Проектирование линий передачи, страница 14

Рассмотрим более подробно методы раздельного и общего резервирования, Для простоты будем считать, что система состоит из последовательно включен­ных однотипных устройств. В случае применения раздельного резервирования (рис. 14.7, а) к каждому устройству параллельно подключается (т - 1) резервных элементов. В случае применения общего резервирования дополнительно органи­зуется еще (т - 1) резервных систем (рис. 14.7, б).

Полагая, что все устройства системы равнонадежны, т. е. вероятности отказа любого из элементов схемы, приведенной на рис. 14.7, о, равны q^,, вероятность отказа любого устройства

Рис. 14.7. Схема раздельного (а) и общего (б) резервирования

Q(f)nq.                                    (14.4)

Сравнивая выражения (14.2) и (14.4) и считая надежность элементов в обоих случаях одинаковой (q^,=q), получаем

Q'(t}=Q(t)q^m-1(14.5)

т. е. вероятность отказа системы с раздельным резервированием уменьшается в 1/q^m-1 раз. В то же время при заданной вероятности отказа-системы, т. е. при выполнении условия Q'(f)= Q(t), имеем

nq=nq'^m, q' =   .                           (14.6)

Из (14.6) следует, что при резервировании допустимая вероятность отказа эле­ментов повышается (q¹ > q).

Таким образом, раздельное резервирование позволяет резко повысить надеж­ность системы при заданной вероятности отказа элементов или использовать менее надежные, а следовательно, более дешевые элементы при обеспечении за­данной надежности системы.

Рассмотрим случай применения общего резервирования (рис. 14.7, б).

Обозначим вероятность отказа каждого из элементов через q", вероятность отказа любой из т цепей через Q”, а вероятность отказа всей системы с учетом резерва через Q"(t). Очевидно, что

Q”₁(t)=1-(1-q”)ⁿ                                                                                                                    (14.7)
                            Q"(t) = [1-(1-q")ⁿ]^m.(14.8)

Если, как и ранее, полагать пq"« 1, то выражения (14.7) и (14.8) приобретают

вид

          (14.9)

Сравним между собой выражения (14.2) и (14.10). При необходимости обес­-
печения заданной надежности системы независимо от способа резервирования.
т. е. при Q'(t) = Q "(t), можно записать   

(14.11)

Из (14.11) следует, что качество элементов при общем резервировании должно быть существенно выше, чем при раздельном резервировании. В то же время если в обоих случаях применять элементы с равной надежностью (q' = д "), то

                                                                                                                                                                                      (14.12)

Из (14.12) следует, что при использовании равнонадежных элементов раз­дельное резервирование обеспечивает меньшую вероятность отказа всей системы.

Из соотношений (14.2) и (14.10) при заданных вероятностях отказа системы и элементов можно определить необходимое число резервных цепей (включая рабо­чую):

при раздельном резервировании

при общем резервировании

При этом нужно иметь в виду, что при оценке надежности параметров каналов и трактов на реальной сети в качестве элементов общего резервирования можно рассматривать различного рода обходные пути.

14.3. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ

Этапы эксплуатации, включающие в себя хранение, транспортирование, мон­таж и настройку оборудования, техническое обслуживание и ремонт СП, называ­ют технической эксплуатацией. При этом техническое обслуживание представляет собой комплекс операций по поддержанию исправности системы или ее элемен­тов при использовании их по назначению, а ремонт - комплекс операций по вос­становлению исправности системы или ее элементов.

Для осуществления технической эксплуатации требуются соответствующие средства, называемые средствами эксплуатации. К ним относятся сооружения, технические устройства, контрольно-измерительная аппаратура, запасные блоки и узлы аппаратуры, эксплуатационные материалы и инструменты, необходимые для эксплуатации СП. Лица, осуществляющие эксплуатационные операции, на­зываются техническим персоналом.

Единство объекта эксплуатации, средств эксплуатации и технического персо­нала с учетом документации, устанавливающей правила их взаимодействия, обра­зует систему технической эксплуатации. Главной особенностью СП как объекта эксплуатации является рассредоточенность элементов на расстояния, исчисляе­мые десятками, сотнями и тысячами километров.

Важнейшими для системы технической эксплуатации являются понятия кон­троля и измерения. Под контролем понимается процесс установления соответст­вия между состоянием объекта контроля и заранее заданной нормой, а под изме­рением - нахождение значения некоторой физической величины (параметра), опытным путем с помощью специальных технических средств (измерительных приборов или комплексов).

Пригодность и эффективность использования СП определяются ее эксплуа­тационными характеристиками, основными из которых являются надежность (см. п. 14.2), эксплуатационная технологичность, экономичность эксплуатации и т. п.

В СП, относящихся к категории систем непрерывного использования, про­стои в условиях эксплуатации могут возникать в результате отказа, проведения операций технического обслуживания с закрытием связи и по организационным причинам. Для количественной оценки приспособленности системы к эксплуата­ции может быть использован комплексный показатель, называемый коэффициен­том технического использования: