авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Управление надежностью внутридомового газового оборудования

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА ГАЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ ВНУТРИДОМОВОГО ГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж – 2013 2

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образова тельном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный консультант: Мелькумов Виктор Нарбенович, доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Шитов Виктор Васильевич доктор технических наук, профессор Воронежский государственный университет ин женерных технологий, заведующий кафедрой промышленной энергетики Лукьяненко Владимир Ильич, кандидат технических наук, доцент Воронежский государственный технический уни верситет, кафедра теоретической и промышлен ной теплоэнергетики, доцент

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное обра зовательное учреждение высшего профессио нального образования Юго-Западный государст венный университет

Защита диссертации состоится «21» марта 2013г. в 1000 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 в Воронежском государственном архи тектурно - строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20 летия Октября, 84, корп. 3, аудитория 3220, тел.(факс) (8-473)271-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского госу дарственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат диссер тации размещен на официальном сайте Минобрнауки РФ и на официальном сайте Воронежского ГАСУ.

Автореферат разослан «18» февраля 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А.И. Колосов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На российском рынке природного газа для соци ально значимых категорий потребителей - населения, организаций коммуналь ного комплекса и бюджетных потребителей, с каждым годом поставляется все больше газа. Внутридомовое газовое оборудование, эксплуатируемое населени ем, потребляет значительный объем газа, поставляемого ООО «Газпром межре гионгаз».

Безопасная эксплуатация внутридомового газового оборудования приоб ретает в Российской Федерации все большую актуальность. В последние годы регулярно происходят взрывы бытового газа в помещениях, связанные с экс плуатацией внутридомового газового оборудования, особенно в осеннее - зим ний период, что указывает на то, что проблемы технического состояния и об служивания внутридомового газового оборудования имеют системный харак тер. Статистика пожаров и взрывов, связанных с использованием природного газа, показывает, что наибольший риск аварий по сравнению с газораспредели тельными сетями, объектами энергетики, промышленности и транспорта име ется при использовании внутридомового газового оборудования.

Наиболее часто различные инциденты и аварии возникают в местах непо средственного контакта газораспределительных сетей и потребителей газа, т.е.

в местах прокладки внутридомовых газовых сетей и установки внутридомового газового оборудования. Также растет количество аварий, вызванных неудовле творительным техническим состоянием и обслуживанием внутридомового га зового оборудования.

В этих условиях средством повышения надежности эксплуатации обору дования наряду с заменой устаревшего оборудования становится улучшение обслуживания, использование новых критериев оценки надежности внутридо мового газового оборудования и новые методики оценки работы ремонтных служб. Все эти задачи требуют разработки новых методик, алгоритмов и про грамм.

В контексте рассматриваемых задач необходимы дальнейшие комплекс ные междисциплинарные исследования проблем обеспечения надежности внутридомового газового оборудования.

В этой связи управление надежностью внутридомового газового обору дования является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы: Управление надежностью внутридомового газового обо рудования.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи исследо вания:

- разработка модели управления надежностью внутридомового газового оборудования;

- создание методики прогнозирования параметра потока отказов внутри домового газового оборудования;

- разработка методики прогнозирования параметра потока восстановле ния внутридомового газового оборудования;

- создание алгоритма определения оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб;

- реализация модели управления надежностью внутридомового газового оборудования на ЭВМ.

Научная новизна:

• Предложена модель управления надежностью внутридомового газового оборудования, отличающаяся от существующих использованием разра ботанных автором методики прогнозирования потока отказов, методики прогнозирования потока восстановления и алгоритма прогнозирования параметров работы ремонтных служб.

• Новизной разработанной методики прогнозирования параметра потока отказов внутридомового газового оборудования является использование нейросетевых технологий, не зависящих от распределения исходных дан ных и способных выполнить прогноз в случае большого числа влияющих факторов. Методика прогнозирования реализована в виде программы в среде пакета MatLab - Simulink - Neural Network Toolbox.



