Preview

Надежность

Расширенный поиск

Алгоритм оперативного обнаружения изменения характеристик надежности

https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-4-8-11

Полный текст:

Аннотация

Целью работы является разработка алгоритма оперативного обнаружения момента изменения характеристик надежности системы, состоящей из совокупности одно‑ родных элементов в предположении, что отказы этих элементов происходят в случайные моменты времени, представляют собой пуассоновский поток событий и, следовательно, временные интервалы между ними подчиняются экспоненциальному распределению вероятностей. Предлагается для решения указанной задачи использовать один из классических алгоритмов обнаружения «разладки» дискретного случайного процесса, т.е. спонтанного изменения той или иной его вероятностной характеристики. В качестве та‑ кой характеристики выбран параметр экспоненциального распределения θ, однозначно связанный со средним временем между появлениями отказов Тср : θ = 1/Тср. Считается, что разладка состоит в скачкообразном изменении параметра θ от исходного стационарного состояния = 0 до уровня номинальной (ожидаемой, предельно допустимой, критической) разладки, когда θ = θ1 > θ0. В работе для целей обнаружения разладки использован алгоритм кумулятивных сумм (АКС или CUSUM-алгоритм) как обладающий определенными оптимальными свойствами и широко применяемый на практике. Для данного алгоритма приведены необходимые расчетные соотношения, описываются его свойства и особенности. Предложена процедура синтеза контролирующего алгоритма с заданными свойствами, в ходе которой по выбранным пользователем значениям желательного среднего интервала между ложными тревогами , исходному базовому уровню θ0 и номинальной разладке θ1 > θ0 определяется значение решающей границы Н, а также оценивается быстродействие алгоритма путем вычисления среднего времени запаздывания в обнаружении номинальной разладки и его эффективность для различных значений d, характеризующих количественно величину разладки: d=θ1/θ0. Для практической реализации процедуры синтеза приводятся найденные методом имитационного моделирования справочные данные, обеспечивающие получение контролирующего алгоритма с требуемыми характеристиками. Отмечается, что представленная в работе процедура синтеза в принципе может быть использована и для случая постепенного (нескачкообразного) изменения параметра θ. Однако при этом останутся неясными статистические свойства контролирующей процедуры, что требует проведения весьма трудоемких дополнительных исследований.

Об авторах

Д. С. Репин
Институт информационных технологий Федерального государственного автономного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Центр реализации государственной образовательной политики и информационных технологий» (ФГАОУ ДПО ЦРГОП и ИТ)
Россия

Дмитрий С. Репин – кандидат технических наук, заместитель директора

Москва



Г. Ф. Филаретов
Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт (НИУ «МЭИ»)
Россия

Геннадий Ф. Филаретов – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры управления и информатики

Москва



Список литературы

1. Капур К. Надежность и проектирование систем [Текст] / К. Капур, Л. Ламберсон: Пер. с англ. – М.: Издво «Мир», 1980. – 240 с.

2. Баранов Л.А. Надежность объектов с нестационарной интенсивностью отказов [Текст] / Л.А. Баранов, Ю.А. Ермолин // Надежность. – 2017. – Том 17. – №4. – С. 3‑9.

3. Бродский Б.Е. О задаче скорейшего обнаружения момента изменения вероятностных характеристик случайной последовательности [Текст] / Б.Е. Бродский, Б.С. Дарховский // Автоматика и телемеханика. – 1983. – №10. – С. 125‑131.

4. Никифоров И.В. Последовательное обнаружение изменения свойств временных рядов [Текст] / И.В. Никифоров. – М.: Наука, 1983. – 200 с.

5. Page E.S. Continuous Inspection Schemes [Text] / E.S. Page // Biometrika. – 1954. – Vol. 41. – № 1. – P. 100‑115.

6. Shafid Ahmad. Bibliometric Analysis of EWMA and CUSUM Control Chart Schemes [Text] / A.Shafid // ITEE Journal. – 2018, April. – Volume 7. – Issue 2. P. 1‑11.

7. Воробейчиков С.Э. Характеристики процедуры обнаружения разладки процесса авторегрессии с неизвестным распределением помехи [Текст] / С.Э. Воробейчиков, В.В. Конев // Автоматика и телемеханика. – 1992. – № 3. – С. 68‑75.

8. Чернояров О.В. Обнаружение разладки гауссовского случайного процесса с неизвестной интенсивностью [Текст] / О.В. Чернояров, М.Ф. Рашитов // Материалы Международной научно-технической конференции INTERMATIC–2012, часть 1. – 2012. – № 3. – С. 11‑14.

9. Филаретов Г.Ф. Последовательный алгоритм обнаружения момента изменения дисперсии временного ряда [Текст] / Г.Ф. Филаретов, А.А. Червова. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2019. – Том 85. – № 3. – С. 75‑82.

10. Сивова Д.Г. Последовательный алгоритм обнаружения момента изменения характеристик векторных временных рядов [Текст] / Д.Г. Сивова, Г.Ф. Филаретов // Вестник МЭИ. – 2014. – № 2. – С. 63‑69.


Для цитирования:


Репин Д.С., Филаретов Г.Ф. Алгоритм оперативного обнаружения изменения характеристик надежности. Надежность. 2019;19(4):8-11. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-4-8-11

For citation:


Repin D.S., Filaretov G.F. Algorithm of prompt detection of dependability characteristics variation. Dependability. 2019;19(4):8-11. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2019-19-4-8-11

Просмотров: 60


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)