|
t, с |
0,6 ... 3,5 |
3,5 ... 7,0 |
7,0 ... 15,0 |
|
|
s, с |
0,2 ... 1,2 |
1,2 ... 2,3 |
2,3 ... 5,0 |
|
|
bпу(u) |
0,995 |
0,990 |
0,95 |
|
|
Принятие решения |
Общее число логических условий |
1 ... 2 |
3 ... 4 |
5 и более |
|
t, с |
4,5 ... 6,5 |
6,5 ... 20,0 |
20,0 ... 35,0 |
|
|
s, с |
1,5 ... 2,1 |
2,1 ... 7,0 |
7,0 ... 10,0 |
|
|
bпу(P) |
0,995 |
0,995 |
0,900 |
|
|
Выполнение принятого решения |
Общее число органов управления |
1 ... 10 |
11 ... 20 |
21 ... 60 |
|
t, с |
1,5 ... 4,0 |
4,0 ... 7,0 |
7,0 ... 10,0 |
|
|
s, с |
0,5 ... 1,0 |
1,0 ... 2,3 |
2,3 ... 3,3 |
|
|
bпу(в) |
0,995 |
0,970 |
0,920 |
|
Таблица 3
ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗОШИБОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ КОНТРОЛЯ НА РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВАХ
|
Операция |
Характеристика надежности операции |
|
Самоконтроль данных при работе на РИ-7501 |
К11 = 0,95 ... 0,98 К00 = 0,90 ... 0,98 |
|
Самоконтроль при работе с видеотерминальным устройством |
К11 = 0,96 ... 0,99 К00 = 0,80 ... 0,90 |
|
Самоконтроль ввода информации оператором по параллельно печатаемому документу |
К11 = 0,95 ... 0,99 К00 = 0,40 ... 0,50 |
|
Самоконтроль по индикаторной лампочке |
К11 = 0,98; К00 = 0,98 |
|
Самоконтроль правильности ввода данных и записи их на МЛ |
К11 = 0,98; К00 = 0,80 |
|
Самоконтроль ввода данных с пультовой пишущей машинки |
К11 = 0,90 ... 1,00 К00 = 0,50 ... 0,60 |
|
Самоконтроль ввода данных с абонентского пункта («Консул-260») |
К11 = 0,99; К00 = 0,55 |
|
Считывание информации с экрана видеотерминала |
К11 = 0,90 ... 0,73 |
|
Считывание информации с печатного бланка, машинописного текста |
К11 = 0,90 ... 0,80 |
Таблица 4
ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ УЧЕТА ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ОПЕРАТОРА
|
Показатели надежности |
Рабочая среда |
|||
|
комфортная |
относительно дискомфортная |
экстремальная |
сверхэкстремальная |
|
|
Математическое ожидание времени выполнения операции, Fc(t) |
1,0 |
1,1 ... 1,2 |
1,2 ... 1,5 |
1,5 ... 2,5 |
|
Среднеквадратическое отклонение времени выполнения операции, Fc(G) |
0,15 ... 0,3 |
0,3 ... 0,5 |
0,5 ... 0,7 |
0,7 ... 1,3 |
|
Вероятность безошибочного выполнения операции, Fc(b) |
1,0 |
0,9 ... 0,95 |
0,7 ... 0,9 |
Менее 0,7 |
Таблица 5
ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗОШИБОЧНОСТИ ОПЕРАТОРА ДИСПЛЕЯ ПРИ ВВОДЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ
|
Тип ошибки |
Вероятность
ошибки i-го типа ( |
|
Пропуск одного символа |
0,00397 |
|
Пропуск двух символов |
0,00049 |
|
Добавление одного символа |
0,00450 |
|
Добавление двух символов |
0,00083 |
|
Замена одного символа на другой |
0,00820 |
|
Замена двух символов на два других |
0,00037 |
|
Замена одного символа двумя другими |
0,00057 |
|
Замена двух символов на один |
0,00069 |
|
Прочие ошибки |
0,00160 |
)Таблица 6
ХАРАКТЕРИСТИКА БЕЗОШИБОЧНОСТИ И БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ОПЕРАТОРА ДИСПЛЕЯ
|
Тип операции |
Характеристика |
|
|
безошибочности |
времени исполнения |
|
|
Считывание символа с экрана и замена его другим символом |
b¢ = 0,997 |
M(t) = 0,29 c., Д(t) = 0,046 с2 |
|
Ввод символа с дисплея в ЭВМ (с контролем и редактированием): |
|
|
|
для случайного текста |
b¢ = 0,995 |
M(t) = 1,76 с., Д(t) = 0,010 с.2 |
|
для связного русского текста |
b¢ = 0,995 |
M(t) = 0,86 с., Д(t) = 0,003 с.2 |
|
для текста на языке PL/1 |
b¢ = 0,970 |
M(t) = 1,76 с., Д(t) = 0,002 с.2 |
|
Редактирование символа на экране (с контролем) |
|
|
|
для случайного текста |
b¢ = 0,976 |
M(t) = 1,68 с., Д(t) = 0,19 с.2 |
|
для связного русского текста |
b¢ = 0,972 |
M(t) = 1,29 с., Д(t) = 0,23 с.2 |
Таблица 7
ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ТИПОВЫХ ОПЕРАЦИЙ
|
№ типа элемента |
Наименование операции, элемента |
Обозначение |
Показатель надежности |
||
|
графическое |
буквенное |
обозначение |
определение |
||
|
1 |
Рабочая |
|
Р |
b¢(b¢¢) |
Вероятность безошибочного (ошибочного) выполнения. |
|
М(t) |
Математическое ожидание времени выполнения операции. |
||||
|
Д(t) |
Дисперсия времени выполнения операции. |
||||
|
2 |
Логическая (альтернативная) |
|
У |
Ai |
Объективная вероятность выбора i-й альтернативы. |
|
Aij М(t), Д(t) |
Вероятность того, что при необходимости i-й альтернативы фактически выбрана i-я альтернатива по п.1. |
||||
|
3 |
Задержка |
|
|
b¢(b¢¢) |
Вероятность безошибочного (ошибочного) выполнения. |
|
М(t) |
Математическое ожидание времени выполнения операции. |
||||
|
Д(t) |
Дисперсия времени выполнения операции. |
||||
|
4 |
Контроль (самоконтроль) правильности выполнения операции |
|
К |
К¢¢(К00) |
Условная вероятность того, что проверяемая операция при фактически правильном выполнении будет признана правильной (неправильной). |
|
К00 (К01) М(t), Д(t) |
Условная вероятность того, что проверяемая операция при фактически неправильном выполнении будет признана неправильной (правильной). По п.1 |
||||
|
5 |
Проверка (диагноз) работоспособности технических средств |
|
Д |
П¢¢(П00) |
Условная вероятность того, что при фактически работоспособном состоянии проверяемых технических средств они будут признаны работоспособными (неработоспособными) |
|
П00 (П01) М(t), Д(t) |
Условная вероятность того, что при фактически неработоспособном состоянии технических средств они будут признаны неработоспособными (работоспособными). По п. 1. |
||||
|
6 |
Ограничитель циклов |
|
Ц |
Ai; М(t), Д(t) |
По п. 2. |
|
7 |
Соединитель "И" |
|
И |
|
Вероятность того, что при выполнении обеих («соединительных») предыдущих операций будет начато выполнение последующей операции |
|
|
Вероятность того, что выполнение последующей операции не будет начато, хотя все предыдущие операции завершены. |
||||
|
8 |
Соединитель "ИЛИ" |
|
ИЛИ |
|
Вероятность того, что при выполнении любой предыдущей операции начато выполнение последующей. |
|
|
Вероятность того, что выполнение последующей операции не начато, несмотря на выполнение предыдущей. |
||||
|
9 |
Начало (старт) |
|
Ст. |
- |
- |
|
10 |
Конец (финал) |
|
Фин. |
- |
- |
|
11 |
Разделитель |
|
Разд. |
- |
- |
Таблица 8
ТИПОВЫЕ БЛОКИ ОПЕРАЦИЙ (ТБО)
|
№ типа блока |
Наименование ТБО |
Структура ТБО |
Эквивалентная операция |
Расчетные формулы |
|
1 |
Последовательное выполнение рабочих операций (линейный блек) РЛ |
|
|
|
|
2а |
Одновременное выполнение рабочих операций по схеме И (параллельный блок совместный) РПс |
|
|
|
|
2б |
Одновременное выполнение рабочих операций по схеме ИЛИ (параллельный блок конкурентный) РПк |
|
|
|
|
3 |
Последовательное выполнение рабочей операции и контроля правильности выполнения операции РК |
|
|
|
|
4 |
Последовательное выполнение рабочей операции и проверки работоспособности РД |
|
|
|
|
5 |
Последовательное выполнение рабочей операции, контроля правильное выполнения и проверки работоспособности РКД |
|
|
|
|
6 |
Последовательное выполнение рабочих операций с контролем правильности и проверкой работоспособности РКДЛ |
|
|
|
|
7 |
Параллельное выполнение рабочих операций с контролем правильности и проверкой работоспособности РКДП |
|
|
|
|
8 |
Альтернативная операция с контролем правильности УК |
|
|
|
|
9 |