• При разработке новой методики прогнозирования параметра потока вос становления внутридомового газового оборудования использовано полу ченное с помощью метода динамики средних обыкновенное дифференци альное уравнение, определяющее связь параметра потока восстановления с критерием надежности и параметром потока отказов. Начальным усло вием для решения уравнения является начальное значение критерия на дежности.

• На основе теории массового обслуживания разработан алгоритм опреде ления оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб, обеспечивающих заданный уровень надежности внутридомового газового оборудования. Для прогнозирования параметров работы ремонтных служб разработана программа в среде пакета MatLab - Simulink, дающая возможность гибкого управления надежностью внутридомового газового оборудования в зависимости от изменяющихся условий его эксплуатации.

• На основе полученных методик и алгоритма разработаны программные модули управления надежностью внутридомового газового оборудования с использованием быстрого и надежного сервера системы управления ба зами данных MySQL, не имеющего лицензионных ограничений и языка программирования С++, обеспечивающего эффективное выполнение рас четов. Использование программных модулей управления надежностью внутридомового газового оборудования позволяет повысить эффектив ность работы ремонтных подразделений газораспределительной органи зации и поддерживать на высоком уровне безопасность эксплуатации внутридомового газового оборудования.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на методах теории вероятностей, математической статистики, теории систем мас сового обслуживания и математического моделирования. Основные допуще ния, принятые в работе, широко используются в работах других авторов. В ра боте используется широко распространенный пакет для математических расче тов MatLab. Адекватность моделей оценивалась путем сопоставления расчет ных данных с реальными показателями.

Практическое значение и реализация результатов. Разработанные в диссертации теоретические положения и практические результаты обеспечива ют повышение надежности эксплуатации внутридомового газового оборудова ния. Получены методики, комплексно увязывающие повышение надежности эксплуатации внутридомового газового оборудования и проблемы его обслу живания. Полученные результаты могут использоваться в производственной практике эксплуатации пространственно распределенного оборудования.





На защиту выносятся:

- модель управления надежностью внутридомового газового оборудова ния;

- методика прогнозирования параметра потока отказов внутридомового газового оборудования;

- методика прогнозирования параметра потока восстановления внутридо мового газового оборудования;

- алгоритм определения оптимальной структуры и параметров работы ре монтных служб;

- программные модули управления надежностью внутридомового газово го оборудования.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доклады вались и обсуждались на научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж 2009 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано научных работ общим объемом 37 стр. Личный вклад автора составляет 24 стр.

Три статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК веду щих рецензируемых журналов: «Вестник Воронежского государственного тех нического университета», «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура».

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложе ны основные результаты диссертации: в работе [1] приведены результаты ана лиза состава внутридомового газового оборудования на примере г. Воронежа и распределение общего количества оборудования по срокам эксплуатации;

в ра боте [2] предложен критерий оценки надежности внутридомового газового обо рудования, получены дифференциальные уравнения для определения критерия надежности и решения этих уравнений;

в работе [3] разработана модель выпол нения заявок на ремонт оборудования на основе теории массового обслужива ния и рассчитаны основные характеристики этой модели аналитически и в сре де моделирования пакета MatLab – Simulink.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пя ти глав, основных выводов, списка литературы из 107 наименований и прило жения. Общий объем работы составляет 117 страниц машинописного текста, включая 3 таблицы и 58 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, определена цель и за дачи исследования, характеризуется научная новизна и практическая значи мость результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены проблемы безаварийной эксплуатации внутридомового газового оборудования, которые приобретают в последнее время все большее значение. В последние годы постоянно ухудшаются показа тели аварийности внутридомового газового оборудования, особенно в осеннее зимний период, что указывает на то, что проблемы его технического состояния и обслуживания имеют системный характер.

Выполнен анализ аварийности при использовании внутридомового газо вого оборудования. Рассмотрены основные направления снижения аварийности внутридомового газового оборудования.

Существующие методы оценки надежности внутридомового газового оборудования имеют ряд недостатков, так как оно потребляет относительно не большое количество газа в сравнении с его потенциальной опасностью и чис лом аварий, с ним связанных.

Рассмотрены возможности использования методов теории массового об служивания для анализа организации обслуживания внутридомового газового оборудования.

Проведен анализ специализированных пакетов для имитационного моде лирования систем массового обслуживания, предоставляемый набор инстру ментов которых может быть частично или полностью перекрывающим друг друга или быть устаревшим. Выбран наиболее мощный пакет математических вычислений MatLab.

Выполненный анализ позволил сформулировать цель и задачи настояще го исследования.

Во второй главе проведен анализ состояния состава внутридомового га зового оборудования на примере г. Воронежа. Распределение внутридомового газового оборудования по основным видам приведено на рис. 1.

Распределение общего количества оборудования по годам ввода в экс плуатацию приведено на рис. 2. Рост общего количества эксплуатируемого оборудования приведен на рис. 3.

Аппарат отопительный Универсальная газовый (с горелка водяным отопительной контуром) печи 6,3% 0,3% Водонагреватель газовый проточный 20,2% Плита газовая 4-х конфорочная 52,3% Газовый счетчик 12,4% Котел газовый 3,2% Плита газовая 2-х конфорочная Рис. 1. Распределение внутридо 5,0% Плита газовая 3-х мового газового оборудования по конфорочная 0,3% основным видам Общее количество ВДГО 45000 Общее количество ВДГО 40000 30000 Год Год Рис. 2. Распределение общего количест- Рис. 3. Рост общего количества экс ва внутридомового газового оборудова- плуатируемого внутридомового га ния по годам ввода в эксплуатацию зового оборудования Продолжительность эксплуатации 62,6% внутридомового газового обо рудования составляет менее 10 лет;

15,2% - от 11 до 20 лет;

10,4% - от 21 года до 30 лет;

8,2% - от 31 года до 40 лет;

3,3% - от 41 года до 50 лет;

0,2% - старше 50 лет. В последние 10 лет наблюдается рост количества оборудования от 6,4% до 13,5% в год. С 2002 года по 2011 год рост общего количества оборудования составил около 150%, что привело к росту числа неисправностей внутридомо вого газового оборудования и росту нагрузки на ремонтные подразделения.

В третьей главе выполнен анализ потока неисправностей внутридомово го газового оборудования на примере г. Воронежа. На рис. 4 показано распре деление общего объема ремонтных заявок по месяцам. Наблюдается увеличе ние количества ремонтных заявок в феврале-марте и сентябре-ноябре до 50%.

На рис. 5 приведено распределение общего объема ремонтных заявок по дням недели.

Количество заявок Общее количество заявок 4000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс День недели Месяц Рис. 4. Распределение общего объема Рис. 5. Распределение общего объема ремонтных заявок на внутридомовое ремонтных заявок на внутридомовое газовое оборудование по месяцам газовое оборудование по дням недели Резкий рост количества ремонтных заявок в понедельник и постепенное его снижение к пятнице связан с режимом работы ремонтных служб.

Разработана методика прогнозирования параметра потока отказов внут ридомового газового оборудования на основе нейросетевых технологий, не за висящих от распределения исходных данных и способных выполнить прогноз в случае большого числа влияющих факторов. Методика прогнозирования реали зована в виде программы в среде пакета MatLab - Simulink - Neural Network Toolbox. На рис. 6 приведен полученный месячный прогноз параметра потока отказов для четырехконфорочных газовых плит.

Параметр потока отказов, 1/год 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1.9.11 11.9.11 21.9.11 1.10.11 11.10.11 21.10. Дата Рис. 6. Месячный прогноз параметра потока отказов для четырехконфорочных газовых плит: - реальные данные за 1 месяц;

- месячный прогноз;

- начало зоны прогноза;

- границы доверительного интервала Разработана методика прогнозирования параметра потока восстановления внутридомового газового оборудования. В качестве критерия надежности внут ридомового газового оборудования предлагается использовать отношение ма тематического ожидания количества исправных элементов группы оборудова ния к общему числу элементов в группе:

m1 (t ) K i (t ) = i. (1) Ni Каждый элемент внутридомового газового оборудования может нахо диться в каком-либо из двух возможных состояний: исправен или неисправен.

