ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ ПЛАНОВ-ГРАФИКОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Научная статья
DOI:
https://doi.org/10.60797/itech.2025.5.5
Выпуск: № 1 (5), 2025
Предложена:
30.10.2024
Принята:
12.11.2024
Опубликована:
13.01.2025
29
0
XML
PDF

Аннотация

Рассматриваются вопросы планирования технического обслуживания средств связи и автоматизации в подразделениях органов внутренних дел Российской Федерации. Исследуются особенности проведения технического обслуживания, а также задачи, выполняемые в рамках ТО. Определяется вычислительная сложность и размерность задачи построения плана-графика для одного и нескольких ССиА, с учетом допустимых стратегий проведения технического обслуживания по кварталам. Приводятся результаты вычислительного эксперимента по построению оптимального плана-графика технического обслуживания, в том числе оценивается временная затрата при осуществлении полного перебора вариантов для различного числа средств связи и автоматизации.

1. Введение

Перед МВД России стоит множество различных задач, для решения которых требуется использование средств связи и автоматизации (ССиА), за их корректную работу отвечает своевременно организованное и проводимое техническое обслуживание (ТО).

Целью ТО несомненно является поддержание ССиА в рабочем состоянии в его эксплуатационном жизненном цикле, а также снижения вероятности отказов

,
. В ОВД в соответствии с
составляются планы-графики проведения технического обслуживания с указанием месяца его проведения для каждого экземпляра в отдельности. При этом выделяют три вида ТО: ежеквартальное ТО № 1, полугодовое ТО № 2 и годовое ТО № 3.

В ходе проведения работ в рамках ТО № 1 выполняются следующие задачи: определение исправности ССиА в заданном режиме работы; осмотр и чистка основных узлов и элементов; проверка состояния заземления, кабельных соединений и др. на отсутствие замыканий и повреждений. Основные задачи ТО № 2: осмотр и чистка основных блоков, узлов, разъемов, органов управления, систем охлаждения; программно-аппаратная проверка технических характеристик ССиА и их основных блоков; программирование, настройка, регулировка ССиА в соответствии с нормативно-технической или эксплуатационной документации; контроль состояния аккумуляторных источников питания (при наличии). Годовое ТО подразумевает выполнение следующих задач: проверка конфигурации и обновление программного обеспечения, при необходимости получение и обновление лицензий от производителя средств связи и автоматизации; ремонт и дооборудование мест установки и обслуживания ССиА.

Для обслуживания одного технического средства возможно проведение 2 ежеквартальных, 1 полугодового и годового ТО, т.к. каждый последующий вид включает в себя предшествующий. Основная проблема при заполнении плана-графика заключается в том, что равномерно распределить техническое обслуживание по месяцам не всегда возможно, кроме того, количество различных вариантов планов-графиков можно оценить, как количество размещений

.

2. Постановка задачи

Рассмотрим вопрос определения размерности задачи построения плана-графика для одного и n ССиА.

Исходя из того факта, что каждое последующее ТО включает в себя предыдущее, можно сделать вывод о том, что невозможно в одном полугодии проводить два ежеквартальных ТО, т.к. не выполнится план о проведении ТО № 2, также нет смысла проводить годовое и полугодовое ТО друг за другом в первом или втором полугодии, таким образом не все комбинации стратегий проведения технического обслуживания допустимы

, стратегии удовлетворяющие всем требованиям представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Допустимые стратегии размещения видов ТО по кварталам

№ стратегии

I квартал

II квартал

III квартал

IV квартал

1

ТО № 1

ТО № 2

ТО № 1

ТО № 3

2

ТО № 1

ТО № 2

ТО № 3

ТО № 1

3

ТО № 1

ТО № 3

ТО № 1

ТО № 2

4

ТО № 1

ТО № 3

ТО № 2

ТО № 1

5

ТО № 2

ТО № 1

ТО № 1

ТО № 3

6

ТО № 2

ТО № 1

ТО № 3

ТО № 1

7

ТО № 3

ТО № 1

ТО № 1

ТО № 2

8

ТО № 3

ТО № 1

ТО № 2

ТО № 1

Число вариантов технического обслуживания для одного ССиА для одной стратегии:

img

где 3 – количество вариантов размещений ТО по месяцам в каждом квартале, а 4 – число кварталов.

Для 8 допустимых стратегий, рассмотренных в таблице 1, число вариантов проведения технического обслуживания для одного ССиА составит:

img

Таким образом, для n ССиА количество вариантов различных планов-графиков будет определяться следующим выражением:

img

В подразделениях ОВД явно используется n>1 ССиА, тогда число вариантов проведения обслуживания в год допустим для 7 будет: 6487 = 47 976 111 050 506 371 072, что не поддается расчетам вручную и, несомненно, вызывает трудности в равномерном распределении ТО по месяцам, алгоритм полного перебора представленный в

не позволит найти оптимальное решение за короткий промежуток времени.

Перебор всех этих вариантов в конечном итоге должен позволить выбрать тот вариант, для которого виды ТО равномерно распределены в году. Для оценки равномерного распределения технического обслуживания по месяцам могут быть использованы различные показатели: H – среднее гармоническое; G – среднее геометрическое; A – среднее арифметическое; S – среднее квадратическое. Согласно неравенству о средних

, среднее гармоническое чисел не превосходит среднее геометрическое, среднее арифметическое и среднее квадратическое, причём все средние равны только в случае равенства всех чисел x1=⋯=xn, т.е.: H≤G≤A≤S.

3. Вычислительный эксперимент

Проведем вычислительный эксперимент для n=2, n=3 и n=4, с различной продолжительностью проведения ТО в минутах для каждого ССиА в соответствующей программе

для ЭВМ в среде Delphi 12 Community Edition
.

Таблица 2 - Исходные данные для различного числа экземпляров ССиА

№ п.п.

Наименование ССиА

Продолжительность, мин

ТО № 1

ТО № 2

ТО №3

n = 2

1

Прибор 1

10

26

49

2

Прибор 2

5

18

33

n = 3

1

Прибор 1

10

26

49

2

Прибор 2

5

18

33

3

Прибор 3

7

20

44

n = 4

1

Прибор 1

10

26

49

2

Прибор 2

5

18

33

3

Прибор 3

7

20

44

4

Прибор 4

12

37

52

Для исходных данных, представленных в сводной таблице 2, программой был составлен оптимальный план-график ТО (см. табл. 3, 4, 5).

Таблица 3 - Оптимальный план-график для n = 2

№ п.п.

Наименование ССиА

Периодичность технического обслуживания (ТО № 1, ТО № 2, ТО № 3)

продолжительность, мин

I квартал

II квартал

III квартал

IV квартал

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

1

Прибор 1

10

0

0

26

0

0

10

0

0

49

0

0

2

Прибор 2

0

5

0

0

18

0

0

5

0

0

33

0

Суммарная продолжительность

10

5

0

26

18

0

10

5

0

49

33

0

Примечание: Тср = 13 мин, Тсумм =156 мин, σ = 15 мин 2 сек, продолжительность расчета = 0:00:00, число рассмотренных вариантов = 419904

Таблица 4 - Оптимальный план-график для n = 3

№ п.п.

Наименование ССиА

Периодичность технического обслуживания (ТО № 1, ТО № 2, ТО № 3)

продолжительность, мин

I квартал

II квартал

III квартал

IV квартал

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

1

Прибор 1

10

0

0

26

0

0

10

0

0

49

0

0

2

Прибор 2

0

5

0

0

18

0

0

5

0

0

33

0

3

Прибор 3

0

0

7

0

0

20

0

0

7

0

0

44

Суммарная продолжительность

10

5

7

26

18

20

10

5

7

49

33

44

Примечание: Тср = 20 мин 30 сек, Тсумм =234 мин, σ = 15 мин 45 сек, продолжительность расчета = 0:02:44, число рассмотренных вариантов = 272097792

Таблица 5 - Оптимальный план-график для n = 4

№ п.п.

Наименование ССиА

Периодичность технического обслуживания (ТО № 1, ТО № 2, ТО № 3)

продолжительность, мин

I квартал

II квартал

III квартал

IV квартал

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

1

Прибор 1

10

0

0

26

0

0

10

0

0

49

0

0

2

Прибор 2

0

18

0

0

5

0

0

33

0

0

5

0

3

Прибор 3

7

0

0

0

0

44

7

0

0

0

0

20

4

Прибор 4

0

0

52

0

12

0

0

0

37

0

12

0

Суммарная продолжительность

17

18

52

26

17

44

17

33

37

49

17

20

Примечание: Тср = 29 мин 55 сек, Тсумм =391 мин, σ = 15 мин 55 сек, продолжительность расчета = 52:06:08, число рассмотренных вариантов = 176319369216

Для расчета использовалась ПЭВМ с процессором Intel Core i5-8300H CPU 2.30GHz, оперативная память 8 ГБ, ОС Windows 10 Корпоративная. В ходе эксперимента мы убедились в том, что построение плана-графика – достаточно трудоемкий процесс, требующий нахождения оптимального решения необходимого для своевременного выполнения задач, стоящих перед МВД России.

4. Заключение

Таким образом построение оптимального плана-графика даже для незначительного числа ССиА является трудоемкой задачей, которую не решить методом полного перебора. Требуются дополнительные исследования по разработке эффективных вычислительных методов и алгоритмов построения оптимального плана-графика технического обслуживания ССиА с применением современных компьютерных технологий.

Метрика статьи

Просмотров:29
Скачиваний:0
Просмотры
Всего:
Просмотров:29