RU2602295C1 - Method of pump station reliability evaluation - Google Patents

Method of pump station reliability evaluation Download PDF

Info

Publication number
RU2602295C1
RU2602295C1 RU2015133745/13A RU2015133745A RU2602295C1 RU 2602295 C1 RU2602295 C1 RU 2602295C1 RU 2015133745/13 A RU2015133745/13 A RU 2015133745/13A RU 2015133745 A RU2015133745 A RU 2015133745A RU 2602295 C1 RU2602295 C1 RU 2602295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
random
pumping station
pump station
simulation
failures
Prior art date
Application number
RU2015133745/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Сергеевич Игнатчик
Светлана Юрьевна Игнатчик
Владимир Сергеевич Ивановский
Наталия Викторовна Кузнецова
Павел Николаевич Кузнецов
Павел Александрович Путилин
Владимир Алексеевич Обвинцев
Михаил Григорьевич Сутурин
Original Assignee
ООО "Ассоциация инженеров и учёных по водоснабжению и водоотведению"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Ассоциация инженеров и учёных по водоснабжению и водоотведению" filed Critical ООО "Ассоциация инженеров и учёных по водоснабжению и водоотведению"
Priority to RU2015133745/13A priority Critical patent/RU2602295C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602295C1 publication Critical patent/RU2602295C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B5/00Use of pumping plants or installations; Layouts thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: water supply.
SUBSTANCE: invention relates to water supply and water disposal systems. Method consists in that, pump station separation is performed to finite number of N elements. As i-th element of pump station, at least one pump is adopted, at least of one type in combination with all other elements of pump station, which failure leads to said pump shutdown. As pump station i-th element probability parameter sudden failures intensities λi, t are adopted, eliminated during current repairs, and their restoration of µi, t intensities, progressive failures λi, k intensities, eliminated during overhauls, and their restoration of µi, k intensities, as random value pump station delivery Q is adopted. Additionally determining finite number n of pump station conditions, j=0, 1, 2, …, n, and corresponding them pump station deliveries Qj, as well as admissible accuracy σadm of random value distribution law determination and assign simulation modelling duration t. Probabilistic simulation is performed by means of pump station operation simulation modelling results data processing. If produced mean-square deviations σ1 and σ2 exceed admissible accuracy σadm of random value distribution law determination, then increasing simulation modelling duration t and repeat simulation stage until obtained mean-square deviations σ1 and σ2 will not decrease to admissible accuracy σadm, and if obtained mean-square deviations σ1 and σ2 does not exceed admissible accuracy σadm of random value distribution law determination, then by statistical analysis of pump station conditions j and corresponding them deliveries Q j, obtained as a result of simulation modelling, obtaining of a random value Q distribution law of F(q), determining for each value q probability of, that random delivery value Q of pump station receives value is less than q, i.e. F(q) = P(Q < q).
EFFECT: method provides increase in pump station operation reliability.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области систем водоснабжения и водоотведения и может быть использовано для определения законов распределения случайной величины подачи насосных станций.The invention relates to the field of water supply and sanitation systems and can be used to determine the laws of distribution of a random flow rate of pumping stations.

Известен метод оценки надежности насосных станций (см. статью одного из авторов данной заявки: Игнатчик С.Ю. Энергосбережение и обеспечение надежности при реконструкции канализационных насосных станций / Водоснабжение и санитарная техника. 2012. №12. С. 37-43). Он позволяет определять технологические и вероятностные показатели надежности для каждого элемента технологической части станции, а также вероятностные и параметрические показатели надежности станции в целом посредством математической модели, описывающей процесс изменения ее состояний в виде Марковского случайного процесса.A known method for assessing the reliability of pumping stations (see the article by one of the authors of this application: Ignatchik S.Yu. Energy conservation and reliability in the reconstruction of sewer pumping stations / Water supply and sanitary equipment. 2012. No. 12. P. 37-43). It allows you to determine the technological and probabilistic reliability indicators for each element of the technological part of the station, as well as the probabilistic and parametric reliability indicators of the station as a whole through a mathematical model that describes the process of changing its states in the form of a Markov random process.

Для указанного метода характерна узкая область применения, поскольку он применим только при стационарных потоках отказов и восстановлений оборудования насосных станций, например, на станциях, оборудованных насосными агрегатами, для которых продолжительность устранения внезапных отказов, устраняемых в процессе текущих ремонтов, и постепенных отказов, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, существенно не отличаются. Однако на практике встречаются насосные станции, для которых это условие не выполняется, например, станции, оборудованные мощными насосными агрегатами с высоковольтными двигателями. Для них средние продолжительности восстановлений (12000-16000 ч) в процессе капитального ремонта на три порядка больше средних продолжительностей восстановлений в процессе текущего ремонта (60-80 ч). Такой процесс восстановлений не соответствует критериям стационарности. По этой причине, в подобных случаях применение данного метода приведет к снижению точности оценки надежности насосных станций.This method is characterized by a narrow scope, since it is applicable only for stationary flows of failures and recoveries of equipment of pumping stations, for example, at stations equipped with pumping units for which the duration of elimination of sudden failures eliminated during ongoing repairs and gradual failures eliminated in the process of major repairs are not significantly different. However, in practice there are pumping stations for which this condition is not fulfilled, for example, stations equipped with powerful pumping units with high-voltage motors. For them, the average duration of the restoration (12000-16000 h) during the overhaul process is three orders of magnitude longer than the average duration of the restoration during the current repair (60-80 h). Such a recovery process does not meet the criteria for stationarity. For this reason, in such cases, the application of this method will lead to a decrease in the accuracy of assessing the reliability of pumping stations.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу служит Общий логико-вероятностный метод (ОЛВМ), описанный в трудах профессоров Рябинина И.А., Черкесова Г.Н., Можаева А.С.и др. Например, в работе «Сравнительный анализ технологий деревьев отказов и автоматизированного структурно-логического моделирования, используемых для выполнения работ по вероятностному анализу безопасности АЭС и АСУТП на стадии проектирования»: отчет о НИР «Технология-2004» / ФГУП СПб АЭП, ОАО "СПИК СЗМА", ИПУ РАН; ответственные исполнители: Ершов Г.А., Можаев А.С., Викторова B.C. Санкт-Петербург, - 2005 г., стр. 21-22. В соответствии с этим отчетом ОЛВМ включает в себя следующие четыре этапа:The closest analogue to the claimed method is the General logical and probabilistic method (OLVM), described in the writings of professors I. Ryabinin, G. N. Cherkesov, A. S. Mozhaev and others. For example, in the work “Comparative analysis of fault tree technologies and automated structural and logical modeling used to carry out probabilistic safety analysis of NPPs and process control systems at the design stage ”: report on R&D“ Technology-2004 ”/ FSUE SPb AEP, OJSC“ SPIK SZMA ”, IPU RAS; responsible executors: Ershov G.A., Mozhaev A.S., Viktorova B.C. St. Petersburg, - 2005, p. 21-22. In accordance with this report, the CFM includes the following four stages:

1. Этап структурно-логической постановки задачи, который включает в себя:1. The stage of the structural-logical statement of the problem, which includes:

- разделение всей рассматриваемой системы на конечное число Н элементов i=1, 2, …, H, каждый из которых представляется в модели надежности простым (бинарным) событием xi с двумя возможными состояниями xi={xi,

Figure 00000001
}, например, работоспособности/отказа, готовности/не готовности, поражения/не поражения и т.д. и заданными вероятностными параметрами pi(t), или qi(t)=1-pi(t);- dividing the entire system under consideration into a finite number H of elements i = 1, 2, ..., H, each of which is represented in the reliability model as a simple (binary) event x i with two possible states x i = {x i ,
Figure 00000001
}, for example, operability / failure, readiness / not readiness, defeat / not defeat, etc. and given probabilistic parameters p i (t), or q i (t) = 1-p i (t);

- определение содержания и логических условий реализации yi и/или не реализации

Figure 00000002
выходных (интегративных) функций для каждого элемента в системе;- determination of the content and logical conditions for the implementation of y i and / or non-implementation
Figure 00000002
output (integrative) functions for each element in the system;

- логически строгое вербальное и графическое (аналитическое) описание множествах X отдельных элементов системы и множества условий Y реализации ими своих системных функций, которые в совокупности G(X,Y) образуют специальную схему функциональной целостности (СФЦ) рассматриваемой системы;- a logically rigorous verbal and graphical (analytical) description of the sets X of individual elements of the system and the set of conditions Y of their implementation of their system functions, which together G (X, Y) form a special functional integrity scheme (SFC) of the system in question;

- логически строгое описание и задание с помощью отдельных или групповых выходных (интегративных) функций логических критериев функционирования (ЛКФ) системы

Figure 00000003
реализации основных функций и/или возникновения опасных состояний системы;- a logically strict description and assignment using separate or group output (integrative) functions of the logical functioning criteria (LCF) of the system
Figure 00000003
implementation of the basic functions and / or occurrence of dangerous conditions of the system;

2. Этап логического моделирования, на котором с помощью специальных методов преобразования СФЦ и ЛКФ осуществляется построение логической функции работоспособности системы (ФРС)

Figure 00000004
Логическая ФРС позволяет аналитически строго, но в компактной форме, определить все комбинации состояний элементов
Figure 00000005
, в которых (и только в которых) система реализует свою выходную функцию F.2. The stage of logical modeling, at which, using special conversion methods of the SFC and LFF, the logical function of the system’s health (FRS) is built
Figure 00000004
Logical Fed allows analytically strict, but in a compact form, to determine all combinations of element states
Figure 00000005
in which (and only in which) the system realizes its output function F.

3. Этап вероятностного моделирования, на котором с помощью специальных методов преобразования ФРС осуществляется построение многочлена расчетной вероятностной функции (ВФ) PF({pi(t), qi(t)}, i=1, 2, …, H; t). Многочлен ВФ позволяет аналитически строго определить закон распределения времени безотказной работы системы по реализации выходной функции F, заданной логическим критерием функционирования.3. The stage of probabilistic modeling, in which, using special methods of the Fed conversion, the polynomial of the calculated probabilistic function (WF) P F ({p i (t), q i (t)}, i = 1, 2, ..., H; t). The WF polynomial allows one to strictly analytically determine the law of the distribution of the system uptime for the implementation of the output function F, given by the logical criterion of operation.

4. Этап выполнения расчетов показателей надежности, которые выполняются на основе ВФ и заданных параметров надежности элементов.4. The stage of calculating the reliability indicators, which are performed on the basis of the WF and the specified parameters of the reliability of the elements.

Для указанного метода характерны ограниченные функциональные возможности, поскольку:This method is characterized by limited functionality, because:

- с его помощью нельзя определить технологические показатели надежности в виде распределения не времени безотказной работы, а технологического параметра, например, подачи насосной станции с учетом гидравлических закономерностей совместной работы насосов;- with its help, it is impossible to determine technological reliability indicators in the form of distribution not of uptime, but of a technological parameter, for example, the supply of a pumping station, taking into account the hydraulic laws of the pumps working together;

- с его помощью нельзя оценить надежность системы, состоящей из элементов, процесс изменения состояний (работоспособное и отказное) которых происходит под воздействием двух случайных потоков (выход в текущий и капитальный ремонты, продолжительности которых отличаются на порядок и более), т.к. между этими событиями не существует логической связи.- with its help it is impossible to evaluate the reliability of a system consisting of elements whose process of changing states (operational and failure) occurs under the influence of two random flows (exit to current and overhaul repairs, the durations of which differ by an order of magnitude or more), because there is no logical connection between these events.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей известного метода.The objective of the present invention is to expand the functionality of the known method.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, содержащем этапы, на которых:The problem is solved in that in the known method containing the stages in which:

а) осуществляют разделение всей рассматриваемой системы на конечное число H элементов i=1, 2, …, H, каждый из которых представляется в модели надежности простым (бинарным) событием с двумя возможными состояниями, например, работоспособности/отказа и вероятностными параметрами;a) carry out the separation of the entire system in question into a finite number H of elements i = 1, 2, ..., H, each of which is represented in the reliability model as a simple (binary) event with two possible states, for example, operability / failure and probability parameters;

б) осуществляют вероятностное моделирование с определением закона распределения случайной величины, в соответствии с настоящим изобретением:b) carry out probabilistic modeling with the definition of the law of distribution of a random variable, in accordance with the present invention:

1. В качестве i-го элемента насосной станции принимают, по меньшей мере, один насос, по меньшей мере, одного типа в совокупности со всеми другими элементами насосной станции, отказ которых приводит к остановке работы упомянутого насоса.1. At least one pump of at least one type in combination with all other elements of the pump station, the failure of which leads to a halt in the operation of said pump, is taken as the ith element of the pump station.

2. В качестве вероятностных параметров i-го элемента насосной станции принимают интенсивности внезапных отказов λi,t, устраняемых в процессе текущих ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,t, интенсивности постепенных отказов λi,k, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,k.2. As the probabilistic parameters of the ith element of the pumping station, take the intensities of sudden failures λ i, t eliminated during the current repairs, and the intensities of their recoveries µ i, t , the intensities of the gradual failures λ i, k eliminated during the overhauls, and the intensities of their recoveries µ i, k .

3. В качестве случайной величины принимают подачу Q насосной станции.3. As a random variable, the flow Q of the pumping station is taken.

Кроме того, на этапе а) дополнительно определяют конечное число n состояний насосной станции, j=0, 1, 2, n, и соответствующих им подач Qj насосной станции, а также допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины и назначают продолжительность t имитационного моделирования.In addition, at step a), a final number n of states of the pumping station, j = 0, 1, 2, n, and the corresponding feeds Q j of the pumping station, as well as the permissible accuracy σ are additionally determined for additionally determining the distribution law of a random variable and the duration t simulation modeling.

При этом, вероятностное моделирование на этапе б) осуществляют посредством обработки данных результатов имитационного моделирования работы насосной станции, в процессе которого:At the same time, probabilistic modeling at stage b) is carried out by processing the data of the simulation results of the operation of the pumping station, during which:

параллельно генерируют серию случайных процессов из двух потоков случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции, один из которых - с интенсивностью внезапных отказов λi,t и интенсивностью восстановлений µi,t, второй - с интенсивностью постепенных отказов λi,k и интенсивностью восстановлений µi,k;in parallel, generate a series of random processes from two flows of random operating time and recoveries of elements of the pumping station, one of which with the intensity of sudden failures λ i, t and the recovery rate µ i, t , the second with the intensity of gradual failures λ i , k and the recovery rate µ i, k ;

определяют среднеквадратические отклонения для элементов насосной станции каждого типаdetermine the standard deviations for the elements of the pumping station of each type

Figure 00000006
Figure 00000006

где m1, m2 - суммарное количество случайных процессов в серии продолжительностью t случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов, t1,ii, t2,ii - средние значения по процессам случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов,where m 1 , m 2 is the total number of random processes in a series of t random times between sudden failures that are eliminated in the process of current repairs, and gradual failures that are eliminated in the process of overhauls, t 1, ii , t 2, ii are the average values for random running processes between sudden failures eliminated in the process of current repairs and gradual failures eliminated in the process of major repairs,

и, если полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 превышают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины, то увеличивают продолжительность t имитационного моделирования и повторяют этап б) до тех пор, пока полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не уменьшатся до допустимой точности σдоп,and, if the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 exceed the permissible accuracy σ additional determination of the distribution law of a random variable, then increase the duration t of simulation and repeat step b) until the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 are reduced to an acceptable accuracy σ add

а, если полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не превышают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины, то путем статистического анализа состояний j насосной станции и соответствующих им подач Qj, полученных в результате имитационного моделирования, получают закон распределения F(q) случайной величины Q, определяющий для каждого значения q вероятность того, что случайная величина подачи Q насосной станции примет значение меньше q, т.е. F(q)=P(Q<q).and, if the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 do not exceed the permissible accuracy σ additional determination of the distribution law of a random variable, then by statistical analysis of the states j of the pumping station and the corresponding flows Q j obtained as a result of simulation, we obtain the distribution law F (q ) a random variable Q, which determines, for each q value, the probability that the random supply quantity Q of the pumping station takes a value less than q, i.e. F (q) = P (Q <q).

Отличительными признаками заявляемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:

1. Принятие в качестве i-го элемента насосной станции, по меньшей мере, одного насоса, по меньшей мере, одного типа в совокупности со всеми другими элементами насосной станции, отказ которых приводит к остановке работы упомянутого насоса;1. The adoption as the i-th element of the pumping station, at least one pump, at least one type in conjunction with all other elements of the pumping station, the failure of which leads to a halt of the said pump;

2. Принятие в качестве вероятностных параметров i-го элемента насосной станции интенсивностей внезапных отказов λi,t, устраняемых в процессе текущих ремонтов, и интенсивностей их восстановлений µi,t, интенсивностей постепенных отказов λi,k, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивностей их восстановлений µi,k;2. The acceptance as the probability parameters of the i-th element of the pumping station of the intensities of sudden failures λ i, t eliminated in the process of current repairs, and the intensities of their recoveries µ i, t , the intensities of gradual failures λ i, k eliminated in the process of overhauls, and the intensities of their recoveries µ i, k ;

3. Принятие в качестве случайной величины подачи Q насосной станции;3. Acceptance of a pumping station Q as a random variable;

4. Дополнительное определение на этапе а) конечного числа n состояний насосной станции, j=0, 1, 2, …, n, и соответствующих им подач Qj насосной станции;4. An additional determination at step a) of a finite number n of states of the pumping station, j = 0, 1, 2, ..., n, and the corresponding feeds Q j of the pumping station;

5. Дополнительное определение на этапе а) допустимой точности σдоп определения закона распределения случайной величины;5. Additional determination in step a) additional admissible σ accuracy of determining the law of distribution of the random variable;

6. Дополнительное назначение на этапе а) продолжительности t имитационного моделирования;6. Additional appointment at stage a) the duration t of simulation;

7. Осуществление на этапе б) вероятностного моделирования посредством обработки данных результатов имитационного моделирования работы насосной станции;7. The implementation at stage b) of probabilistic modeling by processing data of the results of simulation modeling of the pump station;

8. Параллельное генерирование в процессе имитационного моделирования работы насосной станции в течение продолжительности t серии случайных процессов из двух потоков случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции, один из которых с интенсивностью внезапных отказов λi,t и интенсивностью восстановлений µ.i,t, второй - с интенсивностью постепенных отказов λi,k и интенсивностью восстановлений µi,k;8. Parallel generation during the simulation of the operation of the pumping station for the duration t of a series of random processes from two flows of random operating time and restoration of the pumping station elements, one of which with the intensity of sudden failures λ i, t and the recovery rate µ. i, t , the second - with the rate of gradual failures λ i, k and the recovery rate µ i, k ;

9. Определение среднеквадратического отклонения для элементов насосной станции каждого типа9. Determination of standard deviation for the elements of the pumping station of each type

Figure 00000007
Figure 00000007

где m1, m2 - суммарное количество случайных процессов в серии продолжительностью t случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов, t1,ii, t2,ii - средние значения по процессам случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов;where m 1 , m 2 is the total number of random processes in a series of t random times between sudden failures that are eliminated in the process of current repairs, and gradual failures that are eliminated in the process of overhauls, t 1, ii , t 2, ii are the average values for random running processes between sudden failures eliminated in the process of current repairs and gradual failures eliminated in the process of major repairs;

10. Увеличение продолжительности t и повторение этапа б) до тех пор, пока полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не уменьшатся до допустимой точности σдоп;10. An increase in the duration t and the repetition of step b) until the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 decrease to an acceptable accuracy σ add ;

11. Определение закона распределения случайной величины путем статистического анализа состояний j насосной станции и соответствующих им подач Qj, полученных в результате имитационного моделирования;11. Determination of the distribution law of a random variable by statistical analysis of the states j of the pumping station and the corresponding flows Q j obtained as a result of simulation;

12. Получение закона распределения F(q) случайной величины Q, определяющего для каждого значения q вероятность того, что случайная величина подачи Q насосной станции примет значение меньше q, т.е. F(q)=P(Q<q).12. Obtaining the distribution law F (q) of the random variable Q, which determines for each q value the probability that the random supply quantity Q of the pumping station will take a value less than q, i.e. F (q) = P (Q <q).

По сведениям, имеющимся у авторов, все отличительные признаки не известны. Совместное их применение позволяет расширить функциональные возможности метода, поскольку:According to the information available to the authors, all the distinguishing features are not known. Their combined use allows you to expand the functionality of the method, because:

- при его помощи появляется возможность определить технологические показатели надежности в виде распределения случайной величины - технологического параметра, например, подачи насосной станции. Это стало возможно благодаря совместному применению отличительных признаков №1 - 4, 11, 12;- with his help, it becomes possible to determine technological reliability indicators in the form of a random variable distribution - a technological parameter, for example, a pumping station supply. This was made possible thanks to the combined use of distinctive features No. 1 - 4, 11, 12;

- при его помощи появляется возможность оценить надежность системы, состоящей из элементов, процесс изменения состояний (работоспособное и отказное) которых происходит под воздействием двух случайных потоков (выход в текущий и капитальный ремонты, продолжительность которых отличаются на порядок), между которыми не существует логической связи. Это стало возможно благодаря совместному применению отличительных признаков №1, 2, 5-11.- with its help, it becomes possible to evaluate the reliability of a system consisting of elements, the process of changing states (operational and failure) of which occurs under the influence of two random flows (current and overhaul repairs, the duration of which differ by an order of magnitude), between which there is no logical connection . This was made possible thanks to the combined use of distinctive features No. 1, 2, 5-11.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 представлен вид в плане насосной станции, на фиг. 2 приведен разрез насосной станции по одному из насосов, из которого виден состав i-го элемента насосной станции, на фиг. 3 - таблица с результатами расчета подач Qj насосной станции во всех состояниях j=0, 1, 2, …, n, на фиг. 4 - схема с примером результатов генерирования двух потоков из серии случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции, на фиг. 5 - график с закономерностью изменения среднеквадратического отклонения σ1 между принятыми в качестве исходных данных и полученными в результате моделирования средними наработками насосов между отказами в зависимости от продолжительности t имитационного моделирования, на фиг. 6 - результаты (в графической форме) определения искомой зависимости распределения случайной величины, на фиг. 7 - функция плотности распределения f(q) случайной величины подач Q насосной станции, полученная путем дифференцирования зависимости распределения случайной величины.In FIG. 1 is a plan view of a pumping station; FIG. 2 shows a section through a pumping station along one of the pumps, from which the composition of the ith element of the pumping station is visible, FIG. 3 is a table with the calculation results of the feeds Q j of the pumping station in all states j = 0, 1, 2, ..., n, in FIG. 4 is a diagram with an example of the results of generating two flows from a series of random operating time and recoveries of elements of a pumping station, FIG. 5 is a graph with the pattern of variation of the standard deviation σ 1 between the average operating time of the pumps between failures taken as initial data and obtained as a result of the simulation, depending on the duration t of the simulation, in FIG. 6 shows the results (in graphical form) of determining the desired dependence of the distribution of a random variable; FIG. 7 is a function of the distribution density f (q) of a random supply quantity Q of the pumping station, obtained by differentiating the distribution of the random variable.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

На этапе а) осуществляют разделение всей рассматриваемой системы на конечное число H элементов i=1, 2, ..., H, каждый из которых в модели надежности представляется простым (бинарным) событием с двумя возможными состояниями, например, работоспособности/отказа и вероятностными параметрами.At stage a), the entire system under consideration is divided into a finite number H of elements i = 1, 2, ..., H, each of which in the reliability model is represented as a simple (binary) event with two possible states, for example, operability / failure and probabilistic parameters.

Для иллюстрации особенностей выполнения этого этапа на фиг. 1 представлен вид в плане насосной станции, включающей в себя корпус 1, приемный резервуар 2, и оборудованной двумя типами насосов: высокопроизводительными насосами 3 (7 шт, модель насосов - ФВ 22700/63, расчетная подача - 17,0 тыс. м3/ч) и низкопроизводительными насосами 4 (4 шт, модель насосов - ФВ 9000/63, расчетная подача - 7,5 тыс. м3/ч). Насосы 3 и 4 расположены в машинном отделении 5. В дополнение на фиг. 2 приведен разрез насосной станции по одному из насосов, из которого виден состав i-го элемента насосной станции, включающий в себя, например:To illustrate the features of this step in FIG. 1 is a plan view of a pumping station including a housing 1, a receiving tank 2, and equipped with two types of pumps: high-performance pumps 3 (7 pcs., Pump model - ФВ 22700/63, estimated flow - 17.0 thousand m 3 / h) and low-performance pumps 4 (4 pcs., pump model - ФВ 9000/63, rated flow - 7.5 thousand m 3 / h). Pumps 3 and 4 are located in engine room 5. In addition to FIG. 2 shows a section of a pumping station according to one of the pumps, from which the composition of the i-th element of the pumping station is visible, including, for example:

один насос 6;one pump 6;

элементы автоматизированной системы управления (АСУ) 7;elements of an automated control system (ACS) 7;

электродвигатель 8;electric motor 8;

систему 9 подачи воды на охлаждение электродвигателя; гидравлические домкраты 10;a system 9 for supplying water for cooling an electric motor; hydraulic jacks 10;

вал 11;shaft 11;

систему 12 подачи воды на уплотнение вала и подшипника;system 12 for supplying water to the shaft and bearing seals;

всасывающий трубопровод 13;suction pipe 13;

напорный трубопровод 14;pressure pipe 14;

задвижку 15, установленную на всасывающем трубопроводе 13;a valve 15 mounted on the suction pipe 13;

задвижку 16, установленную на напорном трубопроводе 14.the valve 16 mounted on the pressure pipe 14.

Таким образом, конечное число элементов насосной станции Н=11, каждый из которых может находиться только в двух состояниях: работоспособности и отказа. В каждом из этих элементов при отказе одного из его вышеупомянутых структурных частей, обозначенных позициями 6-16, весь элемент будет находиться в состоянии отказа. Например, при отказе задвижки 15, установленной на всасывающем трубопроводе 13, вода перестанет поступать в насос 6 и весь элемент работать не будет. В состоянии работоспособности i-й элемент будет находиться только тогда, когда работоспособными будут все его части.Thus, the final number of elements of the pumping station is H = 11, each of which can be in only two states: operability and failure. In each of these elements, in the event of failure of one of its aforementioned structural parts, indicated by positions 6-16, the entire element will be in a state of failure. For example, if the valve 15 installed on the suction pipe 13 fails, water will stop flowing into the pump 6 and the whole element will not work. In the state of operability, the i-th element will be only when all its parts are operational.

В качестве вероятностных параметров i-го элемента насосной станции принимают интенсивности внезапных отказов λi,t, устраняемых в процессе текущих ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,t, интенсивности постепенных отказов λi,k, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,k. Указанные вероятностные параметры могут быть получены в процессе технического обследования насосной станции или из справочной литературы. Например, по результатам обследования установлено, что:The probabilistic parameters of the ith element of the pumping station are the intensities of sudden failures λ i, t eliminated during the current repairs, and the intensities of their recoveries µ i, t , the intensities of the gradual failures λ i, k eliminated during the overhauls, and the intensity their recoveries µ i, k . The indicated probabilistic parameters can be obtained in the process of technical inspection of the pumping station or from the reference literature. For example, the survey found that:

- первый тип i-го элемента, в состав которого входят высокопроизводительные насосы ФВ 22700/63, имеет следующие вероятностные параметры - интенсивность внезапных отказов λi,t=32,6082*10-4, 1/ч, интенсивности их восстановлений µi,t=125,00*10-4, 1/ч, интенсивности постепенных отказов λi,k=0,83333*10-4, 1/ч, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,k=0,9375*10-4, 1/ч;- the first type of the i-th element, which includes high-performance pumps ФВ 22700/63, has the following probabilistic parameters - the intensity of sudden failures λ i, t = 32.6082 * 10 -4 , 1 / h, the intensity of their recoveries µ i, t = 125.00 * 10 -4 , 1 / h, the rate of gradual failures λ i, k = 0.83333 * 10 -4 , 1 / h, eliminated during the overhaul, and the intensity of their restoration µ i, k = 0 9375 * 10 -4 , 1 / h;

- второй тип i-го элемента, в состав которого входят низкопроизводительные насосы ФВ 9000/63, имеет следующие вероятностные параметры - интенсивность внезапных отказов λi,t=29,2213*10-4, 1/ч, интенсивности их восстановлений µi,t=222,22*10-4, 1/ч, интенсивности постепенных отказов λi,k=0,83333*10-4, 1/ч, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,k=0,9375*10-4, 1/ч.- the second type of the i-th element, which includes low-performance pumps ФВ 9000/63, has the following probabilistic parameters - the intensity of sudden failures λ i, t = 29.2213 * 10 -4 , 1 / h, the intensity of their recoveries µ i, t = 222.22 * 10 -4 , 1 / h, the rate of gradual failures λ i, k = 0.83333 * 10 -4 , 1 / h, eliminated during the overhaul, and the intensity of their restoration µ i, k = 0 , 9375 * 10 -4 , 1 / h.

В качестве случайной величины принимают подачу Q насосной станции.As a random variable, the flow Q of the pumping station is taken.

На этапе а) дополнительно:In step a), additionally:

- определяют конечное число n состояний насосной станции, j=0, 1, 2, …, n, и соответствующих им подач Qj насосной станции. Конечное число n состояний зависит от конечного числа Н элементов, а так же количества их типов. Если насосная станция состоит из Н однотипных элементов, то число состояний n=Н+1. При этом, в состоянии 0 все элементы работоспособны. В рассматриваемом примере число состояний элементов с четырьмя низкопроизводительными насосами равно 5, а с семью высокопроизводительными насосами - 8. Тогда общее число состояний насосной станции равно n=5*8=40, т.е. j=0, 1, 2, …, 39. Подача в каждом состоянии определяется суммой подач всех насосов, находящихся в работоспособном состоянии. Например, в состоянии 0, когда все насосы работоспособны, Q0=7*17,0+4*7,5=149 тыс. м3/ч. Результаты расчета подач во всех остальных состояниях приведены в таблице на фиг. 3. В ней, kВП, kНП - количество отказавших высокопроизводительных и низкопроизводительных насосов;- determine the final number n of states of the pumping station, j = 0, 1, 2, ..., n, and the corresponding feeds Q j of the pumping station. The final number n of states depends on the finite number H of elements, as well as the number of their types. If the pumping station consists of H of the same type of elements, then the number of states is n = H + 1. At the same time, in state 0, all elements are operational. In this example, the number of states of elements with four low-performance pumps is 5, and with seven high-performance pumps it is 8. Then the total number of states of the pumping station is n = 5 * 8 = 40, i.e. j = 0, 1, 2, ..., 39. The flow rate in each state is determined by the sum of the flows of all pumps in operable state. For example, in state 0, when all the pumps are operational, Q 0 = 7 * 17.0 + 4 * 7.5 = 149 thousand m 3 / h. The results of the calculation of feeds in all other states are shown in the table in FIG. 3. In it, k VP , k NP - the number of failed high-performance and low-performance pumps;

- дополнительно назначают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины. В соответствии с настоящим изобретением в зависимости от важности насосной станции в системе водоотведения может быть назначена любая точность σдоп. Как правило, ее принимают равной принятой точности инженерных расчетов, т.е. 5%;- additionally assign the permissible accuracy σ additional definition of the law of distribution of a random variable. In accordance with the present invention, depending on the importance of the pumping station in the drainage system, any accuracy σ add. As a rule, it is taken equal to the accepted accuracy of engineering calculations, i.e. 5%;

- назначают продолжительность t имитационного моделирования.- designate the duration t of simulation.

Вероятностное моделирование на этапе б) осуществляют посредством обработки данных результатов имитационного моделирования работы насосной станции в течение продолжительности t. Имитационное моделирование известно в данной области техники и доступно для понимания специалистами. Например, его определение содержится в Википедии (https://ru.wikipedia.org): «Имитационное моделирование (ситуационное моделирование) - метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. Такую модель можно «проиграть» во времени как для одного испытания, так и заданного их множества. При этом результаты будут определяться случайным характером процессов. По этим данным можно получить достаточно устойчивую статистику».Probabilistic modeling in step b) is carried out by processing the data of the simulation results of the operation of the pumping station for a duration t. Simulation is known in the art and is readily understood by those skilled in the art. For example, its definition is contained in Wikipedia (https://ru.wikipedia.org): “Simulation (situational modeling) is a method that allows you to build models that describe processes as they would in reality. Such a model can be “lost” in time both for one test and for a given set of them. The results will be determined by the random nature of the processes. Based on these data, you can get fairly stable statistics. "

В процессе имитационного моделирования:In the process of simulation:

1. Параллельно генерируют серию случайных процессов из двух потоков случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции, один из которых - с интенсивностью внезапных отказов λi,t и интенсивностью восстановлений µi,t, второй - с интенсивностью постепенных отказов λi,k и интенсивностью восстановлений µi,k. Генерирование случайных потоков известно в данной области техники и доступно для понимания специалистами. Например, его определение содержится в Википедии (https://ru.wikipedia.org) в разделе «Генерирование случайных чисел». Генерирование осуществляется с применением «различных генераторов псевдослучайных чисел, для каждого из которых можно задавать конкретное распределение». В настоящее время генератор псевдослучайных чисел имеется в любом компьютере и используется в виде функции в большинстве расчетных программ, например, в Microsoft Excel. Для иллюстрации на фиг. 4 приведен пример такого генерирования одного потока случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции одного типа, в состав которого входят низкопроизводительные насосы. В результате получены:1. At the same time, a series of random processes is generated from two flows of random operating time and recoveries of elements of the pumping station, one of which with the intensity of sudden failures λ i, t and the recovery rate µ i, t , the second with the intensity of gradual failures λ i, k and the intensity recoveries µ i, k . The generation of random streams is known in the art and is readily understood by those skilled in the art. For example, its definition is contained in Wikipedia (https://ru.wikipedia.org) in the section "Generating random numbers". Generation is carried out using "various pseudo-random number generators, for each of which a specific distribution can be set." Currently, a pseudo-random number generator is available on any computer and is used as a function in most calculation programs, for example, in Microsoft Excel. To illustrate in FIG. Figure 4 shows an example of such a generation of a single stream of random operating time and recovery of elements of a pumping station of the same type, which includes low-performance pumps. As a result, received:

- поток случайных наработок t1,1, t1,2, t1,3, t1,4, … между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов (позиция 17 на фиг. 4). Они получены с учетом того, что вероятность P(dt) перехода из состояния работоспособности в состояние отказа в течение интервала времени dt равна P(dt)=λi,t dt=29,2213*10-4*dt. При dt=1 ч P(dt)=29,2213*10-4. В результате получен, например, следующий поток наработок: 350,25; 334,60; 338,39; 365,44 и т.д. часов;- the flow of random operating time t 1,1 , t 1,2 , t 1,3 , t 1,4 , ... between sudden failures eliminated in the process of current repairs (position 17 in Fig. 4). They are obtained taking into account the fact that the probability P (dt) of the transition from the operational state to the failure state during the time interval dt is P (dt) = λ i, t dt = 29.2213 * 10 -4 * dt. When dt = 1 h, P (dt) = 29.2213 * 10 -4 . The result is, for example, the following stream of developments: 350.25; 334.60; 338.39; 365.44 etc. hours;

- поток случайных восстановлений τ1,1, τ1,2, τ1,3, τ1,4, … в процессе текущих ремонтов (позиция 18 на фиг. 4). Они получены с учетом того, что вероятность P(dt) перехода из состояния отказа в состояние работоспособности в течение интервала времени dt равна P(dt)=µi,t dt=222,22*10-4*dt. При dt=1 ч P(dt)=222,22*10-4. В результате получен, например, следующий поток восстановлений: 76; 81; 79; 81 и т.д. часов;- stream of random recoveries τ1,1, τ1,2, τ1.3, τ1.4, ... during ongoing repairs (item 18 in FIG. 4). They are obtained taking into account the fact that the probability P (dt) of the transition from the failure state to the operability state during the time interval dt is P (dt) = μi, t dt = 222.22 * 10-four* dt. When dt = 1 h, P (dt) = 222.22 * 10-four. As a result, for example, the following recovery stream was obtained: 76; 81; 79; 81 etc. hours;

- поток случайных наработок t2,1, t2,2, t2,3, t2,4, … между постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов (позиция 19 на фиг. 4). Они получены с учетом того, что вероятность P(dt) перехода из состояния работоспособности в состояние отказа в течение интервала времени dt равна P(dt)=λi,k dt=0,83333*10-4*dt. При dt=1 ч P(dt)=0,83333*10-4. В результате получен, например, следующий поток наработок: 12050; 12100; 11780; 12001 и т.д. часов;- the flow of random operating time t 2,1 , t 2,2 , t 2,3 , t 2,4 , ... between the gradual failures eliminated in the process of major repairs (position 19 in Fig. 4). They are obtained taking into account the fact that the probability P (dt) of the transition from the operational state to the failure state during the time interval dt is P (dt) = λ i, k dt = 0.83333 * 10 -4 * dt. At dt = 1 h, P (dt) = 0.83333 * 10 -4 . The result is, for example, the following stream of developments: 12050; 12100; 11780; 12001 etc. hours;

- поток случайных восстановлений τ2,1, τ2,2, τ2,3, τ2,4, … в процессе капитальных ремонтов (позиция 20 на фиг. 4). Они получены с учетом того, что вероятность P(dt) перехода из состояния отказа в состояние работоспособности в течение интервала времени dt равна P(dt)=µi,k dt=0,9375*10-4*dt. При dt=1 ч P(dt)=0,9375*10-4. В результате получен, например, следующий поток восстановлений: 10424,54; 6888,35; 10682,65; 8052,34 и т.д. часов.- stream of random recoveries τ 2,1 , τ 2,2 , τ 2,3 , τ 2,4 , ... in the process of major repairs (item 20 in Fig. 4). They are obtained taking into account the fact that the probability P (dt) of the transition from the failure state to the operability state during the time interval dt is P (dt) = µ i, k dt = 0.9375 * 10 -4 * dt. At dt = 1 h, P (dt) = 0.9375 * 10 -4 . As a result, for example, the following recovery stream was obtained: 10424.54; 6,888.35; 10,682.65; 8052.34 etc. hours.

2. Определяют среднеквадратические отклонения для элементов каждого типа2. Determine the standard deviations for the elements of each type.