Альтернативная операция с проверкой работоспособности УД |
|
|
|
|
10 |
Альтернативная операция с контролем правильности и проверкой работоспособности УКД |
|
|
|
|
11 |
Последовательное выполнение рабочей и альтернативной операции РУ |
|
|
|
|
12 |
Последовательное выполнение рабочей операции с контролем правильности и альтернативной операции РКУ |
|
|
|
|
13 |
Последовательное выполнение рабочей операции с проверкой работоспособности и альтернативной операции РДУ |
|
|
|
|
14 |
Последовательное выполнение рабочей операции с контролем правильности, проверкой работоспособности и альтернативной операции РКДУ |
|
|
|
|
15а |
n - кратное (конечное число) повторение рабочей операции с приемкой при наличии хотя бы одного успешного исхода РЦ (1) |
|
|
|
|
15б |
n - кратное (конечное число) повторение рабочей операции с приемкой по всем успешным исходам; РЦ(п) |
|
|
|
|
15в |
n - кратное (конечное число) повторение рабочей операции с прием кой по всем успешным исходам при n®¥ РЦ(п) |
|
|
|
|
16 |
Рабочая операция с контролем правильности и устранением ошибок путем n-кратного повторения |
|
|
|
|
17 |
Рабочая операция с контролем и исправлением ошибок |
|
|
|
|
18 |
Оценка необходимости дополнительной рабочей операции и ее выполнения |
|
|
|
|
19 |
Рабочая операция с диагностикой и сигнализацией |
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное
ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МЕТОДИКЕ, И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
|
Термин |
Определение |
|
Надежность |
Свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. |
|
Проектная оценка надежности |
Оценка надежности, проводимая при проектировании с учетом результатов теоретических расчетов по справочным данным. |
|
Показатель надежности |
Количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта |
|
Нормативное значение показателя |
Значение показателя надежности, установленное в результате задания требований по надежности или нормирования надежности и внесенное в нормативно-техническую документацию. |
|
Система |
Упорядоченная совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, образующих единое функциональное целое, предназначенное для решения определенных задач (достижения определенных целей). |
|
Модуль |
Подсистема, которая включена в технологическую схему так, что сведения о ее состоянии в целом дают такую же информацию о состоянии системы, каткую и знание всех состояний подсистемы. |
|
Контур обслуживания |
Совокупность модулей, выполняющих отдельную функцию в алгоритме управления. |
|
Элемент системы |
Часть системы, предназначенная для выполнения определенной задачи и неделимая на составные части при данном уровне рассмотрения. |
|
Восстанавливаемый элемент |
Элемент, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической документации. |
|
Невосстанавливаемый элемент |
Элемент, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической документации. |
|
Безотказность |
Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. |
|
Вероятность безотказной работы |
Вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет. |
|
Отказ |
Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. |
|
Вероятность отказа |
Вероятность того, что в пределах заданной наработки возникнет хотя бы один отказ. |
|
Интенсивность отказов |
Условная плотность вероятности отказов невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник. |
|
Наработка |
Продолжительность работы объекта. |
|
Наработка до отказа |
Наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения отказа. |
|
Наработка на отказ (наработка между отказами) |
Наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. |
|
Средняя наработка, до отказа |
Математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. |
|
Параметрические отказы |
Отказ, характеризующийся отклонением значения хотя бы одного рабочего параметра объекта за пределы допуска. Плавное изменение (старение) свойств объекта. |
|
Коэффициент готовности (стационарный коэффициент готовности) |
Вероятность нахождения системы в работоспособном состоянии для стационарного случайного процесса или математическое ожидание отношения времени, в течение которого система находится в работоспособном состоянии в некотором интервале, ко всей длительности этого интервала. |
|
Коэффициент оперативной готовности (нестационарный коэффициент оперативной готовности) |
Вероятность того, что система окажется работоспособной в момент (t) и проработает безотказно в течение заданного времени (t0), начиная с этого момента. |
|
Peзерв |
Совокупность дополнительных средств, используемых для резервирования. |
|
Нагруженный резерв |
Резерв, который содержит один или несколько элементов, находящихся в режиме основного элемента. |
|
Ненагруженный резерв |
Резерв, который содержит один или несколько резервных элементов, находящихся в ненагруженном режиме до начала выполнения ими функций основного элемента. |
|
Человек-оператор (ЧО) |
Специалист, осуществляющий трудовую деятельность, основу которой составляет взаимодействие с предметом труда, машиной и внешней средой через посредство информационной модели и органов управления. ЧО должен иметь необходимые для работы в данной системе характер и уровень профессиональной подготовки и по состоянию здоровья, целевым и ценностным установкам способен выполнять предписанные ему функции. |
|
Рабочая операция |
Операция, осуществляющая конкретное управляющее воздействие на некоторый объект (включение, перемещение, выявление и восприятие сигналов, вычислительные операции). |
|
Логическая операция |
Операция, заключающаяся в проверке соблюдения некоторого условия и выборе дальнейшего пути реализации алгоритма. |
|
Контрольная операция |
Разновидность логической операции: операции контроля (самоконтроля) ЧО правильности выполнения предыдущих операций и проверки работоспособности (диагностики состояния) технических средств. |
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Справочное
РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ СОУЭ ИРКУТСКОГО ЗАВОДА СВТ. ПРИМЕР
1. Оповещение о пожаре и управление эвакуацией людей осуществляется в пяти корпусах и в девятиэтажном общежитии завода СВТ.
В соответствии с техническими требованиями к системе, разработанными в техническом задании (ТЗ), СОУЭ спроектирована на базе телекомплекса ТМ322, имеющего в своем составе интеллектуальные пункт управления (ПУ) и периферийные контролируемые пункты (КП). Кроме этого в состав текомплекса входят видеотерминалы (ВТ), принтер, телефонная и громкоговорящая связь (ГГС) ПУ с КП.
В состав СОУЭ включены магнитофон для записи переговоров, магнитофон для трансляции речевых инструкций, приемная станция пожарной сигнализации для контроля наличия опасных факторов пожара (ОФП) на путях эвакуации, установка промтелевидения для контроля эвакуации.
В задании на проектирование указаны следующие показатели надежности:
коэффициент оперативной готовности К(tэв) = 0,95;
вероятность безотказной работы выполнения целевой функции Р(tэв) = 0,999;
время восстановления t = 1 час.
2. Расчет показателей надежности проводят для режима выполнения целевой функции за время tэв = 8 мин. - время эвакуации людей из корпуса № 2.
