Проектирование линий передачи, страница 13

Типичная зависимость интенсивности отказов от времени работы системы представлена на рис. 14.6. Участок I соответствует начальному периоду приработ­ки аппаратуры, когда наблюдается повышенное число отказов за счет различных производственных недостатков и выхода из строя элементов со скрытыми дефек­тами. Продолжительность этого периода зависит от типа аппаратуры и может со­ставлять от нескольких десятков до нескольких сотен часов. Период нормальной эксплуатации (участок II) характеризуется пониженным уровнем и примерным постоянством интенсивности отказов. Продолжительность данного периода может составлять от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч часов. Учас­ток III обусловлен износом и старением элементов системы и характеризуется значительным ростом числа отказов. С наступлением этого периода дальнейшая эксплуатация системы нецелесообразна.

Весьма важным параметром надежности для восстанавливаемых систем явля­ется среднее время наработки на отказ Т_н. Статистически эта величина при испы­тании п однотипных элементов определяется как

где t_i — время исправной работы i-го элемента между двумя последовательными отказами. Таким образом, величина T_н характеризует среднее число часов работы между двумя соседними отказами.

где Т_B - среднее время восстановления работоспособности системы. Статистичес­ки этот параметр определяется как К_г=, где N₀ - общее число работоспо­собных элементов в начальный момент времени; - число работоспособных элементов в произвольный достаточно удаленный момент времени.

Для простейшего потока отказов, свойства которого отмечены выше, поток отказов подчиняется экспоненциальному закону и в период нормальной эксплуа­тации системы можно пользоваться более простыми соотношениями:

Расчет параметров надежности СП осуществляется на всех этапах, начиная от проектирования и кончая эксплуатацией. При этом может быть принят следую­щий порядок расчета:

на первом этапе оцениваются показатели надежности для отдельных блоков, панелей и других конструктивных элементов, входящих в состав стоек аппарату­ры (исходными данными в этом случае являются принципиальные и монтажные схемы соответствующих устройств и интенсивности отказов элементов, на кото­рых они реализованы), причем в первую очередь рассчитывается суммарная ин­тенсивность отказа для блока, а затем по вышеприведенным формулам определя­ются другие интересующие параметры надежности;

на втором этапе на основе результатов первого этапа производится оценка параметров надежности для отдельных стоек;

на третьем этапе на основе предыдущих расчетов оцениваются параметры на­дежности для оконечных и промежуточных станций СП и всей магистрали в целом с учетом параметров надежности направляющей системы.

Следует иметь в виду, что при проведении указанных расчетов необходимо учитывать интенсивности отказов паек, межблочных и межстоечных соединений, а также конкретные условия работы и эксплуатации устройств (если они отлича­ются от номинальных условий).

При оценке K_Гсреднее время восстановления Т_В может быть принято равным 0,5 ч при устранении отказа, возникшего в станционном оборудовании оконеч­ных и обслуживаемых промежуточных станций, 4 ч при устранении отказов в оборудовании необслуживаемых промежуточных станций и 10 ч при повреждении линейно-кабельных сооружений.

Требуемые показатели надежности оборудования систем обеспечиваются раз­личными путями, среди которых можно выделить следующие:

непрерывное повышение надежности элементов и узлов систем передачи на этапах ее разработки, изготовления и эксплуатации;

совершенствование методов технической эксплуатации систем передачи;

резервирование трактов и каналов.

На этапе разработки аппаратуры основными методами обеспечения надеж­ности ее узлов являются: выбор высоконадежных комплектующих элементов; об­легченные режимы работы элементов в электрических схемах; доступность к эле­ментам на платах, блоках и панелях, позволяющая быстро и высококачественно проводить их ремонт; стандартизация и унификация узлов и блоков и др.

На этапе изготовления систем передачи важное значение имеют строгое со­блюдение технологии, постоянный контроль качества комплектующих изделий ("входящий" контроль) и производимого оборудования, включая контроль монта­жа и межблочных соединений ("исходящий" контроль).

На этапе технической эксплуатации оборудования СП повышение надежнос­ти может быть достигнуто за счет: совершенствования комплекса профилактичес­ких мероприятий; выбора оптимального комплекта запасных частей и их рацио­нального распределения по магистрали; внедрения автоматизированных систем технической эксплуатации; систематического повышения квалификации обслу­живающего персонала и др.

Одним из наиболее эффективных методов повышения надежности оборудо­вания СП, каналов и трактов является их резервирование, т. е. введение допол­нительных элементов и функциональных возможностей сверх минимально необ­ходимых для их нормального функционирования. Из всего многообразия методов резервирования в технике многоканальной связи наибольшее применение нашли: общее резервирование, при котором резервируется объект в целом (резервный тракт; генераторное оборудование и т. п.), и раздельное резервирование, при кото­ром резервируются отдельные элементы системы (например, резервный усили­тель).

В зависимости от режима работы резервных элементов различают нагружен­ный, облегченный и ненагруженный резервы. При нагруженном резерве резерв­ный элемент находится в том же режиме, что и основной, при облегченном резер­ве — в менее нагруженном режиме, при ненагруженном резерве — без нагрузки.

Резервирование, кратность которого равна единице, называется дублировани­ем и является основным методом резервирования в технике многоканальных сис­тем передачи.