УДК 629.463.001.18

технические науки/ 4. Транспорт

Кандидат технічних наук Фомін О.В.

Донецький інститут залізничного транспорту

Української державної академії залізничного транспорту, Україна

інженер Бурлуцький О.В.

Української державної академії залізничного транспорту, Україна

Особливості визначення та прогнозування показників надійності вантажних вагонів на основі цензурування вибірки даних експлуатації

Актуальність

Підвищення надійності вітчизняного парку напіввагонів є комплексною проблемою і складається із наступних основних задач: розробка та створення більш досконалої їх конструкції; удосконалення систем ремонту та технічного обслуговування; використання в експлуатації сучасних високоефективних пристроїв контролю технічного стану вагона; накопичення, аналізу та обробки статистичних даних об відказах окремих деталей та вузлів конструкції і т.д..

В даний час парк напіввагонів, практично повністю виробив свій ресурс, у зв'язку з чим вагони тривалий час перебували в ремонті, в середньому 29 % від робочого часу вагона, тому виникла завдання підвищення його працездатності.

Мета

Особливості визначення показників надійності з урахуванням цензурированности вибірки даних експлуатації

Основна частина

Існуючі методики прогнозування даних про відмови елементів вагонів в експлуатації не допускає прямого використання методів оцінки показників надійности , прийнятих в суміжних галузях машинобудування (методи Джонсона, Каплана-Мейєра, Нельсона і інші), внаслідок різних умов його експлуатації. [2] Тому була розроблена методика оцінки показників надійності вагону за даними про відмови в експлуатації з урахуванням цензурированности вибірки (рисунок 1)

Рисунок1. – Схематичне зображення запропонованої методики прогнозування надійності вагону за даними про відмови в експлуатації

Для збору інформації про технічний стан вагонів часто застосовують разові натурні обстеження, що проводяться при вступі вагонів в планові і поточні ремонти. У роботі [3] теоретично обґрунтована можливість достовірної оцінки показників надійності за результатами разових обстежень. Тому авторами зафіксовано відмови деталей або вузлів напіввагонів впродовж 2 років. У якості первинної документації були використані звіти технічних відділів вагонних депо.

Прийнявши припущення, що розподілення напрацювання до відмови не суперечить двохпараметричному закону розподілення Вейбулла, використовуємо отримані значення ln t_i та W_i для представлення функції розподілу на відповідному імовірнісному аркуші. Перетворення Вейбулла W_i медіанної і середньої (математичного очікування) порядкової статистики визначається за формулами:

для середньої порядкової статистики

, (1)

для медіанної порядкової статистики

, (2)

де β, λ - параметри форми і масштабу розподілу Вейбулла.

Залежність логарифма часу спостереження ln(t) від перетворення Вейбула Wi(F) для медіанної порядкової статистики представлена на рисунку 2

На рисунку 2 суцільною ступінчастою лінією показана функція розподілу напрацювання до відмови відповідних елементів, визначена методом медіано-рангової статистики, а штрихова лінія - її випрямлення в координатах розподілу Вейбулла .

Для визначення похибки обробки статистичних даних використовувалися кореляційний та регресійний аналіз

Кореляційна залежність визначається різними параметрами, серед яких найбільшого поширення набули показники, які характеризують взаємозв'язок двох випадкових величин (парні показники): кореляційний момент, коефіцієнт кореляції.

У даному випадку найбільший інтерес має параметр випадкової величини коефіцієнт кореляції, який визначався за формулою:

(3)

де u_ij, u_ik - елементи випадкової величини.

У таблиці 3 наведені результати розрахунку кореляційного аналізу.

Таблиця 3

Оцінка параметрів розподілу	Варіанти
	W	ln t
	-1,1728	1,2483
	0,6325	0,5276
	0,7953	07264

За результатами розрахунків отримані наступні види рівнянь регресії для кузова напіввагону

Залишкова дисперсія для елементів кузовів склала , що свідчить про прийнятну точність апроксимації.

Висновки

Наведені в статті матеріали свідчать про доцільність отриманих розрахунків показників надійності кузовів напіввагонів з урахуванням відмов в експлуатації (повною мірою відбивають реальний стан) повністю співпадають або близькі до реальних показників. Отриманий результат підтверджує обґрунтованість вибору методу оцінки показників надійності за даними про відмови напіввагонів з урахуванням цензурування.

Список літератури

1.Шадур Л.А. Вагоны [Текст]/. Изд. 2-е, перераб. и доп. Под ред. Л.А. Шадура. М., «Транспорт», 1973. - 440 с.

2.Анализ надежности технических систем по цензурированным вы боркам[Текст]:/В.М.Скрипник, А.Е.Назин, Ю.Г.Приходько, Ю.Н.Благовещенский. - М.: Радио и связь, 1988. - 184 с

3.Зайнетдинов Р.И. Развитие методов оценки работоспособности несущих конструкций подвижного состава с использованием закономерностей самоорганизации и самоподобия [Текст]: Диcc. докт. техн. наук. – М.: МИИТ, 2000. – 435 с