Файл: Суторихин, Н. Б. Оценка надежности элементов коммутируемых телефонных сетей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Очевидно, среднее время условной занятости прибо­ ра можно получить, поделив условную нагрузку (2.6) на интенсивность поступления вызовов:

г

Y'

7 1 + «Г,

( 2. 10)

^уЭ .

X

*3 ,

1

,

Т

 

 

 

 

-f- со

 

Это выражение справедливо для экспоненциального закона распределения: времени непрерывной работы прибора от начала обслуживания до момента отказа, времени восстановления прибора и времени обслужи­ вания.

Можно вывести выражение для определения средне­ го времени условной занятости при произвольных зако­ нах распределения. Время условной занятости можно представить в виде суммы двух величин:

^уз = 4 4"

(2-П)

где 11 —время от начала занятия прибора до окончания обслуживания (4) или до отказа прибора (4); 4 — вре­ мя, равное длительности восстановления (4), если при­ бор отказал ,и равное нулю, если прибор работоспо­ собен.

Очевидно, tz^x, если одновременно i3~^x и 4 ^ 0 . При этом вероятность

Р(4> *)= P(t3 >x)p(t0>x) = [1— F(x)] [1 — H(x)l

где F(x) и Н(х) — соответственно функции (распреде­ ления времени обслуживания и времени безотказной ра­ боты. Математическое ожидание величины 4

4 =

ОО

00

^P(t1>x)dx =

f[l — 4(х)][1 — H(x)]dx. (2.12)

 

6

о

Математическое ожидание t2=Mt2 можно вычислить, исходя из следующих соображений. Поскольку прибор отказывает во время обслуживания, то 4 ^ 4 - Очевид­ но, что неравенство 4^5=4 может быть соблюдено, если

(3^ х при условии,

что t0 = x. Поэтому вероятность того,

НТО прибор откажет во время обслуживания,

=

(3.13)

88


Математическое ожидание величины t2 будет равно

произведению среднего времени восстановления Тв=

00

= j fl—G(x)]dx на P(t3^ t 0)'.

О

о»

оо

tt*= Щ = f [ ■1■- а д ]

dx f l 1- а д ] d H(x)J, (2.14)

6

о

где G(x) — функция раапределения времени восстанов­

ления.

 

Таким образом, среднее время условной занятости

Туз= 1 + Т2.

(2.15)

Очевидно условная нагрузка (2.6) может быть под­

считана следующим образом:

г = й + й = я7уз.

(2.16)

Б. А. Севостьянов [45] показал, что формула Эрлан­ га справедлива при произвольном распределении време­ ни обслуживания, если среднее время обслуживания ко­ нечно. Поэтому вероятность потерь при произвольном законе распределения времени условной занятости мож­ но рассчитывать по формуле Эрланга, подставляя в нее условную нагрузку (2.16).

Если принять, что время безотказной работы прибо­ ра (с момента занятия его отказа), время восстановле­ ния и время передачи сообщения подчиняется экспонен­ циальному закону распределения, то

Н(х)= 1 - е - ш*;

 

(2-17)

G(x)=l

е

г* ;

 

(2.18)

F(x)= 1—е

;

 

(2.19)

со

 

 

X

 

(2.20)

it = j*е 4**е

*з d х

 

о

 

 

1 -)- со

 

 

 

 

 

 

 

= j е гв d л: = J е *3 d [1 — е

=

(2.21)

о

 

о

 

1

со

 

 

 

 

t\j3 *” 13

Г1 4-иТв

 

(2.22)

 

1 -f. © t$

 

 

 

 

т. е, получается результат, аналогичный (2,10),



Поэтому, подставляя время условной занятости в формулу Эрланга {31], мы получим ту же формулу, что

ив результате решения ур-ния (2.1), но более простыми

инаглядными средствами.

Таким образом, при вычислении потерь в однозвениых полнодоступных схемах при неограниченном восста­ новлении можно использовать таблицы Башарина {32] или Пальма [33]. Как показывает практика расчетов, ус­ ловная нагрузка в подавляющем большинстве случаев отличается от телефонной нагрузки на десятые и сотые доли Эрланга, что создает известные неудобства при пользовании упомянутыми таблицами, так как прихо­ дится пользоваться методами линейной или квадратич­ ной интерполяции.

Для удобства расчетов в приложении П1 приведены таблицы, по которым можно определить потери для пол­ нодоступных схем при К=10, 20, 40, 60; со = 1(Н, Ю-2,

10-3; Гв=1 ч, /3 = 5 мин, зная телефонную нагрузку У.