Текущему состоянию системы i-й группы элементов внутридомового га зового оборудования соответствует определенное количество элементов каждо го состояния:

N i = N ik (t ). (2) k = Математическое ожидание количества элементов оборудования, находя щихся в момент времени t в состоянии k, составит:

mik (t ) = M (N ik (t )). (3) На основе метода динамики средних получено дифференциальное урав нение для определения математического ожидания численности исправных элементов оборудования i-й группы:

dmi1 (t ) = i mi1 (t ) + µi (N i mi1 (t )), (4) dt где i mi1 (t ) - математическое ожидание численности вышедших из строя эле ментов оборудования i-й группы за время dt;

µi (N i mi1 (t )) - математическое ожидание численности отремонтированных элементов оборудования i-й груп пы за время dt.

Разделив обе части уравнения (4) на Ni получим:

m1 (t ) d i N i = mi (t ) + µ 1 mi (t ).

1 (5) i Ni i dt Ni Кроме того, в соответствии с (2), выполняется условие:

mi1 (t ) mi2 (t ) + = 1. (6) Ni Ni Учитывая соотношение (1), получим:

dKi (t ) = i K i (t ) + µi (1 Ki (t )). (7) dt Начальным условием для решения дифференциального уравнения (7) яв ляется значение критерия надежности внутридомового газового оборудования i й группы в начальный момент времени:

K i (t0 ) = K 0i. (8) Таким образом, дифференциальное уравнение (7) связывает критерий на дежности K i (t ) с параметром потока отказов i, характеризующим частоту вы хода из строя внутридомового газового оборудования, и параметром потока восстановления µi, характеризующим работу ремонтных служб по восстанов лению оборудования.

Решая дифференциальное уравнение (7) для постоянных i и µi при на чальном условии (8), получим:

µi µi K i (t ) = + e (i + µi )(t t0 ) K 0i. (9) i + µi i + µi При t K i (t ) стремится к значению:

µi K i (t ) =, (10) i + µi которое характеризует значение критерия надежности внутридомового газового оборудования i-й группы при достаточно продолжительной эксплуатации.

Для этого случая можно определить необходимый поток восстановления через величину требуемого критерия надежности и имеющийся параметр пото ка отказов оборудования i-й группы:

Ki µi = i. (11) 1 Ki На рис. 7. приведено сравнение критерия надежности, рассчитанного по формуле (10) и определенного по реальным данным для различных типов внут ридомового газового оборудования.

Ki 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1.6.11 6.6.11 11.6.11 16.6.11 21.6.11 26.6.11 1.7.11 6.7.11 11.7.11 16.7.11 21.7. Дата Рис. 7. Сравнение критерия надежности различных типов внутридомового га зового оборудования: четырехконфорочные газовые плиты: - расчет, реальные данные, i= 0,165 год, µi=42 год ;

водонагреватели газовые про -1 - - расчет, - реальные данные, i= 0,251 год-1, µi =51год-1;

газовые точные:

- расчет, - реальные данные, i= 0,281 год-1, µi =43 год- счетчики:

Сравнение результатов расчетов и реальных данных показывает их удов летворительное совпадение.

Для нескольких групп внутридомового газового оборудования установ лено, что их параметр потока отказов растет с течением времени по линейному закону:

i (t ) = 0i + bi t, (12) тогда дифференциальное уравнение (7) может быть преобразовано к виду:

dK i (t ) = ( 0i + bi t ) K i (t ) + µi (1 K i (t )). (13) dt Решая дифференциальное уравнение (13) при начальном условии (8), по лучим решение:

1 1 2 t 1 b z 2 + ( + µ ) z bi t 2 + (0 i + µi )t bi t0 + (0 i + µi )t0 i K i (t ) = e K 0i e dz. (14) + µi e 0i i 2 2 2 t На рис. 8. показано влияние переменного характера интенсивности пото ка отказов на изменение критерия надежности для газовых кранов, установлен ных на стояках внутридомовых газопроводов, рассчитанного по формуле (14).

