Контрольная работа по "Безопасности движения поездов"

Исходные данные и цель задания

        Предложено два варианта построения микропроцессорных СЖАТ:

1. Двухканальная (дублированная) система с безопасным сравнением (рис.1,а).
2. Трехканальная (мажоритарная) система (рис.1,б)

[pic 1]

Рисунок 1 – Схемы построения микропроцессорных СЖАТ

Интенсивность отказов микропроцессорной системы . [pic 2]

Время работы системы [pic 3]

Используя графический метод, определить какой из предложенных вариантов эффективнее с точки зрения надежности и безопасности.

Расчеты

В двухканальной системе две одинаковые микропроцессорные системы работают параллельно во времени. Их аналогичные выходные сигналы сравниваются безопасной схемой сравнения (БСС). Сигнал на управление формируется только при совпадении соответствующих сигналов обеих микропроцессорных систем. Такую систему называют также системой "два из двух" (сокращенно системой <2v2>). В таблице 1 приведены состояния системы в зависимости от состояний каналов. Один канал будем называть системой "один из одного" или системой <1v1>. Схема БСС считается абсолютно надежной. Система работоспособна только в том случае, если работоспособны обе микропроцессорные системы. Это означает, что с точки зрения безотказности соединение каналов - логически последовательное. Система переходит в опасное состояние, если неработоспособны обе микропроцессорные системы. В этом случае может оказаться, что неправильные значения одноименных выходных сигналов обоих каналов совпадают, и система выдает неправильное воздействие на управляемые объекты. Следовательно, с точки зрения безопасности соединение каналов - логически параллельное. К самим микропроцессорным системам не предъявляются требования безопасности, то есть их отказы не делятся на защитные и опасные.

Таблица1 – Состояния двухканальной системы

Если известна интенсивность отказов одной микропроцессорной системы, то, показатели безотказности одного канала (<1v1>) рассчитываются по формулам:

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

Показатели безотказности системы <2v2> определяются по формулам:

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Показатели безопасности системы <2v2>, согласно таблицы 1, вычисляются по формулам:

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

В трехканальной (мажоритарной) микропроцессорной системе три одинаковые микропроцессорные системы С1, С2 и С3 работают параллельно во времени. Их аналогичные выходные сигналы сравниваются безопасными мажоритарными элементами (БМЭ). Значение сигнала на выходе БМЭ совпадает со значением сигналов на большинстве входов. В таблице 2 приведены состояния системы <2v3> в зависимости от состояний каналов. Схема БМЭ считается абсолютно надежной.

Таблица 2 – Состояния мажоритарной системы

Из таблицы 2 следуют принципы работы мажоритарной системы <2v3>:

-  система работоспособна, если работоспособны хотя бы два блока из трех;

-  при отказе двух блоков система переходит в опасное состояние;

- защитных состояний не существует.

Показатели безотказности системы <2v3>, согласно таблицы 2, вычисляются по формулам: