Scientific journal
Scientific Review. Technical science
ISSN 2500-0799
ПИ №ФС77-57440

MODELING THE REGULARITIES OF THE INFLUENCE OF SEASONAL CONDITIONS ON THE FAILURE RATE OF KAROSA C-934

Malshakov A.V. 1 Terekhov A.S. 1
1 Tyumen State Oil and Gas University
The article describes the mathematical model of the influence of seasonal conditions on the reliability of the air suspension of A KAROSA bus C-934. Compares the model to the main effects model with mixed effects. The advantages of the model of the second type.
reliability
seasonal conditions
bus large class
the failure rate

Работа нефтегазовой отрасли тесно связана с надежностью транспортного обслуживания [1, 10, 14, 23]. Нефтяные компании для обеспечения производственной деятельности используют специальную технику различного назначения. Важную роль в обеспечении транспортного обслуживания играют автобусы большого класса, используемые для перевозки персонала [8].

В условиях Крайнего Севера важно учитывать влияние климатических условий на надежность автомобилей [3, 4, 5, 6, 9, 11]. Для автобусов большого класса особо актуальна надежность подвески, так как от ее состояния зависит комфорт и безопасность пассажиров.

В компании ОАО «Сургутнефтегаз» эксплуатируют около 19 тыс. единиц подвижного состава, из них 35 % составляют автобусы большого класса. В конструкции подвески таких автобусов используются пневмобаллоны. Опыт показывает, что в зимнее время существенно возрастает интенсивность их отказов по сравнению с летним периодом. Кроме того, по сезонам меняется интенсивность эксплуатации машин [18]. Это ведет к неравномерной потребности в запасных частях, постах обслуживания и ремонта, персонале [13, 15, 16, 17, 19, 21, 20, 22].

Целью исследования является снижение затрат на эксплуатацию путем установления закономерностей формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации, а также совершенствование на этой основе методик определения потребности в запасных частях.

Для достижения поставленной цели решался ряд задач, сформулированных с учетом системного подхода [7]. Одной из задач исследования является составление математической модели для описания закономерностей формирования потока отказов пневмоподвески автобусов большого класса с учетом влияния сезонной вариации и интенсивности условий эксплуатации.

Оценка влияния климатических факторов на надежность пневмоподвески автобусов проводилась на основе экспериментальных исследования. Установлено, что значимо влияют на интенсивность отказов температура воздуха t и доля дней с осадками D [2]. На основе полученных данных об интенсивности отказов для каждого месяца и соответствующих значений показателей климатических факторов выдвинута гипотеза о возможности описания исследуемой зависимости моделью на главных эффектах следующего вида

malchak01.wmf

где a0 … a3 – эмпирические коэффициенты.

На рис. 1 представлен график последней модели.

pic_32.tif

Рис. 1. Влияние температуры воздуха и доли дней с осадками на интенсивность отказов пневмоподвески автобусов большого класса KAROSA C-934 (модель на главных эффектах)

Анализ показал, что данная модель не в полной мере соответствует физическому смыслу изучаемого процесса: при низких температурах в зимний период года интенсивность отказов возрастает, при увеличении в этих условиях доли дней с осадками это влияние еще сильнее. При положительных температурах данной зависимости не должно быть. В модели на главных эффектах учесть совместно влияние факторов невозможно. Следовательно, необходимо использовать модель со смешанными эффектами.

Модель со смешанными эффектами имеет общий вид:

malchak02.wmf

где A0 … A5 – эмпирические коэффициенты.

Для оценки значимости смешанных эффектов последняя модель линеаризована путем замены переменных:

malchak03.wmf

Для оценки адекватности модели, определения численных значений ее параметров и статистических характеристик использовалась программа «REGRESS 2.5» [12]. К смешанным эффектам в последней модели относятся 4-е и 5-е слагаемые. Расчеты показали, что коэффициент парной корреляции между X3 = t2D1,45 и l составил 0,76, а между X4 = tD1,45 и l = 0,74 (табл. 1). Проверка по критерию Стъюдента показала, что с вероятностью 0,99 оба смешанных эффекта статистически значимо влияют на интенсивность отказов пневмобаллонов (табл. 2).

На рис. 2 представлен график модели со смешанными эффектами.

Таблица 1

Матрица коэффициентов парной корреляции

 

X1

X2

X3

X4

X5

 

–0,65

0,59

0,76

–0,74

0,79

X1

1

–0,28

–0,59

0,96

–0,71

X2

–0,28

1

0,89

–0,44

0,15

X3

–0,59

0,898

1

–0,73

0,5

X4

0,96

–0,44

–0,73

1

–0,73

X5

–0,71

0,157

0,5

–0,73

1

Таблица 2

Матрица вероятностей значимости коэффициентов парной корреляции

 

X1

X2

X3

X4

X5

 

0,98

0,95

0,99

0,99

0,99

X1

0,99

0

0,95

0,99

0,99

X2

0

0,99

0,99

0,80

0

X3

0,95

0,99

0,99

0,99

0,90

X4

0,99

0,80

0,99

0,99

0,99

X5

0,99

0

0,90

0,99

0,99

pic_33.tif

Рис. 2. Влияние температуры воздуха и доли дней с осадками на интенсивность отказов пневмоподвески автобусов большого класса KAROSA C-934

Адекватность уравнения оценивалась по критерию Фишера. Дисперсионное отношение Фишера превысило табличное значение с вероятностью 0,95, что свидетельствует об адекватности выбранной модели. Средняя ошибка аппроксимации составила 4,6 %.

На основе полученных результатов можно моделировать поток отказов элементов бульдозеров, что позволит планировать объемы ремонтных работ, потребность в трудовых и материальных ресурсах, запасных частях [24].