В примере рассматривается вариант дистанционного включения периферийной аппаратуры с ПУ.
3. Схему автоматизации СОУЭ разбивают на семь модулей в соответствии с чертежом 1 приложения 2 методики. Функции, выполняемые СОУЭ, а также КО, выполняющие эти функции, приведены на чертеже 2 приложения 2.
3.1. Расчет показателей надежности модуля M1 (основного).
Структурная схема надежности M1 приведена на чертеже 1 данного приложения.
3.1.1. Расчет показателей надежности блока ПС1 (черт. 2).
Интенсивность отказов цепей 1,11 вычисляют по формуле (1)
l1 = l11 = 10-6(2×0,047 + 0,09×10-3 + 0,38×10-3 + 1,96) = 2,05528×10-6 (1/ч).
Интенсивность отказов результирующей цепи (1,11) вычисляют по формуле (2)
l1,11 = {2[2,05528×10-6×60974,609]}{60975,6092-1}-1 = 0,0674129×10-9 (1/ч);
z = (1-
)-1 = 60975,609.
Интенсивность отказов блока ПС1 вычисляют по формуле (1)
lпс1 = 1,96×10-6 + 2×0,47×10-6 + 2×5×10-6 + 0,047×10-6 + 2×0,16 x
x 10-9 + 0,035×10-6 + 0,0674129×10-9 = 12,982×10-6 (1/ч).
Вероятность безотказной работы ПС1 вычисляют по формуле (6)
PПС1(tэв) = 
= 0,9582.
3.1.2. Расчет показателей надежности блока ПС2 (черт. 3).
Интенсивность отказов вычисляют по формуле (1)
lпс2 = 3×1,96×10-6 + 2×0,47×10-6 + 2×0,15×10-6 + 0,25×10-6 +
+ 1×10-5 = 7,47×10-6 (1/ч).
Вероятность безотказной работы
PПС2(tэв) = 
= 0,96.
3.1.3. Блоки ПС1 и ПС2 подключены параллельно (резервируемые).
Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле (7)
PПС1,ПС2(tэв) = 1-(1-0,9582)(1-0,96) = 0,9572»1.
3.1.4. Вероятность безотказной работы М1(технические средства)
PМ1 = РПС1,ПС2»1. РКО1 = РМ1 = 1.
3.1.5. Расчет показателя надежности (R) действий ЧО.
3.1.5.1. Порядок расчета (R) приведен в разделе 5 методики.
3.1.5.2. Функции, выполняемые системой приведены на чертеже 2 приложения 2 методики.
3.1.5.3. Алгоритм выполнения ЧО операций приведен в таблице 1 и на чертежах 4, 5 данного приложения.
3.1.5.4. Исходные справочные данные приведены в таблице 2 данного приложения и в приложении 4 методики.
3.1.5.5. Результаты расчетов приведены в таблице 3 данного приложения.
3.1.5.6. (R) действий ЧО по результатам расчетов вычисляют по формуле
R = bэ3×
= 0,79775×0,84625
= 0,67525.
3.2. Расчет показателей надежности М2...М7 проводят аналогично расчетам, приведенным в 3.1.1...3.1.3. Структурные схемы надежности М2...М7 приведены на чертежах 6...11 данного приложения.
При расчете показателей надежности М2...М7 интенсивность отказов элементов (цепей), находящихся в обесточенном состоянии (например, резервные элементы, которые при выполнении целевой функции находятся в обесточенном состоянии), необходимо умножать на коэффициент а3 в соответствии с приложением 3 методики.
3.2.1. Результаты расчетов показателей надежности М2...М7:
РМ2(tэв) = РКО2(tэв) = 0,92853; РМ3(tэв) = 0,9331;
РМ4(tэв) = 0,92508; РМ5(tэв) = 0,93885;
РМ6(tэв) = 0,947; РМ7(tэв) = РКО4(tэв) = 0,92133.
