Современное состояние средств измерений, обработки, хранения и передачи информации формируют объективные условия для широкого внедрения диагностических систем на железнодорожном транспорте. Качество получаемой информации обеспечивает возможность получения достоверного диагноза технического состояния подвижных единиц железнодорожной техники, что позволит, с одной стороны, осуществлять внедрение элементов системы технического обслуживания и ремонта по результатам мониторинга технического состояния, а с другой стороны, сформировать систему сервисного обслуживания, которая реализует управленческие и информационные технологии, ориентированные на обеспечение высокого уровня готовности подвижного состава. Для решения этих задач необходима разработка алгоритмов, методик и программных продуктов, с помощью которых будет оперативно обрабатываться статистическая диагностическая информация.

Целями данной работы являются исследование статистической информации банка данных, сформированного с использованием бортовой системы, разработка методики и программного обеспечения для отображения времени измерения параметров дизель-генераторной установки маневровых тепловозов ТЭМ2 в едином временном пространстве.

В соответствии с ГОСТ 20911-89,техническое состояние – состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект. Но если рассматривать стадию научных исследований, то одной из основных целей таких исследований является разработка методик, определение номенклатуры и значений параметров, характеризующих техническое состояние объектов контроля, когда самой технической документации может еще не существовать. Поэтому под техническим состоянием (далее – ТС), в рамках данной статьи, будем понимать состояние, которое характеризуется значениями параметров технического объекта в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды.

В общем случае ТС объекта описывается совокупностью значений параметров, образу-ющих множество . Номенклатура параметров может быть различной и определяться ре-шаемыми задачами или возможностью оборудования, с помощью которого определяются текущие значения [3]. Авторы были допущены к банку данных, сформированному в процес-се архивирования результатов измерений, зарегистрированных с помощью АПК «Борт». Этим комплексом оснащаются магистральные и маневровые тепловозы. В данной работе рассматриваются только маневровые тепловозы серии ТЭМ2, у которых сбор данных ведет-ся по 15 параметрам дизель-генераторной установки.

С целью обработки статистических данных, полученных с использованием бортовой системы, в первую очередь необходимо сформировать методику отбора и нормализации множества значений времени записи измеряемых параметров. Данная методика строилась на архивах данных, регистрируемых бортовой системой и ориентирована на применение в области диагностирования тягового подвижного состава по результатам анализа информации, получаемой от бортовых систем.

В процессе эксплуатации значения параметров ТС локомотива и дизель-генераторной установки, в частности, постоянно изменяются. С целью поддержания исправного ТС осуществляются плановые мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту локомотивов (далее – ТОиР). В ходе технического обслуживания, наряду с другими задачами обеспечивается поддержание работоспособного ТС, а при плановых ремонтах оно восстанавливается до заданного уровня. При капитальном ремонте восстанавливается исправность и полный, или близкий к полному. Все перечисленные воздействия характеризует то, что они проводятся циклически с одинаковой периодичностью, установленной для каждого номерного вида ТОиР.

В ОАО «РЖД» в соответствии с Распоряжением № 3Р [6] установлена единая планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта тягового подвижного состава. Данным распоряжением регламентируется, что межремонтные сроки лишь в незначительной степени могут корректироваться решением начальники дороги. Для маневровых локомотивов ТЭМ2 они составляют 3 года между капитальным (далее – КР), первым теку-щим ремонтом № 3 (далее – 1ТР3), средним ремонтом (далее – СР), вторым текущим ремонтом № 3 (далее – 2ТР3) и очередным КР. Графически это можно отразить в виде временного отрезка , содержащего множество значений времени в диапазоне от 0 до 12 лет (рис. 1) [7], и описываемого формулой:

Бортовая система устанавливались на локомотивы ТЭМ2 с различным пробегом после очередного ремонта. Виды последних ремонтов при этом также были различными. В результате отсутствуют данные, соответствующие непрерывной работе каждого локомотива от капитального до следующего капитального ремонта. Следовательно, почти невозможно исследовать изменение параметров, используемых в качестве диагностических признаков, в течение времени от восстановления полного, или близкого к полному, ресурса, до следующей такой процедуры.

Изменение технического состояния происходит циклически, что можно проследить по графику изменения интенсивности отказов за время службы локомотива (рис. 2а). В ра-ботах 8, 9, 10 показано, что наиболее характерно появление отказов после разборки аг-регата с целью его ревизии или ремонта, а также при замене отказавших деталей или узлов другими, имеющими разный срок службы. Так как даты проведения восстановительных воздействий для множества локомотивов являются различными, то их графики зависимости от 0, 1, 2 и 3 накладываются друг на друга (рис. 2б). В то же время, характер изменения этой зависимости у разных локомотивов при соблюдении технологии ремонта является схожим, а имеющийся объем выборки из базы данных значителен, поэтому техническое со-стояние множества локомотивов, после одноименных плановых ремонтов, можно считать одинаковым. Следовательно, для определения точки отсчета начала изменения ТС возможно использовать не только время проведения последнего капитального ремонта, но и время проведения последних плановых ремонтов через интервалы три года. Следовательно, таки-ми точками отсчета будут являться КР, 1ТР3, СР, 2ТР3 или очередной КР в зависимости от пробега тепловозов ТЭМ2.

Рисунок 1 – Отображение исходной информации на единый временной отрезок

Для решения поставленных задач определим все исследуемые тепловозы, как множество.Файлы, сформированные бортовой системой для каждого локомотива за период с 2001 года по 2012, размещаются в банке данных. В бортовой запись относительно медленно изменяющихся параметров производится один раз в минуту, а относительно быстро изменяющихся – один раз в три секунды. Комплекс программного обеспечения позволяет упорядочить эту информацию и записать в виде отдельных файлов по каждому локомотиву для одних суток работы (далее – суточный файл). Суточные файлы в таком виде имеют постоянную длину, отображающую процесс непрерывной записи информации, задержки и пропуски записи в течение этих суток. Они являются исходной информацией и представлены в виде множества . Однако остается нерешенной задача определения межремонтного периода, к которому относится та или иная запись. Для этого необходимо отобразить время соответствующих меток в банке данных в двенадцатилетнем масштабе в соответствии с рис. 1.

В структуре файла, наряду с диагностическими параметрами в каждой минутной и трех-секундной записи, в составе служебной информации отображается время измерения и записи блока данных. В течение суток запись в файле не является непрерывной. Прерывание происходит стохастически и связано с выключением бортовой системы, извлечением карты памяти, неисправностью комплекса, проведением ремонтных мероприятий и пр. Для возможности отображения информации в двенадцатилетнем масштабе записи в суточных файлах должны отображаться непрерывными и описываться временем начала и конца соответствующих участков.

а – зависимость интенсивности отказов от срока службы локомотива; б – наложение зависимостей от замененных или восстановленных деталей и узлов на срок службы локомотива.

Рисунок 2 – Изменение технического состояния технического объекта

Таким образом, имеется множество тепловозов