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: 78

Скачиваний: 0

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

служивания tyy остается постоянным, а интенсивность потока вызовов А, увеличивается в (Ц-коГв) раз.

При сделанных допущениях для приближенного рас­ чета условных потерь p{y>t} можно использовать фор­ мулу Кроммелина {31] в следующем виде:

 

[<]

Р{?>*} = 1 -(1

[*'(* ~ 01 ev'(t~k) , (2.47)

k=0

где у '= у (1 + соГв) ; y=Y/V — нагрузка на одно управ­

ляющее устройство; / —^доп/^уу — допустимое время в единицах длительности обслуживания; /доп — допусти­ мое время ожидания, с; tyy — время обслуживания уп­ равляющим устройством одного соединения, с.

Пример 2.7 В координатной АТС «а один маркер ступени 1ГИ поступает

нагрузка у =0,26 эрланг; время обслуживания маркера tyy—0,5 с; оп==1 с; параметр потока отказов одного маркера со='2-ТО-2 d/ч; среднее время восстановления Гв= 1,5 ч. Определить условные по­

тери p{y>t}.

Определяем;

<=/допДуу = 1/0,5=2;

у'= у(1+шТв) = 0,26(1+2Х

Х'Ю-2 -1,5) =0,2678.

По кривым [31, стр.

177] находим яри t=2 и у=

=0,2678 р{у>i} =0,0055. Без учета ненадежности маркеров p{y>t} =

=0,005.

§2.3. Расчет потерь в коммутационных системах, приборы которых могут отказывать в любой момент времени

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В ОДНОЗВБННОИ

■полнодоступной коммутационной

СИСТЕМЕ С ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Рассмотрим задачу, аналогичную задаче, поставлен­ ной в начале § 2.2, с той лишь только разницей, что приборы могут отказывать в любой момент времени не­ зависимо от того, заняты они обслуживанием или сво­ бодны. Если прибор, занятый обслуживанием, отказал, то требование теряется независимо от наличия свобод­ ных и работоспособных приборов.

Предполагаем, что (время занятия прибора, время безотказной работы и время восстановления распреде­ лено по экспоненциальному закону с параметрами соот­ ветственно со и |а. Работоспособность приборов непре­ рывно контролируется, отказавшие приборы блокируют­ ся и не могут быть заняты.

42


Обозначим через Pi,j(t) вероятность того, что в мо­ мент времени t в системе / приборов неработоспособны,

a t приборов заняты

обслуживанием

вызова, причем

O ^i, j ^ V и i + j ^ V .

Вероятности Pi,j(t)

удовлетворяют

следующей системе линейных однородных дифференци­ альных уравнений:

Р г, / ( 0 = —

K + i - = r A - ( V — /)со + р.;- Р г / ( 0 +

+

(i + 1)юРг+1 ;-_1 (0+(^~—f —/+1)соРг>y_i(0 + , (2.48)

+

^Рг_1, ,■

+ !) уl3- Pi+1, j (t) + fy+i Plt /+i (0 )

 

— число ремонтников), и условию нормировки при

любом / ^

Pi,j('t) = 1.

Для расчета потерь в описанной выше 'коммутацион­ ной системе необходимо решить систему ур-ний (2.48). Нахождение общего решения этой системы уравнений достаточно громоздко, поэтому целесообразно решать ее на ЭВМ для каждого конкретного случая, запрограмми­ ровав саму систему уравнений.

Однако можно приближенно решить поставленную задачу и более -простыми способами. Обозначим через Aj событие, заключающееся в том, что в любой момент времени неработоспособны j приборов из V, а через BV-j — событие, заключающееся в том, что оставшиеся V—j приборов заняты. Тогда вероятность того, что в лю­ бой момент времени неработоспособны j приборов из V, а оставшиеся работоспособными V—/ приборов заняты,

выразится

как

P{AjBV-j} = P{Aj}p{BV-j}.

Здесь

P{Bv^j} — условная

вероятность потери вызовов,

если

/ приборов из

V неработоспособны и не могут быть ис­

пользованы для обслуживания.

