ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАЛЕЛЬНИХ ЗВ’ЯЗКІВ У НАДЛИШКОВИХ СТРУКТУРАХ ІНЖЕНЕРНИХ МЕРЕЖ
Array
DOI:
https://doi.org/10.33042/2522-1809-2022-1-168-58-63Ключові слова:
структурне моделювання, ймовірність зв’язності, надійність системи, оптимізація надійності.Анотація
У публікації зазначено, що важливою проблемою в проектуванні, експлуатації та реконструкції різних мереж інженерної інфраструктури є визначення надійності структурно-складних систем. Моделювання надійності технічних систем вбачається достатньо складною та комплексною задачею. Підкреслено, що шляхи раціонального резервування складної структури систем передбачають відомий метод мінімальних шляхів та перетинів. Задача оптимальної будови системи з надлишковою структурою має певні обмеження відповідно до наявних ресурсів, такі як нижнє значення ймовірності зв’язності системи, що слугує критерієм оптимізації. Вирази структурної надійності обчислюються для всіх комбінацій, що застосовуються у визначенні нижнього та верхнього значень структурної надійності. У процесі побудови надлишкової структури необхідно визначати її форму, що максимізує величину надійності за встановлених обмежень на наявні ресурси, вкладені в побудову та функціонування системи з використанням параметру витрат на деяку форму її структури. Розглядається особливість функції надійності системи, коли вона є зростаючою, що має дискретний аргумент і складається з ряду деяких функцій. У представленій моделі використано ряд операцій визначення та конкретизації вимог для варіантів форм складових досліджуваної системи за різними їх властивостями та вилучено форми, що не відповідають цим умовам на варіанти компонента по ресурсам. Тут визначаються вимоги ймовірності зв’язності, відповідно до яких вилучаються невдалі форми можливих структур системи. У роботі використовується алгоритм для вилучення з множини доцільних варіантів деякі варіанти компонентів по ресурсам. Зазначено, що вдалий варіант форми структури за критеріями приймається оптимальним. Якщо число варіантів форми структури є достатньо великим, то для знаходження оптимального рішення застосовується інший алгоритм, в якому перевіряється значення цільової функції, яке визначає умови ймовірності зв’язності у проектних рішеннях. Зазначено, що у практичному застосуванні отримані рішення можуть бути наближеними.
Посилання
2. Barlow, R., Proshan, F. (1969). Mathematical theory of reliability. Moscow: Soviet radio. [in Russian]
3. Bala, R., Aggarwal, K.K. (1989). A simple method for optimal redundancy allocations for complex networks. IEEE Transferred Reliability, 39(2), 73−78.
4. Belyaev, Yu.K., Bogatyrev, V.A., Bolotin, V.V. (1985). Reliability of technical systems. Moscow: Radio and communication. [in Russian]
5. Henley, E.J., Kumamoto, H. (1984). Reliability of technical systems and risk assessment. Moscow: Mechanical Engineering. [in Russian]
6. Dhillon, B.S. (1983). Reliability Engineering in Systems Design and Operation. New York: Van Nostrand Reinhold Company.
7. Mikhalevich, V.S., Volkovich, V.L. (1982). Computational methods of research and design of complex systems. Moscow: Science. [in Russian]
8. Reinschke, K., Ushakov, I. (1987). Application of Graph Theory for Reliability Analysis. Berlin: Verlag Technik.
9. Volkovich, V.L., Voloshin, A.F. (1978). On one scheme of the method of sequential analysis and screening of options. Cybernetics, 4, 98−105. [in Russian]
10. Zaslavsky, V.A., Skobelev, O.E. (1989). On one approach to optimizing the reliability of systems with a monotonic structure. Operations Research and ACS, 36, 44–55. [in Russian]
11. Usenko, V., Kodak, O., Usenko, I. (2020). Geometric reliability model of the five site redundant structure. Engineering Review, 40, 2. 10–15. DOI: https://doi.org/10.30765/er.40.2.02
12. Jin-Zhang, Jia, Zhuang, Li, Peng, Jia, and Zhi-guo, Yang (2020). Reliability Analysis of Common Cause Failure Multistate System Based on CUGF. Mathematical Problems in Engineering, 2020, 4608124. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/4608124
13. Cheng-Fu, Huang, Ding-Hsiang, Huang, Yi-Kuei, Lin (2020). Network Reliability Evaluation for a Distributed Network with Edge Computing. Computers & Industrial Engineering, 147, 10649. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106492
14. Usenko, V., Kodak, O., Usenko, I. (2018). Approximational projection of a network with an arbitrary structure. International Journal of Engineering & Technology, 7(3.2), 550–554. DOI: http://dx.doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14587
15. Usenko, V., Kodak, O. (2018). Probability of the connection of the double structures of engineering networks with various reliability of parts. Academic Journal. Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering, 1(50), 270–277. DOI: http://dx.doi.org/10.26906/znp.2018.50.1085
16. Ozger, S., Mays, L.W. Optimal Location of Isolation Valves in Water Distribution Systems: a Reliability / Optimization Approach, 7.1–7.27. URL: http://www.public.asu.edu/~lwmays/Ch07_Mays_144381-9.pdf
17. Usenko, V., Pogorily, D., Usenko, I. (2018). Problematic issues of methodology for ensuring the reliability of engineering networks. Applied Mechanics Reviews, 70, 1138–1146.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY-NC-ND 4.0 (із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Без Похідних 4.0 Міжнародна), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