Если 0)Гв>со7з, то этими же таблицами можно поль­ зоваться при со и Тв, отличных от приведенных выше, но при условии, что coTB= 40_1, 10-.2, 10-3.

Влияние ненадежности приборов на потери в одно­ звенной полнодоступной коммутационной системе мож­ но определить по графикам рис. 2.1 и 2.2. На рис. 2.1

&

 

 

Г \

Г ' ' \

 

--------0)= N 0'h'’

 

 

1 \

\

 

\

 

Го

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

Нг

 

д

 

-\

\

 

1 г - г

 

ч.

30

1 1

\ !

ч

\

 

1111

X

/

 

ч

 

 

 

—f v

 

 

 

 

20

 

 

■d—

 

 

 

 

 

 

1

N .

«Ч

 

 

so "' -jo -

 

j !

 

/

 

 

 

10

и щ д

тут

 

 

 

 

’У, эрланг

Рис. 2.1

приведена зависимость изменения вероятности потерь при учете надежности приборов ApH=f(Y) для Гв=1 ч, £3=5 мин и со = 1(Н, 10“2 1/ч. Эта зависимость для со = = 10~3 i/ч приведена на графике рис. 2.2.. Кроме того,

30


Йа этом же

графике даны кривые й для случаев Тв = 3,

5, 10 ч.

графиков показывает,

что

при

значениях

Анализ

озТ’в^Ю -3

во всем диапазоне

исследуемых

нагрузок

Арн^О,57%о. В пределах же нагрузок,

для которых по­

тери не превышают 10% о, изменение потерь при учете надежности приборов ничтожно мало Дрн-<|0,1%о, т . е. в этих случаях надежность приборов можно не учиты­ вать.

При расчетах потерь в случае ограниченного восста­ новления по ф-ле (2.9), помимо трудностей вычислений, имеют место затруднения в определении числа ремонтни­ ков г, обслуживающих данную группу приборов. По­ скольку рассматриваемая коммутационная система, как правило, будет являться элементом станции или комму­ тационного узла, то нельзя закрепить за ней обслужи­ вающий персонал так, чтобы он занимался ремонтом только приборов данной группы. Очевидно, дежурный обслуживающий персонал будет заниматься восстанов­ лением любых отказавших приборов к какой бы группе они не относились.

31

В этом случае при оценке потерь можно васпоЛЬЗбваться методами вычислений потерь при неограничен­ ном восстановлении, например таблицами приложения П 1, таблицами Башарина [32] или Пальма [33], рассчи­ тывая в последнем случае условную нагрузку по ф-ле (2.6). При этом вместо среднего времени восстановления следует брать среднее время простоя прибора, в которое будет входить и время ожидания прибором своей оче­ реди на ремонт. Здесь делается допущение, состоящее в том, что время ожидания прибором начала ремонта не зависит от количества отказавших приборов. Прак­ тически в результате статистической обработки данных об отказах мы и получаем обычно среднее время про-, стоя.

Исходя из выведенных выше соотношений, можно легко рассчитать некоторые из параметров надежности, предложенных в гл. 1.

Так, например, вероятность потерь вследствие отка­ за прибора во время обслуживания может быть полу­ чена из ф-лы (1.17) при подстановке в нее H=P(t3 ^ t 0)

из (2.13):

Р* = О ~ Ря) ] 11 — F (*)] dH(x).

(2.25)

0

 

Если принять экспоненциальный закон распределе­ ния для времени безотказной работы прибора и време­ ни занятия прибора и подставить F(x) (2.19) и Н(х)

(2.17) в ф-лу (2.25), получим

Р з= 0 — Рн)

(2.26)

1

со /3

 

Ниже приводится несколько примеров вычисления параметров надежности.

Пример 2.1 Определить потери в одноавенной иолнодоступной 'Коммутаци­

онной системе, в которой число приборов

У=10, нагрузка

У=6 эр­

ланг, параметр потока |(|Интенсивность)

отказов

каждого

прибора

a= il .jlQ-z, среднее время восстановления прибора

7'в= 1 ч,

среднее

время занятия прибора /3=б мне.

 

 

 

Без учета надежности коммутационных приборов потери могут быть определены с помощью таблиц Пальма [33]: р = 0,043142.

Используя соответствующие таблицы приложения П1, можно найти величину потерь с учетом ненадежности коммутационных приборов: ра=0,044842.

32 ..............................

........................

j