Ki 0, Рис. 8. Изменения кри 0, терия надежности для 0, газовых кранов при переменной интенсив 0, ности потока отказов:

- расчет, - ре 0, альные данные;

0i=0,11 год-1;

bi=0,009;

0, 0 0,5 1 1,5 2 2,5 µi=12 год-1;

K i 0 =0, Время, годы Анализ рис. 8 показывает, что критерий надежности для газовых кранов при переменной интенсивности потока отказов и постоянном потоке восста новления первоначально растет до максимального значения, а затем начинает снижаться. Сравнение результатов расчетов и реальных данных показывает их удовлетворительное совпадение.

Таким образом, полученные решения для постоянного и переменного па раметра потока отказов позволяют прогнозировать требуемый показатель пото ка восстановления для обеспечения необходимого критерия надежности внут ридомового газового оборудования.

В четвертой главе на основе теории массового обслуживания разработан алгоритм определения оптимальной структуры и параметров работы ремонт ных служб, обеспечивающих заданный уровень надежности внутридомового газового оборудования, исходя из необходимого показателя потока восстанов ления для обеспечения требуемого критерия надежности. Ремонтная служба рассматривалась как многоканальная система массового обслуживания с очере дью, где каждый работник представлен в виде одного канала обслуживания.

Показатель нагрузки ремонтной службы по выполнению ремонтных зая вок на внутридомовое газовое оборудование:

n П зi = i=. (15) n П вi i= Поток ремонтных заявок i-й группы оборудования:

П зi = i mi1 (t ). (16) Поток восстановления i-й группы оборудования:

П вi = µi (N i mi1 (t )). (17) Поток восстановления i-й группы оборудования одним исполнителем:

П в,исп,i = i (N i mi1 (t )).

µ (18) l Средний показатель нагрузки, приходящейся на одного исполнителя:

=. (19) l Среднее число исполнителей, занятых выполнением ремонтных заявок на внутридомовое газовое оборудование:

n П зi L= i=. (20) n П в,исп, i i = Вероятность того, что все исполнители свободны:

l l k k l l l + p0 = +. (21) k! l! 1 k =0 Среднее число заявок на ремонт внутридомового газового оборудования, находящееся в очереди и у исполнителей на обслуживании:

l l l + N оч,обсл = l + p0. (22) l! (1 ) Среднее время ожидания заявок на ремонт внутридомового газового обо рудования в очереди:

l + ll Tоч = n p. (23) (1 )2 П l! зi i = Среднее время нахождения заявок на ремонт внутридомового газового оборудования в очереди и у исполнителей на обслуживании:

l +1 ll l + n =n Tоч,обсл p. (24) (1 )2 П зi П зi l!

i =1 i = На рис. 9 приведена блок-схема алгоритма определения оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб.

Задается требуемый критерий надежности Ki и его минимально допустимые значения Kimin, максимально допустимый размер оче редей Nmaxоч. обсл, максимально допустимое время обслуживания Tmaxоч. обсл Определяется прогноз параметра потока отказов i Определяется минимальный требуемый параметр потока вос становления Ki µi = i 1 Ki Определяется изменение Ki по графику работы ремонтников µi µi K i (t ) = + e ( i + µi )(t t 0 ) K i 0 Увеличение требуемого пара i + µi i + µi метра потока восстановления µ i Нет Ki Kimin Да Задается начальная численность ремонтных подразделений l П зi = i mi1 (t ) Определяется: поток ремонтных заявок поток восстановления одним исполнителем Пв,исп, i = µ i (N i mi1 (t )) l Увеличение численности ре средний показатель нагрузки монтных подразделений l = l Нет Да Определяются параметры системы массового обслуживания l + ll l + ll l Tоч = + n = p ;

T p;

(1 )2 0 оч,обсл n П (1 )2 n П зi l! зi П зi l!

i =1 i =1 i = l l l + = l + N оч,обсл p l ! (1 ) Нет Nоч. обсл Nmaxоч. обсл AND Tоч. обсл Tmaxоч. обсл max Да Параметры системы массового обслуживания по выполнению ремонтных заявок и параметр потока восстановления Рис. 9. Блок-схема алгоритма определения оптимальной структуры и парамет ров работы ремонтных служб На рис. 10 приведен модуль имитационного моделирования, реализую щий алгоритм определения оптимальной структуры и параметров работы ре монтных служб. Он разработан в среде пакета MatLab – Simulink и состоит из отдельных функциональных блоков Simulink, соединенных связями.

