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
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 |
*з ; |
|
(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 |