Модули М3...М6 входят в КО3, расчет показателей которого приведен в 3.3.2.
3.3. Расчет показателей надежности системы
3.3.1. Четыре функции системы выполняют четыре КО в соответствии с чертежом 2 приложения 2 методики.
3.3.2. В КОЗ модулями М3...М6 выполняются задачи:
М3 - четыре задачи: включение светового оповещения о пожаре, включение звукового оповещения о пожаре, включение светового оповещения об эвакуации, включение речевого оповещения об эвакуации;
М4 - две задачи: световое оповещение о пожаре, звуковое оповещение о пожаре;
М5 - одна задача: световое оповещение об эвакуации;
М6 - одна задача: речевое оповещение об эвакуации.
Показатели важности М3...М6 вычисляют по формуле (3)
КО3 - ветвящаяся подсистема. Вероятность безотказной работы вычисляют по формуле (8)
РКО3(tэв) = 0,5×0,9331 + 0,25×0,92508 + 0,93885×0,125 + 0,125×0,947 = 0,9907774.
3.3.3. В системе каждый КО выполняет задачи:
KO1 - семь задач: ГГС с администрацией завода и пожарной частью, ГГС с защищаемыми помещениями, три команды на управление, контроль ОФП на путях эвакуации, контроль прохождения эвакуации;
КО2 - две задачи: ГГС администрации и пожарной части с ЧО, ГГС защищаемых помещений с ЧО;
КОЗ - четыре задачи: управление световым оповещением о пожаре, управление звуковым оповещением о пожаре, управление световым оповещением об эвакуации, управление речевым оповещением об эвакуации;
КО4 - две задачи: контроль наличия ОФП на путях эвакуации, контроль прохождения эвакуации.
Показатели важности КО вычисляют по формуле (9)
3.3.4. Вероятность безотказной работы системы вычисляют по формуле (32)
Р(tэв) = 0,67525(0,466×1 + 0,133×0,92853 + 0,266×0,920734 + 0,133×0,92133) = 0,6659219.
4. Расчетная Р(tэв) не соответствует заданной
Надежность выполнения функций зависит в сильной степени от действий ЧО. Основной причиной низкой Р(tэв) является большая вероятность ошибок при контроле информации на дисплее, при дистанционном включении периферийного оборудования с ПУ, при поиске и установке кассеты на магнитофон.
До расчета остальных показателей надежности системы следует обеспечить защиту системы от ошибочных действий ЧО следующими мерами:
управление периферийным оборудованием осуществлять автоматически с КП по сигналу с ПУ;
поиск кода (номера) направления эвакуации по сигналу о пожаре должен осуществляться автоматически с выводом информации на мнемотабло и (или) на дисплей;
поиск носителя речевой информации или поиск конкретной речевой инструкции на этом носителе должен осуществляться автоматически или должно быть увеличено число магнитофонов;
включение магнитофона, с которого транслируются речевые инструкции должно осуществляться автоматически;
наиболее ответственные действия ЧО, касающиеся выполнений операций алгоритма, должны быть контролируемыми.
5. После изменения алгоритма выполнения функций вновь вычисляют (Р(tэв)). Если (Р(tэв)) соответствует заданной, вычисляют К, К(tэв), (t) по формулам раздела 3.
6. При расчете интенсивности отказов элементов учитывались поправочные коэффициенты в соответствии с [2].
Пример расчета интенсивности отказов резистора МЛТ-0,25-500 Ом ±5 %, установленного в пульте оператора.
В соответствии с [2] интенсивность отказов резистора вычисляют по формуле
lR = l0×a1×а2×а4×а11×а12,
где l0 = 2×10-8 (1/ч) - справочные данные;
a1 = b1×b2×b3×b4 = 1×1×1×1 = 1 - коэффициент, учитывающий условия работы и качество обслуживания;
а2 = 0,64 - коэффициент, учитывающий электрическую нагрузку и температуру;
а4 = 1 - коэффициент, учитывающий соотношение отказов вида "короткое замыкание" (КЗ) и "обрыв" (О);
а11 = 0,7 - коэффициент, учитывающий номинальную мощность рассеивания;
а12 = 0,7 - коэффициент, учитывающий номинал резистора.
lR = 2×10-8×1×0,64×1×0,7×0,7 = 0,6272×10-8 (1/ч).
