Надежность и качество сложных систем

Актуальность и цели. Сегодня беспилотные летательные аппараты (БПЛА) – это летающие устройства, которые могут управляться без участия человека, представляют собой не просто забавную игрушку. С их помощью осуществляется изучение поверхности земли, мониторинг лесных пожаров и наводнений, а также многое другое и не только в мирных целях. При этом их возможности совершенствуются с каждым днем, а сферы применения увеличиваются с невероятной скоростью. Особую актуальность приобретает реализация автоматического мониторинга за множеством различных подвижных объектов на многокилометровой территории для выявления возможных нарушений и обеспечения оперативного пресечения этих нарушений. Целью данной работы является разработка предложений по проектированию сложной системы и созданию технологии для реализации автоматического мониторинга за подвижными территориально разнесенными объектами. Материалы и методы. Проектируемая сложная система автоматического мониторинга состоит из: пункта управления с персональным компьютером и выходом в сеть Интернет; одной или нескольких баз размещения БПЛА; БПЛА с беспроводным выходом в сеть Интернет; приложений на смартфонах/планшетах сотрудников оперативных групп реагирования на нарушения. Технология должна быть комплексной (гибридной), позволяющей получить требуемый эффект за счет применения БПЛА, системы определения местоположения ГЛОНАСС, интернета вещей, компьютерного зрения и системы связи. Для решения задач распознавания объектов предполагается использовать технологии машинного обучения. Результаты. Проектирование системы автоматического мониторинга подвижных территориально разнесенных объектов является сложным процессом, требующим привлечения специалистов различного профиля: инженеров, программистов, аналитиков и операторов. Правильно спроектированная и реализованная система способна существенно повысить эффективность контроля над территорией и обеспечить своевременное реагирование на любые нарушения. Выводы. Предлагаемые система и гибридная технология автоматического мониторинга подвижных территориально разнесенных объектов позволяют получить синергетический эффект за счет комплексного применения системы определения местоположения ГЛОНАСС, БПЛА, интернета вещей, компьютерного зрения и системы связи.

Актуальность и цели. В современных условиях развитие математических моделей играет ключевую роль в исследовании и проектировании технических систем. Создание адекватных моделей позволяет повысить точность прогнозирования поведения объектов и оптимизировать их характеристики. Материалы и методы. Построена математическая модель исследуемого объекта с применением современных вычислительных методов. Использованы численные методы расчета и программное обеспечение для моделирования динамических процессов. Результаты. Разработанная модель позволяет провести анализ основных параметров системы, определить ее динамические характеристики и влияние внешних факторов на поведение исследуемого объекта. Выводы. Предложенный подход к математическому моделированию обеспечивает высокую точность и надежность результатов, что может быть полезно при разработке и совершенствовании технических систем.

Актуальность и цели. В процессе проектирования, тестирования и использования электронных устройств часто обязательным является применение специализированных температурных измерительных приборов. В зависимости от стадии жизненного цикла электронного оборудования могут использоваться различные типы измерителей, основанные на разных физических принципах работы. Современная метрология выделяет два фундаментальных подхода к измерению температуры – это контактный метод (с непосредственным взаимодействием с объектом) и бесконтактный метод (неразрушающий контроль). В рамках данного исследования основное внимание сосредоточено на бесконтактной методике измерений, причем проводится детальный анализ двух различных типов бесконтактных измерительных устройств, каждый из которых обладает уникальными характеристиками и областями применения. Материалы и методы. В основе исследования лежат теоретические и практические аспекты процесса неразрушающего контроля температуры и методология теплофизического проектирования радиоэлектронной аппаратуры и приборов. Результаты и выводы. Подробно рассмотрены достоинства и недостатки пирометрических и тепловизионных бесконтактных измерителей температуры. При- веден пример современного интегрального пирометрического измерителя, а также рассмотрены два самых распространенных электронных прибора для бесконтактного проведения температурных измерений – пирометр и тепловизор. В заключении авторы обосновывают применение информационно-измерительной системы неразрушающего контроля температуры при конструировании радиоэлектронных средств, совместно с программными средствами теплофизического проектирования.

