Niniejsza monografia dotyczy problemów związanych z tworzeniem systemu wspomaganej komputerowo oceny stanu technicznego pojazdów szynowych. Obejmuje ona zagadnienia dotyczące systemowego ujęcia eksploatacji pojazdów szynowych, klasyfikacji ich stanów technicznych, wyodrębniania i klasyfikacji cech diagnostycznych oraz tworzenia modeli formalnych oceny tych cech, a także metod oceny stanu technicznego i lokalizacji niezdatności w złożonych zespołach pojazdów. W pierwszej części pracy dokonano przeglądu wiedzy związanej z realizowanym tematem, które wykazało istnienie różnic w zakresie nomenklatury, pojęć i metod stosowanych przez autorów w publikacjach odnoszących się do szeroko rozumianych problemów współczesnej diagnostyki technicznej. Dlatego też na potrzeby niniejszej pracy przyjęto określone pojęcia, zdefiniowano cele i zadania dla systemu diagnostyki pojazdów szynowych, dokonano klasyfikacji cech diagnostycznych oraz wyodrębniono z nich zbiór cech bezpieczeństwa ruchu. Zwrócono także uwagę na potrzebę rozróżnienia takich pojęć, jak stan strukturalny, stan techniczny, stan eksploatacyjny obiektu. Skonkretyzowano także, że praca będzie dotyczyć możliwości wykorzystania cech zdeterminowanych we wspomaganej komputerowo ocenie stanu technicznego obiektu. Kolejna część pracy została poświęcona zagadnieniu klasyfikacji stanów technicznych pojazdów szynowych. Cele diagnostyki technicznej i istniejący system eksploatacji wymagają przyjęcia złożonej klasyfikacji stanów technicznych pojazdów szynowych. Zaproponowano, aby kryteriami klasyfikacji stanów technicznych do wykorzystania w systemie użytkowania były przekroczenia wartości granicznych cech diagnostycznych ze zbiorów cech bezpieczeństwa, cech zasadniczych i drugorzędnych. Przyjęto również, że kryteriami klasyfikacji stanów technicznych dla systemu obsługiwania może być ilość i kombinacje niezdatnych elementów obiektu oraz forma tych niezdatności. Zasadnicza część pracy dotyczy weryfikacji możliwości budowy komputerowo wspomaganych systemów oceny stanu technicznego pojazdów szynowych. W celu oceny stanu technicznego w systemie użytkowania przedstawiono sposoby oceny cech diagnostycznych, a dla zestawu kołowego pojazdów szynowych zaproponowano strukturę bazy danych i opracowano elementy interfejsu użytkownika realizującego w praktyce ocenę tych cech. W ramach realizacji wspomaganej komputerowo oceny stanu technicznego w systemie obsługiwania poddano analizie dwie metody lokalizacji niezdatności w obiektach złożonych, tj. metodę macierzową i metodę skreśleń. W tym celu omówiono rodzaje modeli logicznych obiektów diagnostyki, a spośród nich binarne i wielowartościowe modele macierzowe, które uznano za szczególnie przydatne w procesie tworzenia zbiorów sprawdzeń testów diagnostycznych. Omówiono także typy struktur obiektów złożonych. Zweryfikowano możliwości programowego tworzenia zbiorów sprawdzeń testów diagnostycznych za pomocą pakietu Mathematica dla przypadku binarnej oceny cech diagnostycznych danego obiektu. Ponieważ macierzowa metoda wyboru cech dla zbiorów sprawdzeń testów diagnostycznych nie sprawdza się przy wielowartościowej metodzie oceny tych cech, w pracy użyto opracowanego generatora testów, który dokonuje wyboru cech metodą skreśleń. Skuteczność tej metody przetestowano na przykładach zarówno binarnej, jak i trójwartościowej oceny cech diagnostycznych.Podjęte w pracy zagadnienia są sprawdzeniem możliwości budowy kompleksowych systemów oceny stanu technicznego, które powinny być wykorzystywane do wspomagania procesu kierowania eksploatacją współczesnych pojazdów szynowych.
The monograph refers to problems occurring in the construction of the system of the computer-aided evaluation of a rail vehicle technical state. The work involves issues related to the system approach of rail vehicle operation, rail vehicle technical state classification, diagnostic feature distinguishing and classification as well as creating formal models of evaluation of these features, and the technical state evaluation methods together with the localization of unusable elements in the complex sets of vehicles. The first part of the monograph presents the review of the specialist knowledge of the topic. The review revealed differences in nomenclature, terms and methods used by authors in their publications within the wide scope of problems of modern technical diagnostics. Due to this fact, the author of this monograph used terms determined for the field, defined the goals and tasks for the rail vehicle diagnostic system, classified the diagnostic features and isolated a set of rail vehicle movement safety features distinguishing such notions as a structural state, a technical state, and an operational state was underlined. Furthermore, it was stated that the work would refer to the possibilities of using determined features in the computer-aided evaluation of an object’s technical state. The subsequent part of the work is devoted to the classification of the rail vehicle technical state. Technical diagnostics goals and the existing system of operation are the reasons for acquiring a complex classification of the rail vehicle technical state. The author proposes that the exceedings of the boundary values of diagnostic features from sets of safety features as well as the fundamental and secondary features should be used as the criteria for the technical state classification applied to an operational use system. It was also assumed that the number and combinations of unusable object elements and the form of these unusabilities can be treated as the criteria of the technical state classification for the maintenance system. The main part of this paper refers to the verification of the feasibility of constructing computer-aided systems for rail vehicle technical state evaluation. The ways of evaluating diagnostic features were described for the evaluation of the technical state in the operational use system. For the wheel set of rail vehicles, the structure of the database was proposed and the elements of the user interface were worked out. The user fulfills in practice the task of diagnostic feature evaluating. To accomplish the computer-aided evaluation of the technical state in the maintenance system, two methods of the localization of unusable elements in complex objects are analyzed. They are a matrix method and a crossing-out method. The types of diagnostic object logic models were presented with careful attention directed to binary and multivalent matrix models, which are especially useful in the process of creating the sets of diagnostic test checking. The structural types of complex models were discussed. The feasibilities of the program creating of diagnostic test check out sets with the use of the Mathematica software package for the binary evaluation of the diagnostic features of a given object were verified. Since the matrix method of choosing features for the diagnostic test check out sets does not work well with the multivalent evaluation method of these features, there was used a test generator created especially for this purpose. The test generator chooses the features with the use of the crossing-out method. The efficiency of this method was tested on examples, both in the binary evaluation and the three-value evaluation of the diagnostic features. The problems discussed in the paper may be treated as a way of checking the feasibilities of the construction of the complex systems of technical state evaluation. These systems should be used for aiding the control process of the modern rail vehicle operation.