Численные значения поправочных коэффициентов приняты в соответствии с данными, приведенными в [2].
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНИМАЕМЫЕ В СТРУКТУРНЫХ СХЕМАХ НАДЕЖНОСТИ
|
Обозначение |
Наименование |
|
|
Элемент, находящийся в состоянии хранения. n - число одинаковых элементов. |
|
|
Элемент, находящийся под напряжением. |
|
1, 11, ... |
Маркировка цепей в модуле. |
|
1, 2, ... |
Маркировка цепей в системе. |
|
РД |
Дежурный режим (режим ожидания). |
|
РФ |
Режим выполнения СОУЭ целевой функции. |
|
0,93123 |
0,999123 |
|
0,927311 |
0,9977711 |
Черт. 1. Структурная схема надежности модуля М1
Черт. 2. Структурная схема надежности блока ПС1
Черт. 3. Структурная схема надежности блока ПС2
Таблица 1
АЛГОРИТМ ДЕЙСТВИЙ ЧО В СОУЭ
|
Тип элемента НВС |
Обозначение элемента |
|
|
1. Начало выполнения функции |
Начало |
|
|
2. Включение выключателя (включение электропитания КТС СОУЭ) |
Рабочая операция |
Р1 |
|
3. Проверка работоспособности индикаторных табло |
Рабочая операция |
Д1 |
|
4. Нажатие кнопки (включение дисплея) |
Рабочая операция |
Р2 |
|
5. Проверка работоспособности дисплея |
Рабочая операция |
Д2 |
|
6. Контроль сигнала о пожаре |
Диагноз |
Д3 |
|
7. Нажатие кнопки ГГС (связь с администрацией завода, пожарной частью) |
Рабочая операция |
Р3 |
|
8. Анализ необходимости эвакуации |
Логическая операция |
У1 |
|
9. Нажатие кнопки магнитофона 1 (магнитофон записи переговоров) |
Рабочая операция |
Р4 |
|
10. Включение кнопки направления эвакуации |
Рабочая операция |
Р5 |
|
11. Включение кнопки табло "Выход" |
Рабочая операция |
Р6 |
|
12. Анализ направления эвакуации, поиск кассеты |
Логическая операция |
У2 |
|
13. Установка кассеты на магнитофон 2 (магнитофон трансляции речевых инструкций) |
Рабочая операция |
Р7 |
|
14. Включение кнопки магнитофона 2 |
Рабочая операция |
Р8 |
|
15. Включение кнопки ГГС (двусторонняя связь с защищаемыми помещениями) |
Рабочая операция |
Р9 |
|
16. Анализ обстановки |
Логическая операция |
Д4 |
|
17. Включение кнопки микрофона |
Рабочая операция |
Р10 |
|
18. Трансляция речевых инструкций о порядке эвакуации оператором |
Рабочая операция |
Р11 |
|
19. Контроль прохождения эвакуации на дисплее |
Контроль |
К1 |
|
20. Контроль наличия ОФП на путях эвакуации по индикаторам приемной станции |
Диагноз |
Д5 |
|
21. Включение кнопки ПЭВМ |
Рабочая операция |
Р12 |
|
22. Анализ информации на экране ПЭВМ |
Логическая операция |
Д6 |
|
23. Вызов ремонтного персонала |
Рабочая операция |
Р13, Р14 |
|
24. Ожидание ремонта |
Конец |
- |
|
25. Соединитель |
- |
- |
|
26. Конец алгоритма |
Конец |
- |
Черт. 4. Алгоритм действий оператора СОУЭ (технические средства)
Черт. 5. Преобразование (сворачивание) структуры первоначального алгоритма на этапах 1, 2, 3
Таблица 2
ИСХОДНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
