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
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 ) |
|
(г — 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(1—Kn2 )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_. Щ—1 |
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 Iи Т, |
Tv единиц, |
коэф |
47