К оценке безопасности системы автоведения поездов

В статье рассмотрена система автоведения в составе системы управления и безопасности локомотива, средств центра слежения (контроля) бортовых и стационарных средств технического зрения. Сосредоточено внимание на зависимости безопасности и надежности этой системы от характеристик надежности составных элементов и влиянии возмущающих погодных воздействий. Сформулированы критерии опасного и защитного отказа системы, построены графовые модели состояний безопасности и надежности системы автоведения. Приведены предпосылки для применения графового Марковского метода расчета безопасности и надежности сложных систем. Это позволило определить такие ключевые показатели безопасности системы автоведения, как среднее время до опасного отказа, вероятность опасного отказа, интенсивность опасных отказов. В результате исследования установлено, что безопасность системы автоведения зависит, главным образом, от уровней надежности средств технического зрения. При этом рост интенсивности опасных отказов системы ограничен величиной половины интенсивности отказов средства технического зрения. Установлено также то, что надежность системы автоведения определяется интенсивностью отказов системы управления и безопасности локомотива и интенсивностью отказов средств технического зрения.
Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что для достижения приемлемого уровня безопасности системы автоведения следует сосредоточить усилия на дублировании средств технического зрения, достижении функциональной безопасности бортового и стационарного средств технического зрения на уровне SIL 4, а также на регулярном сравнении результатов бортового и стационарного средств технического зрения, дублировании результатов сравнения, сглаживании этих результатов в процессе движения локомотива. Кроме того, целесообразно парирование возмущающих погодных воздействий путем повышения эффективности машинного обучения программных средств технического зрения.

1. БрабандЙ., ШебеХ. Оценка безопасности искусственного интеллекта // Надежность. 2020. Т. 19. № 4. С. 25-34.

2. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики / Под ред.: Сапожникова Вл.В. М.: Транспорт, 1995. 272 с.

3. Шубинский И.Б. Надежные отказоустойчивые информационные системы. Методы синтеза. М.: Журнал Надежность, 2017. 544 с.

4. Розенберг Е.Н. Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности движения поездов: дис. … д-ра техн. наук. Моск. гос. ун-т путей сообщения (МИИТ), Москва, 2004.

5. Патент 2742960. Российская Федерация, МПК B61L 25/02. Бортовая информационная система: № 2020131633: заявл. 25.09.2020: опубл. 12.02.2021 Бюл. № 5 / Мыльников П.Д., Охотников А.П., Попов П.А.

6. Schäbe H., Viertl R. An Axiomatic Approach to Models of Accelerated Life Testing // Eng. Fract. Mechanics. 1995. Vol. 50. No. 2. P. 203-217.

7. Шубинский И.Б. Структурная надежность информационных систем. Методы анализа. М.: Журнал Надежность, 2012. 212 с.

8. Mason S.J. Feedback Theory – Further Properties of Signal Flow Graphs //Proceedings of the IRE. 44: 920–926. doi:10.1109/jrproc.1956.275147

9. NPRD-2011 Nonelectronics Parts Reliability Data. Utica, N.Y.: Reliability Information Analysis Center, 2011.

10. EN 50129 Railway applications – Communication, signalling and processing system – Safety related electronic systems for signalling, 2018.

11. IEC 61508, Functional safety of electrical/electronic/ programmable electronic safety-related systems,Parts 1-7, 2011;

12. Григелионис Б.И. О точности приближения композиции процессов восстановления пуассоновским процессом // Литов. матем. сб. 1962. Т. 2. № 2. С. 135-143.

13. Назаров А.А., Лопатин И.Л. Ассимптотические пуассоновские МАР-потоки // Известия Томского государственного университета (Управление, вычислительная техника и информатика). 2010. № 4(13). С. 72-78.