Figure 00000008
Figure 00000008

и, если полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 превышают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины, то увеличивают продолжительность t и повторяют этап б) до тех пор, пока полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не уменьшатся до допустимой точности σдоп.and, if the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 exceed the permissible accuracy σ additionally determining the distribution law of a random variable, then increase the duration t and repeat step b) until the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 decrease to an acceptable accuracy σ add .

Особенности выполнения этого этапа приведены на фиг. 5, где на примере восстановлений элементов насосной станции одного типа, в состав которого входят высокопроизводительные насосы, показано, как изменяется σ1 (в %) в зависимости от продолжительности t имитационного моделирования. На этой фигуре позицией 21 обозначены средние наработки насосов между отказами в одной серии, полученные тем же методом имитационного моделирования, позицией 22 - средняя наработка между отказами, принятая в качестве исходных данных и равная 1/λi,t=1/32,6082*104=306 часов, позицией 23 - искомое среднеквадратическое отклонение σ1 между принятыми в качестве исходных данных и полученными в результате моделирования средними наработками насосов между отказами.Features of this step are shown in FIG. 5, where, using the example of restoring elements of a pumping station of the same type, which includes high-performance pumps, it is shown how σ 1 (in%) changes depending on the duration t of simulation. In this figure, position 21 denotes the average operating time of the pumps between failures in the same series, obtained by the same simulation method, position 22 denotes the average time between failures, taken as the initial data and equal to 1 / λ i, t = 1 / 32.6082 * 10 4 = 306 hours, position 23 is the sought standard deviation σ 1 between the average operating time of the pumps between failures accepted as initial data and obtained as a result of the simulation.

Из фиг. 5 так же видно, что если допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины принять равной 5%, то придется повторять этап б) до тех пор, пока продолжительность t не достигнет 100 лет.From FIG. 5 it is also seen that if the admissible accuracy σ of the additional determination of the distribution law of a random variable is taken to be 5%, then it will be necessary to repeat step b) until the duration t reaches 100 years.

Далее, путем статистического анализа состояний j насосной станции и соответствующих им подач Qj, полученных в результате имитационного моделирования, получают закон распределения случайной величины F(q), определяющий для каждого значения q вероятность того, что случайная величина подач Q насосной станции примет значение меньше q, т.е. F(q)=P(Q<q).Further, by statistical analysis of the pumping station states j and their corresponding flows Q j obtained as a result of simulation, we obtain the distribution law of a random variable F (q), which determines for each q value the probability that the random flow quantity Q of the pump station takes a value less q, i.e. F (q) = P (Q <q).

На фиг. 6 в графической форме приведены результаты определения искомого закона распределения случайной величины F(q), полученной путем статистического анализа состояний j насосной станции и соответствующих им подач Qj.In FIG. Figure 6 shows in graphical form the results of determining the desired distribution law of the random variable F (q) obtained by statistical analysis of the states j of the pumping station and the corresponding flows Q j .

В дополнении, на фиг. 7 приведена функция плотности распределения f(q) подач насосной станции q. Она получена путем дифференцирования функции F(q), т.е. f(q)=F′(q). Расчетная функция плотности распределения f(q) на фиг. 7 обозначена позицией 24. Кроме того, позицией 25 обозначена фактическая функция плотности распределения f(q) подач q (принятой в качестве примера) насосной станции, полученная путем статистической обработки эксплуатационной информации, хранящейся в базах данных автоматизированной системы управления за период 5 лет.In addition, in FIG. 7 shows the density distribution function f (q) of the pump station q flows. It is obtained by differentiating the function F (q), i.e. f (q) = F ′ (q). The calculated distribution density function f (q) in FIG. 7 is indicated by 24. In addition, position 25 denotes the actual distribution density function f (q) of the supply q (taken as an example) of the pumping station obtained by statistical processing of operational information stored in the databases of the automated control system for a period of 5 years.

Сопоставление полученных функций плотности распределения (расчетной, обозначенной позицией 24, и фактической, обозначенной позицией 25), доказывает высокую точность прогнозирования подачи насосной станции данным способом. Поскольку пример реализован с применением обычного персонального компьютера, то это доказывает его промышленную применимость.A comparison of the obtained density distribution functions (calculated, indicated by 24, and actual, indicated by 25), proves the high accuracy of predicting the flow of the pumping station in this way. Since the example is implemented using a conventional personal computer, this proves its industrial applicability.

Claims (1)