|
Источник информации (табл. прилож. 4) |
Вид операции |
Анализируемый конструктивный показатель |
Показатели надежности |
|||
|
Наименование |
Характеристика |
Вероятность |
Мс( ) |
|||
|
P1, P2 |
2, 3 |
Выполнение принятого решения |
Число органов управления |
1 |
|
1,5 |
|
Д1...Д5 |
2 |
Поиск, восприятие и декодирование информации |
Число приборов |
1 |
П" = П00 = 0,995 |
0,6 |
|
Р3...Р6, Р8...Р14 |
1 |
Нажатие кнопки |
Число органов управления |
1 |
|
1,5 |
|
Р7 |
2 |
Выполнение принятого решения |
Число кассет |
5 |
|
2 |
|
Д6 |
2 |
Поиск, восприятие и декодирование информации |
Число приборов |
1 |
|
5 |
|
У1, У2 |
2 |
Принятие решения |
Число логических условий |
7 |
А = 0,995 |
6,5 |
|
К1 |
2, 5 |
Контроль, восприятие информации |
Число приборов |
1 |
K" = 0,990 К00 = 0,900 |
0,6 |
Таблица 3
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
|
Операции, объединяемые в один блок |
Обозначение эквивалентной операции |
Тип ТБО по табл. 2 |
Расчетная формула |
Результат расчета |
|
|
Этап 1 Черт. 9 |
Р1, Д1 Р2, Д2 |
РД1.1 РД1.2 |
4 |
|
0,990 2,1 |
|
Д3 |
- |
- |
- |
0,995 0,6 |
|
|
Р3, У1 |
РУ1.1 |
15а |
|
0,81804 8 |
|
|
Р5, Р6, У2 |
РУ1.2 |
11 |
|
0,89993 8 |
|
|
Р7...Р9, Д4 |
РД1.3 |
4 |
|
0,904455 5,1 |
|
|
К1, Д5 |
КД1.1 |
9 |
|
0,9405 1,2 |
|
|
Этап 2 Черт. 9 |
РД1.1. РД1.2 |
РД2.1 |
6 |
|
0,9801 4,2 |
|
Д3, РУ1.1 |
РДУ2.1 |
6 |
|
0,81395 10 |
|
|
РУ1.2, РД1.3 |
РДУ2.2 |
6 |
|
0,89910 3,1 |
|
|
КД1.1 |
КД2.1 |
- |
- |
0,9405 1.2 |
|
|
Этап 3 Черт. 9 |
РД2.1, РДУ2.1 |
Р3.1 |
6 |
|
0,79775 5,9 |
|
РДУ2.2, КД2.1 |
Р3.2 |
6 |
|
0,84625 11,2 |
Черт. 6. Структурная схема надежности модуля связи М2
Черт. 7
Черт. 8. Структурная схема надежности модуля М4
Черт. 9. Структурная схема надежности модуля М5
Черт. 10. Структурная схема надежности модуля М6.
Черт. 11. Структурная схема надежности модуля М7.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Надежность и эффективность в технике. Справочник т.1, т.5 под ред. д-ра техн. наук В. И. Патрушева и д-ра техн. наук А. И. Рембезы. М.: Машиностроение, 1988.
2. РМ 25 446-87 Изделия приборостроения. Методика расчета показателей безотказности.
3. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986.
4. РТМ 25 212-88, часть 6. Интегрированные автоматизированные системы управления. Методические указания по разработке технического обеспечения. Методика оценки и обеспечения параметров надежности комплексов технических средств и достоверности преобразования информации.
5. Голинкевич Т.А. Оценка надежности радиоэлектронной аппаратуры М.: Советское радио, 1969.
6. РТМ 25 677-84 Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Проектная оценка надежности с учетом действия оперативного персонала.
7. З. Б. Диллон. Инженерные методы обеспечения надежности систем. М.: Мир, 1984 г.
СОДЕРЖАНИЕ