Рис. 10. Модуль имитационного моделирования, реализующий алгоритм опре деления оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб в сре де пакета MatLab – Simulink Параметры системы массового обслуживания по выполнению ремонтных заявок определяются из условия не снижения критерия надежности ниже поро гового значения:

K i K imin, (25) и не превышения пороговых значений размеров очереди на обслуживание и времени обслуживания:

N оч,обсл N оч,обсл ANDTоч,обсл Tоч,обсл.

max max (26) На рис. 11 приведено окно модуля имитационного моделирования с гра фиком изменения количества ремонтных заявок в очереди и на обслуживании.

Рис. 11. Окно модуля имитационного моделирования с графиком изменения количества ремонтных заявок в очереди и на обслуживании В пятой главе на основе полученных методик и алгоритма разработаны программные модули управления надежностью внутридомового газового обо рудования с использованием быстрого и надежного сервера системы управле ния базами данных MySQL, не имеющего лицензионных ограничений и языка программирования С++, обеспечивающего эффективное выполнение расчетов.

Модули управления надежностью внутридомового газового оборудова ния обеспечивают информационную поддержку совокупности управляющих воздействий для управления технической эксплуатацией оборудования с целью обеспечения заданных показателей надежности.

Модули контролируют фактические значения показателей надежности, сравнивают их с целевыми и пороговыми значениями и выявляют негативные тренды, требующие корректирующих воздействий.

На рис. 12 приведены результаты расчета критерия надежности и провер ки условия не снижения критерия ниже минимального уровня K i K imin. На рис. 13 приведено количество ремонтных заявок в очереди и на обслуживании и проверка условия N оч,обсл N оч,обсл.

max Ki 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 29.10.11 3.11.11 8.11.11 13.11.11 18.11.11 23.11.11 28.11.11 3.12. Дата Рис. 12. Результаты расчета критерия надежности и проверки условия K i K imin : - реальный K i ;

- минимально допустимый критерий надеж ности K imin Количество заявок в очереди и на обслуживании 29.10.11 3.11.11 8.11.11 13.11.11 18.11.11 23.11.11 28.11.11 3.12. Дата Рис. 13. Количество ремонтных заявок в очереди и на обслуживании и провер ка условия N оч,обсл N оч,обсл :

max - реальное количество заявок N оч,обсл ;

- мак max симально допустимое количество заявок N оч,обсл Таким образом, использование программных модулей управления надеж ностью внутридомового газового оборудования позволяет повысить эффектив ность работы ремонтных подразделений газораспределительной организации и поддерживать на высоком уровне безопасность эксплуатации внутридомового газового оборудования.

ВЫВОДЫ 1. Предложена модель управления надежностью внутридомового газового оборудования, отличающаяся от существующих использованием разра ботанных автором методики прогнозирования потока отказов, методики прогнозирования потока восстановления и алгоритма прогнозирования параметров работы ремонтных служб.

2. Разработана методика прогнозирования параметра потока отказов внут ридомового газового оборудования с использованием нейросетевых тех нологий, не зависящих от распределения исходных данных и способных выполнить прогноз в случае большого числа влияющих факторов. Мето дика прогнозирования реализована в виде программы в среде пакета MatLab - Simulink - Neural Network Toolbox. Программа рассчитывает также доверительный интервал прогноза параметра потока отказов.

3. При разработке новой методики прогнозирования параметра потока вос становления внутридомового газового оборудования использовано полу ченное с помощью метода динамики средних обыкновенное дифференци альное уравнение, определяющее связь параметра потока восстановления с критерием надежности и параметром потока отказов. Начальным усло вием для решения уравнения является начальное значение критерия на дежности. Получено и проанализировано решение уравнения для посто янного и переменного потока отказов.