 

Очевидно,

для

обслуживаемых систем вероятность

потери вызовов в рассматриваемой системе можно опре­ делить как вероятность того, что из V приборов все бу­ дут заняты или неработоспособны:

V

(2.49)

Рн = X P{Aj}P{Bv-i }•

43


Для случая неограниченного восстановления можно

принять, что

 

Р{А;} = Ки, = Ц К ’ (1 - Кпу - / ,

(2.50)

где Ки — коэффициент простоя одного прибора. Очевидно, для необслуживаемых систем вместо ко­

эффициента простоя (Ки) следует подставить вероят­ ность '-безотказной работы за время между двумя "профила1ктиками р (т)

 

 

P{BV 4 } = EV-i(Y).

 

(2.51)

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

рн = S

З Д

(1 -

Г-1 Ev_. (У) = Rv .

(2.52)

 

 

/=о

 

 

 

 

■При расчете потерь но ф-ле (2.52), очевидно, неце­

лесообразно перебирать все состояния -системы

от / = 0

до V, а

следует, ограничиться

только состояниями от

/ —0

до

К, где

К 'С У.

В этом

случае мы отбрасываем

слагаемые при

i>K. Можно показать, что отбрасывае-

 

 

 

v

 

 

 

 

мые

слагаемые 2

Cjv Kiu( \Кп) v~jEv-j(Y) ^ CKvKlu

т. е.

 

 

i=K

 

 

 

 

что ошибка в этом случае не превосходит CKvKu-

Для -быстроты вычислений удобно также воспользо­ ваться таблицами приложения П2, из которых можно сразу определить Rvv при некоторых значениях V, Y и Ки. Определение Knj для случаев ограниченного восста­ новления будет рассмотрено ниже в гл. 4.

Очевидно, такие параметры, как Pp>pRon и р3, могут

быть для нашего случая вычислены из -следующих соот­

ношений:

v

i=i

(2.53)

 

Ра«( 1 - P h) ( i — e_“4 .

(2.54)

Для необслуживаемых систем в ф-лу (2.49) вместо P{Aj} следует подставить вероятность отказа / -прибо­ ров из общего их числа V: дДт). Расчет приводится в

§ 4.4.

Пример 2.8 Рассчитать потери с учетом надежности соединительных уст­

ройств в одяоз-вачной лолнодоступной коммутационной системе элек­ тронной АТС, в которой V=24, T=ill5 эрланг и Дп=НШ _3 1/ч.

44


Из соответствующей таблицы приложения П2 находим, что ра=0,008518. Потери для значений Кп, отличных от величин, при­ веденных в таблицах приложения П2, 'можно найти методом линей­ ной интерполяции.

Выше был рассмотрен случай расчета потерь, когда работоспособность приборов контролировалась непре­ рывно. Представляют интерес также задачи определе­ ния потерь и при других видах контроля, например а) при рабочем контроле, когда неработоспособность при­ бора может быть определена только в случае его заня­ тия, или б) .п.ри периодическом контроле, когда конт­ роль за приборами осуществляется через определенные промежутки времени.

Сформулируем эти задачи:

1) Имеется однозвенная полнодоступная коммута­ ционная система, содержащая V коммутационных при­ боров, на которую поступает простейший поток вызовов.

Коммутационные приборы мотут отказывать в лю­ бой момент времени, т. е. как в занятом, так и в сво­ бодном состоянии. Поступивший вызов занимает любой свободный прибор, после чего осуществляется контроль занятого прибора. Если прибор неработоспособен, то он блокируется и поступает на ремонт, а вызов теряется или занимает следующий свободный прибор. Если при­ бор отказывает во время обслуживания вызова, послед­ ний также теряется.

2) Имеется такая же, как и в первом случае, комму­ тационная система. Контроль за приборами осуществля­ ется периодически через определенные промежутки вре­ мени. Выявленные в процессе контроля неработоспособ­ ные приборы блокируются и немедленно поступают на ремонт. В промежутках между контролем поступивший вызов .может занять любой свободный прибор. Если за­ нятый прибор работоспособен, то вызов немедленно об­ служивается, если прибор неработоспособен, — теряет­ ся. Теряется вызов и в случае, если прибор отказывает во время обслуживания.