Die Arbeit betrifft Fragen, die mit der Bildung des Systems der computergestützten Bewertung des technischen Zustands von Schienenfahrzeugen zusammenhängen. Es umfasst folgende Fragestellungen: systemhafte Auffassung des Betriebsprozesses von Schienenfahrzeugen, Klassifizierung ihres technischen Zustands, die Ausgliederung und Klassifizierung von Diagnoseeigenschaften sowie das Erstellen von formalen Modellen der Bewertung von diesen Eigenschaften sowie Bewertungsmethoden des technischen Zustands und Lokalisierung von Unbrauchbarkeiten in den komplexen Gruppen von Fahrzeugen. Der erste Teil der Arbeit beinhaltet den Überblick über das Wissen zum vorliegenden Thema. Es hat Unterschiede im Bereich der Nomenklatur sowie der Begriffe und Methoden aufgezeigt, die von den Autoren in ihren Publikationen zu den breit verstandenen Problemen der gegenwärtigen technischen Diagnostik verwendet werden. In Hinsicht darauf wurden für Zwecke dieser Arbeit bestimmte damit verbundene Begriffe angenommen, Ziele und Aufgaben für das System der Diagnostik von Schienenfahrzeugen definiert, die Klassifizierung von diagnostischen Eigenschaften vorgenommen sowie daraus eine Menge von Eigenschaften der Verkehrssicherheit ausgegliedert. Man hat auch auf die Notwendigkeit aufmerksam gemacht, solche Begriffe wie: der strukturelle, technische oder Betriebszustand des Objektes auseinander zu halten. Es wurde auch konkretisiert, dass die Arbeit Anwendungsmöglichkeiten von determinierten Eigenschaften in der computergestützten Bewertung des technischen Zustands vom Objekt betrifft. Der weitere Teil der Arbeit wurde der Klassifizierung der technischen Zustände von Schienenfahrzeugen gewidmet. Ziele der technischen Diagnostik und das bestehende Betriebssystem sind ein Grund dafür, komplexe Klassifizierung der technischen Zustände von Schienenfahrzeugen anzunehmen. Es wurde vorgeschlagen, dass die Überschreitungen von Grenzwerten der diagnostischen Eigenschaften aus den Mengen von Eigenschaften der Verkehrssicherheit, von grundlegenden und sekundären Eigenschaften als Kriterien für die Klassifizierung von technischen Zuständen zur Anwendung im Nutzungssystem angenommen werden. Darüber hinaus wurde angenommen, dass die Anzahl und Kombination von unbrauchbaren Elementen des Objektes sowie die Form von diesen Unbrauchbarkeiten Kriterien für die Klassifizierung von technischen Zuständen für das Bedienungssystem sein können. Der Grundteil der Arbeit betrifft die Überprüfung der Möglichkeit, computergestützte Bewertungssysteme des technischen Zustands von Schienenfahrzeugen aufzubauen. Für die Bewertung des technischen Zustands im Nutzungssystem wurden Art und Weise der Bewertung von diagnostischen Eigenschaften geschildert. Für den Radsatz von Schienenfahrzeugen hat man die Struktur der Datenbasis vorgeschlagen sowie man hat Elemente von Interface des Benutzers herausgearbeitet, der in der Praxis die Bewertung von diagnostischen Eigenschaften vornehmen wird. Für die Durchführung der computergestützten Bewertung des technischen Zustands im Bedienungssystem wurden zwei Methoden zur Lokalisierung von Unbrauchbarkeiten in den komplexen Objekten, d.h. die Matrix-Methode und die Auskreuzung-Methode der Analyse unterzogen. In Hinsicht darauf wurden Arten von logischen Modellen für Gegenstände der Diagnostik besprochen, darunter binäre und vielwertige Matrix-Modelle, die im Verfahren der Bildung von Mengen der Überprüfung von diagnostischen Tests als besonders nützlich betrachtet werden. Man hat überdies Strukturtypen von komplexen Objekten besprochen. Es wurden auch Möglichkeiten der programmatischen Bildung von Mengen der Überprüfung von diagnostischen Tests mit Hilfe von Mathematica-Paket für die Fälle der binären Bewertung von diagnostischen Eigenschaften des gegebenen Objektes verifiziert. Da sich die Matrix-Methode zur Auswahl von Eigenschaften für Mengen der Überprüfung von diagnostischen Tests bei der vielwertigen Methode der Bewertung von diesen Eigenschaften nicht bewährt, wurde in dieser Arbeit ein erstellter Generator von Tests für diesen Zweck verwendet, der die Eigenschaftenwahl mit Hilfe der Auskreuzung-Methode trifft. Die Effektivität dieser Methode wurde an Beispielen der sowohl binären als auch dreiwertigen Bewertung von diagnostischen Eigenschaften überprüft. Die in dieser Arbeit aufgegriffenen Fragen dienen der Überprüfung von Möglichkeiten, komplexe Systeme der Bewertung des technischen Zustands aufzubauen, die zur Unterstützung der Steuerung des Betriebes von gegenwärtigen Schienenfahrzeugen verwendet werden sollen.
