ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ИЗДЕЛИЙ РАДИОСВЯЗИ С УЧЕТОМ ОСНОВНЫХ ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ

Копытов Евгений Юрьевич

аспирант, ОмГУПС, г. Омск

Е-mail: jenya87@listl.ru

Научно обоснованная оценка безопасности изделий радиосвязи необходима в процессе их проектирования и эксплуатации для определения предельных значений (норм). Задача повышения безопасности должна быть решена в комплексе: необходимо учитывать не только свойства аппаратуры и влияние условий в процессе ее эксплуатации, но и свойства системы обслуживания и воздействия внешней среды.

Понятие «безопасность» относят к свойствам надежности. Согласно [1] безопасность – свойство технической системы сохранять безопасное для обслуживающего персонала состояние при соблюдении установленных правил эксплуатации.

Рассмотрим процесс эксплуатации изделий радиосвязи, который характеризуется уровнем надежности, зависящим от множества эксплуатационных факторов изделий радиосвязи. Одним из наиболее распространенных показателей надежности является интенсивность отказов l(t).

Опыт эксплуатации электронных устройств показывает, что изменение интенсивности отказов системы длительного действия происходит следующим образом (рисунок 1) [6].

Рисунок 1. Кривая интенсивности отказов

I — период начальной приработки аппаратуры. В этот период наблюдается повышенное число отказов системы вследствие различных производственных недостатков и выхода из строя наиболее ненадежных ее элементов со скрытыми дефектами. По мере выхода из строя дефектных элементов и замены их более качественными интенсивность отказов системы понижается. Продолжительность периода приработки зависит от типа системы и вида характеристик элементов, тем короче период приработки.

II — период нормальной эксплуатации системы, характеризуемый пониженным уровнем и постоянством интенсивности отказов во времени. Продолжительность этого периода зависит от среднего срока службы элементов системы и условий ее эксплуатации. Обычно она составляет несколько тысяч часов и характеризует долговечность аппаратуры. Интенсивность отказов системы в период нормальной эксплуатации можно снизить за счет проведения профилактических ремонтных мероприятий. Период нормальной эксплуатации системы определяется экспоненциальным законом распределения вероятности безотказной работы.

III — период массового износа и старения элементов системы, характеризуемый значительным ростом числа отказов, что вызвано увеличением числа постепенных отказов. Постепенный отказ — отказ, происходящий в результате медленного, постепенного ухудшения характеристик объекта из-за износа и старения материалов, связанных с необратимыми физико-химическими процессами вследствие длительной эксплуатации [4].

Поскольку в процессе функционирования изделий радиосвязи ухудшаются характеристики ее элементов, то при оценке безопасности необходимо учитывать влияние разрегулировки узлов, при которой значение одного или нескольких параметров выходит за номинальные пределы, но аппаратура способна выполнять свои функции, хотя и с меньшей эффективностью. Разрегулировка характеризует процессы старения и износа аппаратуры и отдельных ее элементов. Анализ работы [5] показал, что разработанная модель не позволяет учитывать разрегулировку в системе оценки безопасности, что приводит к неудовлетворительным результатам при исследовании. Необходимо отметить, что учет постепенных отказов, в частности разрегулировки, позволяет значительно повысить точность при оценке безопасности.

Так же, в процессе эксплуатации любая техническая система  подвергается воздействию различных факторов, поэтому нужно отразить это влияние при оценке ее безопасности. Одним из важнейших является так называемый «человеческий фактор» — влияние обслуживающего персонала на общую безопасность технической системы. Под термином квалификация обслуживающего персонала будем понимать степень его подготовленности, которая определяется знанием устройства и назначения аппаратуры, условий и правил ее эксплуатации, умением поддерживать ее в исправном состоянии, предупреждать появление некоторых отказов, устранять появившиеся отказы, правильно организовать работу по эффективному использованию аппаратуры по назначению [2]. От квалификации персонала, его психологического состояния зависит качество проводимых мероприятий и всех работ на технике, что сказывается на количественных показателях эксплуатационно-технических характеристик. Поэтому, для обеспечения надежности на этапе эксплуатации необходимо предусматривать меры, не позволяющие использовать или обслуживать технику не в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, и готовить квалифицированный персонал [1]. Частота отказов по вине человека составляет обычно от 20 до 80 % всех случившихся отказов. Поэтому учет воздействия человека, в том числе и при проведении работ по техническому обслуживанию (ТО) и восстановлению должен обязательно проводиться при оценке безопасности технических систем.

На любую техническую систему воздействуют так же факторы внешней среды, что также желательно отразить при оценке безопасности. Рассмотрим схему взаимодействия произвольной технической системы, выполняющей функции по обеспечению безопасности, окружающей среды и человека (рисунок 2).

Рисунок 2. Структурная схема взаимодействия технической системы, внешней среды и человека

Каждый элемент структуры, представленной на рисунке, является ее неотъемлемой частью и выполняет отведенную ему роль. К примеру, такие воздействия внешней среды, как электромагнитные излучения, температура, вибрации и т. п. являются, в большинстве случаев, дестабилизирующими факторами, оказывают неблагоприятное воздействие на техническую систему и должны быть учтены в рассматриваемой схеме взаимодействия. Исключить влияние внешней среды из схемы взаимодействия, чаще всего, невозможно, поэтому при моделировании таких структур необходимо отразить наличие воздействий среды. Это достигается путем учета поправочных коэффициентов при расчете показателей надежности устройств [3].

Результатом деятельности системы являются функции по обеспечению безопасности. В случае невыполнения системой этих функций происходит нарушение безопасного состояния. Алгоритм функционирования системы должен быть построен таким образом, чтобы в случае опасного отказа система была переведена необратимое защитное состояние с отключением ее элементов от управления ответственными технологическими процессами. Обратный переход в работоспособное состояние исключается (маловероятен) и обычно возможен лишь с участием человека. Побочными продуктами любой технической системы могут являться различные виды излучений, вибрации, шумы и т. д. Вопросы влияния вредных факторов, возникающих в процессе эксплуатации технических устройств технологической радиосвязи, относятся к экологическим и не рассматриваются в данной работе.

Влияние человека в данной схеме взаимодействия оценивается в двух процессах — управления и технического обслуживания (ТО). Процесс управления предполагает взаимодействие человека и системы во время эксплуатации, при выполнении человеком операций, для которых предназначена данная система. Например, возимая радиостанция РВ-1М предназначена для обеспечения связи между машинистом и поездным диспетчером в процессе движения поезда по перегону. Поэтому все действия, производимые оператором в процессе эксплуатации радиостанции, относятся к управляющим воздействиям. Другим видом воздействия человека на техническую систему является ТО. Оно выделено в отдельный вид взаимодействия, поскольку процесс ТО предполагает, в большинстве случаев, выключение системы из общей структуры обеспечения безопасности и, кроме того, при проведении ТО возможны ошибочные действия персонала, которые приводят к нарушению безопасности. Важно отметить, что наибольшим по степени воздействия на систему является участие человека в процессе ТО, так как в случае ошибочных действий при эксплуатации, вызывающих нарушение алгоритма функционирования системы, она должна перейти в защитное состояние, тем самым, исключив нарушение безопасного состояния системы.

Для дальнейшего исследования из всех вышеназванных факторов при проведении работ по ТО системы наиболее целесообразным является учет влияния ошибок, совершаемых человеком.

При контроле технического состояния объекта совершается проверка работоспособности, выявление и прогнозирование отказов в объекте. Техническое обслуживание и ремонт представляют собой комплекс работ, выполнение которых направлено на поддержание исправности и работоспособности изделий технологической радиосвязи при их эксплуатации, хранении и транспортировке.

Таким образом, повышение безопасности изделий радиосвязи требует учета рассмотренных выше факторов и оптимизации периодичности выполнения ТО и ремонта в процессе эксплуатации.

Список литературы:

1.        Дорохов А. Н. Обеспечение надежности сложных технических систем [Текст] / А. Н. Дорохов, В. А. Керножицкий, А. Н. Миронов, О. Л. Шестопалова. — СПб.: Лань, 2011. — 352 с.: ил.

2.        Лавриненко В. Ю. Основы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры: учебное пособие для студентов вузов [Текст] / А. К. Быкадоров, Л. И. Кульбак, В. Ю. Лавриненко и др. / под ред. В. Ю. Лавриненко. — М.: Высшая школа, 1978. — 320 с.: ил.

3.        Либерман Ф. Я. Электроника на железнодорожном транспорте: учебное пособие для вузов ж.-д. трансп [Текст] / Ф. Я. Либерман. — М.: Транспорт, 1987. — 288 с.: ил.

4.        Половко А. М. Основы теории надежности [Текст] / А. М. Половко, С. В. Гуров. СПб.: БВХ-Петербург, 2008. — 704 с.: ил.

5.        Филенков В. В. Совершенствование методов контроля и количественной оценки безопасности изделийТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ связи и автоматики [Текст] / В. В. Филенков / диссертация кандидата технических наук: 05.11.13 Омск, 2004. —  135 c.

6.        Ямпурин Н. П. Основы надежности электронных средств: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст] / Н. П. Ямпурин, А. В. Баранова / под ред. Н. П. Ямпурина. — М.: Академия, 2010. — 240 с.: ил.