Система дифференциальных уравнений для рассмот­ ренных случаев, когда время безотказной работы, вре­ мя восстановления приборов, а также время обслужива­ ния распределено по экспоненциальному .закону, может быть составлена аналогично системе ур-ний (2.48) и ре­ шена на ЭВМ для каждого конкретного случая.

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ В ДВУХЗВЕННЫХ И МНОГОЗВЕННЫХ ПОЛНОДОСТУПНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

С ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Рассмотрим

расчет 'потерь комбинаторным методом

в двухзвенной

лолнодоступной системе

коммутации

с

пространственным делением каналов,

показанной

на

рис. 2.3.

потерь в рассматриваемом случае так­

Вероятность

же определится из 'выражения (2.27), однако вероятно­ сти W'k и H'(m-h)q будут определяться из несколько дру­ гих соображений. Вероятность W \ при неограниченном восстановлении может быть определена из выражения

W'k= 2 P{/4s}P{Bfe_s}, где P{/4S} — вероятность собы-

s=0

тия, заключающегося <в том, что s промежуточных соеди­ нительных 'путей из общего их числа т неработоспо­ собны.

Для обслуживаемых систем

р (41 = c mKsnl (1 Кщ)т- 5,

где. Кт — коэффициент простоя одного промежуточно­ го соединительного пути. Для необслуживаемых систем вместо коэффициента простоя следует подставлять соот­ ветственно вероятность отказа q{x)-, P{Bk^s} — 'вероят­ ность события, заключающегося в том, что k—s проме­ жуточных соединительных путей из т—s работоспособ­ ных заняты.

Если занятие промежуточных соединительных путей подчиняется распределению Эрланга, то

 

y k — S

 

 

P{Bk-s} =

(Л-s)!

 

 

 

1=0

 

 

для случая распределения Бернулли

 

P{Bk-s) = C ^ Г■k—s

Y m—k

 

 

m—s т— s \

m— s

 

Вероятность H\m-k)q может быть определена из

вы-

 

 

Г

 

ражения (2.28), в

котором W r= V Р{ЛДР{ВГ_Д,

где

 

 

/= о

 

46


P{Aj) = С^тдЮп2(1Kn2 )mq~j —ВврОЯТНОСТЬ СОбыТИЯ, ЗЭКлючающегося в том, что / устройств из общего их числа mq неработоспособны; P{Br~j} — вероятность события, заключающегося в том, что г—/ устройств из mq—/ ра­ ботоспособных заняты.

Так же, как и в предыдущем случае, если занятие выходов подчиняется распределению Эрланга, то

уг- 1

Р{Вгч} =

(г-/)!

r—i

 

r i l L

 

2j

 

1=0

при распределении Бернулли

yr-i

У \rnq-

P{Br4 }=Cr-J_. Щ1

mq

Аналогично можно рассчитать потери и в хмногозвенных схемах.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ

ВКОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

СВРЕМЕННЫМ ДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

В некоторых случаях для коммутационной системы с временным делением каналов можно составить экви­ валентную схему, подобную схемам коммутационных систем с пространственным делением каналов. К прост­ ранственному эквиваленту коммутационной системы с временным делением каналов можно применить все вы­ воды, которые были получены в предыдущих парагра­ фах. Однако при расчете потерь следует учитывать, что в коммутационных системах с временным делением ка­ налов имеется оборудование, отказ которого приводит к блокировке целой группы соединительных устройств. Например^ отказ оборудования группового импульсного тракта (ГИТ) приводит к блокировке всех каналов, ко­ торыми последний уплотнен. Надежность такого группо­ вого оборудования может быть учтена при расчете по­ терь, исходя из следующих соображений.

Предположим, имеется коммутационная система с

временным делением каналов, в которой можно

выде­

лить N видов оборудования. Каждого вида оборудова­

ния имеется соответственно Т,

Tv единиц,

коэф­

47