Способ оценки надежности насосной станции, содержащий этапы, на которых:
а) осуществляют разделение всей рассматриваемой системы на конечное число H элементов i=1, 2, …, H, каждый из которых представляется в модели надежности простым событием с двумя возможными состояниями, например, работоспособности/отказа и вероятностными параметрами;
б) осуществляют вероятностное моделирование с определением закона распределения случайной величины, отличающийся тем, что в качестве i-го элемента насосной станции принимают, по меньшей мере, один насос, по меньшей мере, одного типа в совокупности со всеми другими элементами насосной станции, отказ которых приводит к остановке работы упомянутого насоса, в качестве вероятностных параметров i-го элемента насосной станции принимают интенсивности внезапных отказов λi,t, устраняемых в процессе текущих ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,t, интенсивности постепенных отказов λi,k, устраняемых в процессе капитальных ремонтов, и интенсивности их восстановлений µi,k, в качестве случайной величины принимают подачу Q насосной станции,
на этапе а) дополнительно определяют конечное число n состояний насосной станции, j=0, 1, 2, …, n, и соответствующих им подач Q j насосной станции, а так же допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины и назначают продолжительность t имитационного моделирования;
вероятностное моделирование на этапе б) осуществляют посредством обработки данных результатов имитационного моделирования работы насосной станции, в процессе которого: параллельно генерируют серию случайных процессов из двух потоков случайных наработок и восстановлений элементов насосной станции, один из которых с интенсивностью внезапных отказов λi,t
и интенсивностью восстановлений µi,t, второй - с интенсивностью постепенных отказов λi,k и интенсивностью восстановлений µi,k, определяют среднеквадратические отклонения для элементов насосной станции каждого типа
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
где m 1 , m 2 - суммарное количество случайных процессов в серии продолжительностью t случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов, t1,ii, t2,ii - средние значения по процессам случайных наработок между внезапными отказами, устраняемыми в процессе текущих ремонтов, и постепенными отказами, устраняемыми в процессе капитальных ремонтов, и, если полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 превышают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины, то увеличивают продолжительность t имитационного моделирования и повторяют этап б) до тех пор, пока полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не уменьшатся до допустимой точности σдоп, а если полученные среднеквадратические отклонения σ1 и σ2 не превышают допустимую точность σдоп определения закона распределения случайной величины, то путем статистического анализа состояний j насосной станции и соответствующих им подач Q j, полученных в результате имитационного моделирования, получают закон распределения F(q) случайной величины Q, определяющий для каждого значения q вероятность того, что случайная величина подачи Q насосной станции примет значение меньше q, т.е.
Figure 00000011
.
A method for assessing the reliability of a pumping station, comprising the steps of:
a) carry out the separation of the entire system in question into a finite number H of elements i = 1, 2, ..., H , each of which is represented in the reliability model as a simple event with two possible states, for example, operability / failure and probabilistic parameters;
b) is performed with a probabilistic modeling definition of random variable distribution law, characterized in that the i th at the pump station receiving element least one pump, at least one type together with all other components of the pumping station, where failure It leads to stopping operation of said pump, as probabilistic parameters i -th element of the pumping station receiving intensity sudden failures λ i, t, are fixed in the current repair, and the intensity of the restored eny μ i, t, intensity gradual failures λ i, k, are fixed during overhauls, and the intensity of their rebounds μ i, k, as a random variable taking feed pump station Q,
at step a), an additional final number n of states of the pumping station, j = 0, 1, 2, ..., n , and the corresponding feeds Q j of the pumping station, is determined, as well as the permissible accuracy σ of the additional determination of the distribution law of the random variable and the duration t simulation modeling;
probabilistic modeling at stage b) is carried out by processing the data of the simulation results of the operation of the pumping station, during which: a series of random processes are generated in parallel from two flows of random operating time and restoration of the pumping station elements, one of which with the rate of sudden failures λ i, t
and the recovery rate µ i, t , the second - with the rate of gradual failure λ i, k and the recovery rate µ i, k , determine the standard deviations for the elements of the pumping station of each type
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
where m 1 , m 2 is the total number of random processes in a series of t random times between sudden failures that are eliminated in the process of current repairs, and gradual failures that are eliminated in the process of overhauls, t 1, ii , t 2, ii are the average values for random running processes between sudden failures eliminated in the process of current repairs and gradual failures eliminated in the process of overhauls, and if the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 exceed the permissible accuracy σ additional of the distribution law of a random variable, then increase the duration t of simulation and repeat step b) until the resulting standard deviations σ 1 and σ 2 are reduced to an acceptable accuracy σ add , and if the obtained standard deviations σ 1 and σ 2 do not exceed admissible σ additional accuracy determination random variable distribution law, by statistical analysis of states j of the pumping station and the corresponding feed Q j, obtained by simulation modelirova Ia, prepared law F (q) the distribution of the random variable Q, which determines for each value of q probability that a random variable flow Q of pumping station will assume a value smaller than q, that is,
Figure 00000011
.
RU2015133745/13A 2015-08-11 2015-08-11 Method of pump station reliability evaluation RU2602295C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133745/13A RU2602295C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of pump station reliability evaluation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015133745/13A RU2602295C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of pump station reliability evaluation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602295C1 true RU2602295C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57759942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133745/13A RU2602295C1 (en) 2015-08-11 2015-08-11 Method of pump station reliability evaluation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602295C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709902C1 (en) * 2018-12-13 2019-12-23 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Method of replacement of gate valve on suction pipeline of pump unit and temporary section in underwater zone of receiving section of sewage pump station

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1260460A1 (en) * 1984-08-06 1986-09-30 Территориальное Производственное Объединение Коммунально-Промышленного Водоснабжения "Харьковкоммунпромвод" Method of controlling water supply system
RU2107780C1 (en) * 1995-04-19 1998-03-27 Военный инженерный строительный институт Method for ensuring reliability of pumping stations
US20130108473A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-02 Abb Oy Method and controller for operating a pump system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1260460A1 (en) * 1984-08-06 1986-09-30 Территориальное Производственное Объединение Коммунально-Промышленного Водоснабжения "Харьковкоммунпромвод" Method of controlling water supply system
RU2107780C1 (en) * 1995-04-19 1998-03-27 Военный инженерный строительный институт Method for ensuring reliability of pumping stations
US20130108473A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-02 Abb Oy Method and controller for operating a pump system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИГНАТЧИК С.Ю. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ / ВОДОСНАБЖЕНИЕ И САНИТАРНАЯ ТЕХНИКА. 2012. N 12, стр. 37-43. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709902C1 (en) * 2018-12-13 2019-12-23 Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" Method of replacement of gate valve on suction pipeline of pump unit and temporary section in underwater zone of receiving section of sewage pump station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110991666B (en) Fault detection method, training device, training equipment and training equipment for model, and storage medium
CN102155301B (en) System and method for monitoring gas turbine
CN112148577A (en) Data anomaly detection method and device, electronic equipment and storage medium
US20130041783A1 (en) System and method for dynamic spare part management
US20200175407A1 (en) Monitored machine performance as a maintenance predictor
Langeron et al. Combination of safety integrity levels (SILs): A study of IEC61508 merging rules
JP7053152B2 (en) Systems and methods for optimizing recommended inspection intervals
JP2017151980A5 (en)
RU2602295C1 (en) Method of pump station reliability evaluation
CN115115116A (en) Fault prediction method applied to industrial Internet and related equipment
RU2620133C1 (en) Method of probabilistic assessment of pumping station supplying
Abu-Abed et al. Life-Support Model of Supply Systems of Oil and Gas Industry Objects
Kabir et al. Quantification of temporal fault trees based on fuzzy set theory
Khalil Ur et al. Sensitivity study on availability of I&C components using bayesian network
CN103197564A (en) Digitalized human-machine interface monitoring unit number optimization method and system
Catelani et al. Failure rates sensitivity analysis using Monte Carlo simulation
Kostogryzov et al. Innovative management based on risks prediction
Yuan et al. Research on reliability of centrifugal compressor unit based on dynamic Bayesian network of fault tree mapping
Brissaud et al. Reliability and availability models for ageing safety-related systems
Bhatti et al. Stochastic analysis of parallel system with two discrete failures
Barak et al. Cost-benefit analysis of a cold standby system with preventive maintenance and repair subject to inspection
CN105303315B (en) A kind of power equipment reliability appraisal procedure counted and maintenance randomness influences
CN110660002B (en) Method and device for determining failure rate curve of component of wind generating set
Ur et al. Formulation and Reliability Feature Analysis of Analog, Digital and Hybrid I&C Architectures for Research Reactors
Bäckström et al. Two interpretations of the risk increase factor definition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180812