Характеристика транспортного средства как объекта диагностирования

При организации системы диагностирования необходимо учитывать следующие особенности транспортного средства как объекта диагностирования:

· большое разнообразие систем транспортного средства (механические, электрические, гидравлические и т.д.), что затрудняет получение универсальных решений при выборе методов и технических средств диагностирования, а также требует построение алгоритмов и программы диагностирования с учетом их конструктивных особенностей;

· наличие как дискретных, так и непрерывных систем, определяющих различный подход при решении задач диагностирования. При диагностировании дискретных систем используются методы формальной логики, в системах непрерывного действия – непрерывное отклонение параметров;

· различный уровень надежности систем транспортного средства, затрудняющий организацию процесса диагностирования и принятие решений при определении их технического состояния;

· различные режимы работы оборудования (длительный, кратковременный, повторно-кратковременный), что вызывает необходимость согласования периодичности его диагностирования;

· высокая степень автоматизации основных систем транспортного средства, требующая автоматизации процесса диагностирования;

· различные функциональные состояния транспортного средства (подготовка к эксплуатации, эксплуатация, ремонт), влияющие на выбор задач и глубину диагностирования, а также на степень использования технических средств диагностирования;

· сложность структуры транспортного средства, обуславливающая выбор принципа его декомпозиции при организации системы диагностирования. Принципы декомпозиции транспортного средства могут быть различными в зависимости от типа задач, решаемых при диагностировании.

При проверке работоспособности и поиске дефектов декомпозиция транспортного средства производится по блочно-функциональному принципу. Блочно-функциональная композиция транспортного средства производится по вертикали и горизонтали.

Вертикальная декомпозиция транспортного средства приводит к построению иерархии связей его компонентов. Древовидная форма иерархии связей конструктивных компонентов транспортного средства предопределяет такую же форму соподчинения алгоритмов диагностирования.

При горизонтальной декомпозиции транспортного средства выделяют отдельные его составляющие по основному признаку физического процесса или принципу технического исполнения, на которых основано их функционирование. При диагностировании каждой из этих составляющих среди нескольких используемых физических методов диагностирования всегда можно выделить доминирующий.

Таким образом, блочно-функциональная декомпозиция транспортного средства по вертикали позволяет установить иерархии связей компонентов, а значит, и иерархии диагностических целей и алгоритмов; по горизонтали – выбрать и разработать, прежде всего, доминирующий физический метод диагностирования.

Блочно-функциональная система декомпозиция транспортного средства представлена на примере декомпозиции тепловоза на рисунке 4.

При разработке методов и технологии диагностирования необходимо обобщенное описание свойств транспортного средства в целом или его отдельных систем, которое может быть функциональным, морфологическим или информационным. При функциональном описании определяют главную функцию транспортного средства как системы, характеризуемой количественно и качественно функционалом эффективности, затем устанавливают процессы первого и последующих уровней, от которых зависит функционал эффективности предыдущего уровня, и определяют параметры, характеризующие эти процессы выполняющие в свою очередь роль функционалов для параметров последующих уровней.

Морфологическое описание объекта содержит сведения об элементном составе, структуре и характере связей между элементами объекта. Так же как и функциональное, морфологическое описание строится по многоуровневому принципу путем последовательной декомпозиции подсистем, причем уровни функционального и морфологического описаний должны совпадать.

Информационное описание транспортного средства и его подсистем заключается в описании энтропии объекта, т.е. меры неопределенности нахождения системы в данном состоянии. В общем виде энтропия определяется по формуле К. Шеннона:

где P_i – вероятность нахождения системы в i -том состоянии;

n – число возможных состояний системы.

Транспортное средство как объект диагностирования может находится в конечном множестве состояний S, которое практически ограничено из-за ограниченных возможностей контрольных и измерительных средств. В множестве S выделяют два непересекающихся подмножества S₁ U S₀. Подмножество работоспособных состояний S₁={s_i}, включает все n состояний, которые позволяют транспортному средству выполнять возложенные на него функции. Каждое состояние в этом подмножестве отличается от других степенью работоспособности, которая характеризуется приближением состояния транспортного средства к предельно допустимому. Если оценивать степень работоспособности транспортного средства допусками на параметры, то в подмножестве S₁ можно выделить две разновидности работоспособных состояний: исправное работоспособное (параметры, характеризующие состояние узлов и систем транспортного средства) и неисправное но работоспособное (параметры основных систем выходят за поля допусков, но не превышают предельных значений). Подмножество неработоспособных состояний S₀={s_j}, включает все m состояний, соответствующих возникновению дефектов, приводящих к потере работоспособности транспортного средства. Возможные состояния систем транспортного средства s_j характеризуются параметрами, значения которых вышли за пределы критических.

Качественные характеристики и количественные показатели информационного описания зависят от уровня декомпозиции транспортного средства, а значит, и от соответствующего уровня контроля. В количественном отношении информация о состоянии объекта, которую получают при диагностировании, равна разности энтропии объекта до и после очередной проверки. Объектом диагностирования могут быть транспортное средство в целом или его системы.