Актуальность и цели. Для решения задачи очувствления технического состояния электро- аппаратуры мобильных робототехнических комплексов (РТК) через комплексирование сенсорной информации предлагается процедура мониторинга как составной части системы технического обслуживания и ремонта, основанной на проактивной концепции. Материалы и методы. С использованием метода ассоциативной аналогии проведено сравнение детерминированного по времени процесса снижения производительности функционирования РТК с ухудшением работоспособности человека, что предоставляет возможность оценивать техническое состояние по обобщенному параметру, характеризующему энергоэффективность РТК с использованием нечеткого логического вывода. Результаты и выводы. В процессе имитации такой когнитивной функции человека, как восприятие самочувствия, реализовано численное оценивание системой управления комплекса своего текущего технического состояния.

Актуальность и цели. Отличительной чертой полимерных слоистых композиционных материалов является анизотропия механических свойств всего материала и каждого его слоя. Материалы и методы. Это приводит к усложнению процесса проектирования, которое обусловлено необходимостью определения эффективных упругих характеристик полимерного слоистого композиционного материала с учетом его структуры. Целью работы является оценка существующих методов вычисления эффективных упругих характеристик полимерно-металлических композитов на основе матрицы из нейлона и армирующего из нержавеющей стали путем сравнения результатов расчета, полученных различными методами. Результаты. В результате исследования установлено, что все инженерные константы согласованы и дальнейшее измельчение сетки не имеет смысла. Выводы. Коэффициент Пуассона, полученный на сетки, положителен в то время, как значения, полученные другими методами, отрицательны. Это позволяет сделать вывод о том, что используемая сетка недостаточно подробна.

Актуальность и цель. Современные мобильные робототехнические комплексы оснащаются сложной электроаппаратурой, которая служит причиной для более половины отказов, обусловленных деградационными процессами. Для обеспечения восстановления работоспособности комплексов требуется разработка новой системы технического обслуживания и ремонта. Материалы и методы. Рассматривается подход к оцениванию различных градаций технического состояния электроаппаратуры мобильных робототехнических комплексов с использованием нечеткой классификации. Предлагается интеграция элементов проактивной концепции в существующую планово-предупредительную систему технического обслуживания и ремонта, что предполагает непрерывный контроль технического состояния по обобщенному параметру для определения момента возникновения состояния потенциального отказа. Для решения данной задачи применяется нечеткий логический вывод. Результаты и выводы. Подтверждение необходимости ремонтного воздействия производится вероятностным оцениванием текущего класса технического состояния.

Актуальность и цели. Рассматривается проблема обеспечения безопасности функционирования сложных систем за счет предупреждения случаев проникновения в них террористических и диверсионных групп с целью совершения преступлений террористической и экстремистской направленности с использованием малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА). Материалы и методы. Радиоуправляемые МБЛА в настоящее время становятся все более технологичными и доступными для массового покупателя устройствами. При этом для многих существующих объектов они представляют повышенную опасность. МБЛА непрерывно совершенствуются и обретают больше возможностей. У них увеличивается время работы от аккумулятора, растет грузоподъемность, дальность управления с пульта и другие важные параметры. Все это способствует расширению перечня угроз, исходящих от беспилотников. Результаты и выводы. Проведенный анализ возможностей МБЛА показал необходимость разработки способов обнаружения и борьбы с ними.

Актуальность и цели. Рассмотрены вопросы повышения безопасности движения и надежности технических средств газотурбинных поездов (систем) в высокоскоростных магистралях (ВСМ). Материалы и методы. Для оценки и управления безопасностью движения поездов подходят комплексные показатели в виде: вероятности безотказной работы технических средств, коэффициента готовности, а также наработки на отказ (RAMS) и особенности применения газотурбинной тяги в качестве силовой установки (системного элемента) газотурбинного подвижного состава при эксплуатации на высокоскоростных ВСМ. Для анализа надежности и безопасности газотурбинных мотор-вагонных поездов по сравнению с поездами на дизельных силовых установках и электропоездами на магнитной подушке и т.д. используются адаптивные методы сравнительного анализа информации, ранжирования. Результаты и выводы. Показано, что внедрение газотурбинной тяги позволит снизить инвестиционные и эксплуатационные расходы ВСМ железных дорог при сохранении динамических характеристик поездов, включая тормозную систему.