Главная Архив номеров N-17 декабря 2007 Автоматический поиск критических действий личного состава корабля.
 

Авторизация



Автоматический поиск критических действий личного состава корабля. Печать

Капитан 3 ранга ВМС КНР Лю Цян.

В отечественном судостроении, начиная с конца 70-х годов прошлого века и до самого распада Советского Союза, при проектировании больших кораблей (атомные подводные лодки, авианосцы, атомные крейсера и т.д.) стали необоснованно увлекаться излишней автоматизацией элементов оружия и технических средств корабля (О и ТСК), то есть автоматизацией клапанов, насосов, автоматов на электрощитах и т.д. В то же время, масса элементов О и ТСК, автоматизация которых необходима с точки зрения ведения борьбы за живучесть О и ТСК, не была автоматизирована. Например, в трюмах турбинных отсеков кораблей с атомной энергетической установкой стоит масса автоматизированных клапанов. Однако в длительном плавании на однообразных режимах они постоянно были либо открыты, либо закрыты. При этом, постоянно находясь в тёплой и влажной атмосфере трюма, их автоматический привод быстро закисал и терял свою работоспособность. А другие клапана, в том же турбинном отсеке, например по забортной воде, используемые для регулирования температуры масла или подвода пара к основным механизмам энергетической установки (к испарительной установке, маневровому устройству), которые очень часто нужно было открывать или закрывать, наоборот - не были автоматизированы. Таких примеров можно привести массу. Налицо была проблема. Для её решения в различных конструкторских бюро, научно-исследовательских институтах, военных приёмках проводились служебные совещания, семинары, конференции и т.д. Суть их сводилась к мнению тех или иных экспертов, конструкторов, корабельных инженер-механиков, флагманских специалистов и т.д. При этом единства мнений не было, так как каждый руководствовался своим личным опытом, который у всех экспертов был разный. Так постепенно из естественной практики судостроения проблема обоснованности автоматизации элементов О и ТСК переросла в проблему выработки строго математически обоснованного критерия автоматизации элементов О и ТСК.
Долгое время эта проблема не решалась, но с появлением алгоритма «Энергия» данная проблема была решена. Кратко опишем её суть, дадим блок-схему алгоритма программы, введём ряд новых определений и покажем результаты работы метода.
В математической модели О и ТСК, основанной на теории цветных неправильно раскрашенных графов {1-6}, по одному имитируется потеря работоспособности i-ой основной связи - ni (см. блоки 2-6 на рисунке). Затем применяется алгоритм «Энергия»
{1-6} и запоминается общее состояние О и ТСК – А1. Если при этом будет хоть одно k - ое активное действие - nk, хотя бы одного оператора, то есть действие, которое не автоматизировано и оператор должен что-то сделать сам, например, открыть или закрыть какой-либо клапан, пустить или остановить какой-либо насос и т.д. (см. блок 6 на рисунке), то имитация потери работоспособности i-ой связи повторяется, но при этом также и не выполняется выявленное активное действие (см. блок 7 на рисунке). Снова применяется алгоритм «Энергия» {1-6} (см. блок 9 на рисунке). Если при этом общее состояние О и ТСК – А2 не ухудшилось, то есть, А2=А1 то проверяемое активное действие nk не было автоматизировано и его автоматизировать не надо. Если же от невыполнения этого активного действия – nk при единичном отказе i-ой основной связи – nk {1:6} общее состояние О и ТСК резко ухудшится, то есть А2<А1, то это активное действие назовём критическим (см. блок 11 на рисунке).
Определение №1
Критическим действием называется такое активное действие оператора, вызванное реакцией большой сложной технической системы на отказ его единичного элемента, от факта выполнения которого зависит степень сохранения одного или нескольких свойств системы.
Когда был произведён анализ распечатки файла (см. приложение), где у каждого активного критического действия был выведен на печать список механизмов, теряющих свою работоспособность и степень ухудшения общего состояния О и ТСК
(1)
от факта невыполнения критического действия, nk , то выяснилось, что часть критических действий можно не выполнять сколь угодно долго. Например, выход из строя кормовых горизонтальных рулей подводной лодки из-за потери работоспособности рулевой системы гидравлики. Требуется открыть золотниковый переключатель и запитать рули от общей судовой системы гидравлики. Данное действие можно выполнить через одну минуту, через час или через сутки после выхода рулей из строя, но как только оно будет выполнено, рули снова заработают, при этом судовая система гидравлики будет работать с ограничением. Медлить с выполнением этого действия можно сколь угодно долго, так как после его выполнения рулевая система гидравлики своё состояние не ухудшит. Такие критические действия оператора получили название - обратимые.
Определение №2
Обратимостью критического действия оператора называется его способность сразу восстановить ухудшенные свойства системы после его выполнения, сколько бы задержка не длилась.
Другая часть критических действий оператора, напротив, имеет строго определённое время - латентный период (см. блок 8 на рисунке), в течение которого это критическое действие обязательно надо выполнить. Если это время упущено, то данное критическое действие выполнять уже бесполезно. Так, например, необратимыми действиями могут быть действия, связанные с организацией режима теплосъёма с парогенераторов, оборудования ядерного реактора атомной энергетической установки, электронагревательных приборов, систем охлаждения дизелей, а также действия, связанные с вентием боезапаса и многие другие.

Определение №3
Необратимостью критического действия оператора называется факт невозможности восстановления ухудшенных или утраченных свойств системы после временной задержки (больше латентного периода) с его выполнением.
Пример фрагмента продукта, работы программы по поиску критических действий оператора, показан в приложении, применительно к техническим системам дизельной подводной лодки.
Вывод
Таким образом, с помощью рассматриваемого в данной статье метода проблема чёткого математического критерия обоснования автоматизации всех элементов О и ТСК, с точки зрения борьбы за живучесть, может быть практически решена. Результаты, полученные с помощью предложенного метода, верны ровно настолько, насколько верна исходная математическая модель О и ТСК.
Литература
1.Ярошенко А.В. Вопросы использования алгоритмов математического описания технологической взаимозависимости всех систем корабля // Судостроение. 2000. №2. Стр. 26-28.
2.Ярошенко А.В. Математическая оценка численности экипажа корабля // Судостроение. 2000. №6. Стр. 28-29.
3.Ярошенко А.В. Единое управление разнородными взаимосвязанными процессами в судостроении // Судостроение. 2001. №5. Стр. 30-31.
4.Ярошенко А.В. Метод автоматического поиска топологически слабых мест в компоновке корабельных систем // Судостроение. 2003. №5. Стр. 25-27.
5.Ярошенко А.В. Система автоматического проектирования топологии прокладки и компоновки кабель-трасс // Судостроение. 2004. №2. Стр. 19-23.
6.Ярошенко А.В. Методология координированных переключений // Учебник. 2006. Военно-морская академия им. Н.Г.Кузнецова.

 
Разработка сайтов