4. На основе теории массового обслуживания разработан алгоритм опреде ления оптимальной структуры и параметров работы ремонтных служб, обеспечивающих заданный уровень надежности внутридомового газового оборудования. Для прогнозирования параметров работы ремонтных служб разработана программа в среде пакета MatLab – Simulink, дающая возможность гибкого управления надежностью внутридомового газового оборудования в зависимости от изменяющихся условий его эксплуатации.

Программа имеет развитые возможности графического представления ре зультатов.

5. На основе полученных методик и алгоритма разработаны программные модули управления надежностью внутридомового газового оборудования с использованием быстрого и надежного сервера системы управления ба зами данных MySQL, не имеющего лицензионных ограничений и языка программирования С++, обеспечивающего эффективное выполнение рас четов. Использование программных модулей управления надежностью внутридомового газового оборудования позволяет повысить эффектив ность работы ремонтных подразделений газораспределительной органи зации и поддерживать на высоком уровне безопасность эксплуатации внутридомового газового оборудования.

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в работах:

Статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Кузнецова, Г.А. Использование кластерного анализа для повышения надежности инженерных сетей / В.Н.Мелькумов, Г.А.Кузнецова, А.Н.Кобелев // Вестник ВГТУ.- 2012, Т.8.-№11.-С.141-145.

2. Кузнецова, Г.А. Повышение надежности внутридомового газового оборудования / В.Н.Мелькумов, Г.А.Кузнецова, М.Я.Панов // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура.-2012.-№ 4(28).-С. 32-41.

3. Кузнецова, Г.А. Моделирование процесса ремонта внутридомового га зового оборудования / В.Н.Мелькумов, Г.А.Кузнецова // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура.-2013.-№ 1(29).-С. 101-108.

Статьи в других изданиях:

4. Кузнецова, Г.А. Мониторинг надежности распределительных инже нерных сетей / Г.А.Кузнецова, И.В.Личковаха, Е.В.Мамонтов // Инженерные системы и сооружения. - 2012.-№2(7).-С.14-21.

5. Кузнецова, Г.А. Анализ состава и продолжительности эксплуатации газового оборудования / С.П.Павлюков, Г.А.Кузнецова, А.Н.Кобелев // Инже нерные системы и сооружения. - 2012.-№3(8).-С.16-23.

ОБОЗНАЧЕНИЯ t – время, год;

0i - коэффициент линейной зависимости изменения K i (t ) - критерий надежности внутридомового газово- потока отказов i-й группы оборудования, год-1;

го оборудования;

bi - коэффициент линейной зависимости изменения mi1 (t ) - математическое ожидание количества эле- потока отказов i-й группы оборудования, год-2;

П зi - поток ремонтных заявок i-й группы оборудо ментов оборудования, находящихся в момент време ни t в исправном состоянии, ед.;

вания, ед.год-1;

mi2 (t ) - математическое ожидание количества эле- П вi - поток восстановления i-й группы оборудова ментов оборудования, находящихся в момент време- ния, ед.год-1;

ни t в неисправном состоянии, ед.;

П в,исп,i - поток восстановления i-й группы оборудова N i - численность i-й группы элементов внутридомо ния одним исполнителем, ед.(годисп)-1;

вого газового оборудования, ед.;

l – общее количество исполнителей ремонтных зая i - параметр потока отказов i-й группы внутридомо- вок, исп;

вого газового оборудования, год-1;

- средний показатель нагрузки, приходящейся на µi - параметр потока восстановления i-й группы одного исполнителя.

внутридомового газового оборудования, год-1;

КУЗНЕЦОВА ГАЛИНА АЛЕКСАНДРОВНА УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ ВНУТРИДОМОВОГО ГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.23.03 – Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 16.02.13г. Формат 60x84 1/16.

Бумага писчая. Уч.-изд. л. - 1,2. Усл.-печ. л.-1,3.

Тираж 100 экз. Заказ № Отпечатано в типографии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006, г. Воронеж, ул. 20-лет Октября,

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.