Исследование надежности спутниковой группировки методом Пальма-Колмогорова-Каплана-Мейера


Авторы

Клавдиев А. А.1*, Ефименко С. В.2**, Гаранин Д. А.2***

1. ИП Клавдиев Александр Александрович, Санкт-Петербург, Россия
2. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

*e-mail: kss1959@mail.ru
**e-mail: falcon.sergey@yandex.ru
***e-mail: garanin@spbstu.ru

Аннотация

Предложен комплексный метод оценки надежности сложных радиоэлектронных систем, развивающий математический аппарат синтеза энтропийного подхода, вероятностной статистики и анализа малых выборок. Разработан математический аппарат, включающий формулы для расчета показателей надежности, на основе исследования модели выживаемости Каплана-Мейера, с учетом свойств эмерджентности, введены новые энтропийные метрики. Приведены примеры численных расчетов, на основе пересчитанных данных, демонстрирующие эффективность подхода. Результаты подтверждают гипотезу о возможности точной оценки надежности даже при ограниченном объеме данных. Разработанные вычислительные схемы могут служить основой для создания прикладных методик управления надежностью с учетом особенностей конкретных предметных областей (авиационная, космическая техника, радиоэлектроника).

Ключевые слова:

надежность; радиоэлектронный комплекс; энтропия; малые выборки; квантили; вероятностная статистика

Список источников

  1. Брехов О.М., Балян А.В. Методика внедрения неисправностей для анализа работы протокола резервирования бортового маршрутизатора // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=57913
  2. Воронцов В.А., Федоров Е.А. Разработка прототипа интеллектуальной системы оперативного мониторинга и технического состояния основных бортовых систем космического аппарата // Труды МАИ. 2015. № 82. URL:https://trudymai.ru/published.php?ID=58817
  3. Дмитриев А.К. Модели и методы анализа технического состояния бортовых систем: учебное пособие. – СПб.: ВИКУ имени А.Ф. Можайского, 1999. – 171 с.
  4. Дорожко И.В., Иванов О.А. Модель системы поддержки принятия решений для диагностирования бортовых систем космического аппарата на основе байесовских сетей // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=158259. DOI: 10.34759/trd-2021-118-19
  5. Дорожко И.В., Осипов Н.А., Иванов О.А. Прогнозирование технического состояния сложных технических систем с помощью метода Берга и байесовских сетей // Труды МАИ. 2020. № 113. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=118181. DOI: 10.34759/trd-2020-113-14
  6. Дорожко И.В., Тарасов А.Г., Барановский А.М. Оценка надежности структурно-сложных технических комплексов с помощью моделей байесовских сетей доверия в среде GeNIe // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2015. № 3. С. 36–45.
  7. Дорожко И.В., Захарова Е.А., Осипов Н.А. Модель оценки вероятности безотказной работы сложных технических комплексов на основе динамических байесовских сетей // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2019. № 669. С. 216-223.
  8. Заведеев А.И. Построение системы управления ориентацией космического аппарата повышенной отказоустойчивости // Труды МАИ. 2012. № 54. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29687
  9. Заведеев А.И., Ковалев А.Ю. Диагностика состояния и принципы повышения отказоустойчивости бортовой системы управления космического аппарата // Труды МАИ. 2012. № 54. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29688
  10. Кобзарев И.М., Копкин Е.В. Использование меры ценности информации В.И. Корогодина для построения гибких диагностических процедур распознавания технического состояния бортовых систем космических аппаратов // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2019. № 671. С. 326-337.
  11. Копейка Е.А., Вербин А.В. Методический подход оценивания вероятности безотказной работы сложных технических систем с учетом характеристик системы контроля на основе байесовской сети доверия // Труды МАИ. 2023. № 128. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171411. DOI: 10.34759/trd-2023-128-22
  12. Копкин Е.В., Кравцов А.Н., Мышко В.В. Анализ технического состояния космических средств. – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2016. – 189 с.
  13. Копкин Е.В., Кравцов А.Н., Мышко В.В. Контроль и диагностика космических средств: учебное пособие. – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2016. – 198 с.
  14. Лупашко М.Н., Степанов И.В., Тимофеев В.В. Методика определения периодичности использования запасных элементов вычислительной системы военного назначения // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2021. № 678. С. 310–315.
  15. Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения. ГОСТ Р 27.102-2021. – М.: Издательство стандартов, 2021. – 45 с.
  16. Перфильев А.С., Пирогов С.Ю., Семенов Е.Н. Анализ эксплуатационной надежности разгонных блоков средств выведения космических аппаратов и пути ее повышения // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2018. № 665. С. 223-230.
  17. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 702 с.
  18. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. – СПб: Политехника, 2000. – 248 с.
  19. Тимофеев В.В. Надежность автоматизированных систем: учебное пособие. – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2017. – 76 с.
  20. Тулупьев А.Л., Николенко С.И., Сироткин А.В. Основы теории байесовских сетей: учебник. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2019. – 399 с.
  21. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов: учебное пособие. – СПб.: Питер, 2005. – 479 с.
  22. Сукар Л.Э. Вероятностные графовые модели. Принципы и приложения / пер. с англ. А.В. Снастина. – М.: ДМК Пресс, 2021. – 338 с.
  23. Cowell R.G., Dawid A.P., Lauritzen S.L., Spiegelhalter D.J. Probabilistic Networks and Expert Systems. – Springer-Verlag, 1999.
  24. Jensen F.V. Bayesian Networks and Decision Graphs. – New York: Springer-Verlag, 2001.
  25. Pearl J. Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems: Networks of Plausible Inference. – New York: Morgan Kaufman Publ., 1991.
  26. КВНО-2025 (Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение). Санкт-Петербург, 21–25 апреля 2025. Организаторы: ИПА РАН, РАН. URL: https://iaaras.ru/meetings/kvno2025/
  27. XII Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения». Москва, 3–5 июня 2025. Организатор: АО «Российские космические системы». URL: https://mai.ru/science/events/date/detail.php?ID=184143
  28. Королевские чтения-2025. Москва, 28–31 января 2025. URL: https://www.aviaport.ru/events/korolyevskie-chteniya-2025/
  29. ESREL SRA-E 2025 (Европейский симпозиум по надежности). Ставангер, Норвегия, 15–19 июня 2025. URL: https://esrel2025.com/
  30. ESREF 2025 (Симпозиум по надежности электроники). Бордо, Франция, 2025. URL: https://esref2025.sciencesconf.org/
  31. NASA Reliability Engineering Handbook. – Washington: NASA, 2020. – 387 p.
  32. ECSS-Q-ST-30C (Европейский стандарт надежности космических систем). ESA, 2022.
  33. MIL-HDBK-338B (DoD, 2018). Методы ускоренных испытаний электроники для военных и космических применений.
  34. AIAA S-122-2021. Стандарт AIAA по программам надежности для космических миссий.
  35. ISO 14620-2:2023. Требования к безопасности запуска и эксплуатации космических аппаратов.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2026

 Вход