Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы моделирования технического обслуживания ЛКСВОЛП 16
1.1 Обзор математических моделей оптимизации ТО с учетом неавтоматизированных процессов 16
1.2 Метод анализа иерархий 17
1.3 Метод нейронных сетей 21
1.4 Системный анализ системы связи как объекта ТО 27
1.5 Определение критерия качества ТО ЛКС ВОЛП 30
1.6 Выводы 31
Глава 2. Анализ моделей оптимизации сроков то сложных систем 33
2.1 Определение требований к модели к модели оптимизации сроков ТО ВОЛП 33
2.2 Определение состояния ВОЛП 37
2.3 Полумарковская модель обслуживаемой ТЕ как элемента ВОЛП 41
2.4 Выводы 51
Глава 3. Информационное моделирование ИТС САМ-ВОК 52
3.1. Анализ методологий информационного моделирования предметной
области 52
3.2 Выбор методологии проектирования информационной системы 54
3.3 Выбор инструментальных средств информационного моделирования.. 60
3.4 Разработка структурной модели процесса технической эксплуатации и технического обслуживания ВОЛП
3.5 Разработка модели технологического процесса «мониторинг и техническое обслуживание ВОЛП» 68
3.6 Разработка диаграммы потоков данных «Работа ИТС «Мониторинг и техническое обслуживание ВОЛП» 75
3.7 Разработка даталогической модели ИТС «Мониторинг и ТО ВОЛП»... 78
3.8 Разработка архитектуры распределенной ИТС «Мониторинг и ТО ВОЛП» 82
3.9. Выводы 89
Глава 4. Оценка эффективности функционирования ВОЛП с применением разработанной бд итс мониторинга 91
4.1 Эксплуатационные расходы на АВР на ВОЛП 91
4.2 Технология выполнения АВР на ВОЛП с ОК в грунте 92
4.3 Оценка времени восстановления участка ЛКС ВОЛП с применением БД ИТС 97
4.4 Нахождение основных и неосновных затрат времени на восстановление всей системы 101
4.5 Оценка эффективности мониторинга ВОЛП с применением БД ИТС. 102
4.6 Выводы 115
Заключение 117
Список используемой литературы 121
- Системный анализ системы связи как объекта ТО
- Полумарковская модель обслуживаемой ТЕ как элемента ВОЛП
- Разработка структурной модели процесса технической эксплуатации и технического обслуживания ВОЛП
- Технология выполнения АВР на ВОЛП с ОК в грунте
Введение к работе
Актуальность темы
В современном обществе происходит непрерывный рост объемов передаваемой информации, что в свою очередь требует обеспечения эффективности функционирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций. Современные телекоммуникационные сети, как правило, включают волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП) и следовательно повышение эффективности их функционирования является актуальной задачей.
Известно, что наиболее эффективными стратегиями технического обслуживания (ТО) объектов большой протяженности с высокими требованиями надежности, к которым и относятся ВОЛП, являются корректирующая и прогнозирующая стратегии. Эти стратегии могут быть реализованы только на основе мониторинга и анализа параметров объекта эксплуатации. Реализация указанных стратегий ТО на практике требует обработки колоссальных объемов статистических и оперативных данных, получаемых в процессе проектирования, строительства и ТО ВОЛП.
Решить эту задачу позволяют распределенные информационно-телекоммуникационные системы (ИТС), включающие системы автоматизированного мониторинга волоконно-оптических кабелей (САМ-ВОК). Как правило, в состав современных САМ-ВОК входят центральная база данных(БД) и удаленные комплекты со своими БД, а также база данных техучета, геоинформационная система со своей БД и программное обеспечение (ПО).
Известно, что одно из направлений повышения эффективности функционирования ВОЛП связано с совершенствованием САМ-ВОК, оптимизацией алгоритмов прогноза состояния ВОЛП и алгоритмов системы принятия решений, а также совершенствованием БД ИТС мониторинга ВОЛП. Уже сегодня на ВОЛП осуществляют передачу информации в многоканальных системах со спектральным уплотнением со скоростью в канале до 100 Гбит/с и на расстояния свыше 1000 км без регенерации. При такой протяженности и объемах передаваемой информации даже относительно малое снижение коэффициента простоя ВОЛП дает значительный экономический эффект, что и определило, в том числе, и актуальность задачи совершенствования баз данных систем мониторинга ВОЛП.
Очевидно, что организация баз данных систем мониторинга должна учитывать как специфику объекта эксплуатации и организации его ТО, так и особенности ИТС мониторинга.
Особенности технической эксплуатации (ТЭ) и ТО ВОЛП, а также вопросы повышения их надежности и качества рассматривались в работах И.И. Гроднева, Е.Б. Алексеева, А.Ю. Цыма В.Г. Бондаренко, А.В. Воронкова и др. Однако в них не рассматривается влияние применения САМ-ВОК на надежность и эффективность функционирования ВОЛП.
В свою очередь построению моделей технологических процессов ТЭ и ТО объектов большой протяженности с повышенными требованиями к надеж-
ности посвящены работы В.Е.Любинского, И.С.Кораго, В.В.Рыбалко, А.Г.Овсянникова, Г.Г.Держо, Т.А.Филимоновой и др, но не смотря на наличие в большинстве работ адекватных метаматематических моделей и программных алгоритмов их реализации, в работах слабо освещены вопросы проектирования и организации структуры данных, применимых при реализации ИТС САМ-ВОК.
Обзор современных научных работ по тематике ТЭ и ТО ЛКС ВОЛП позволил выявить различные подходы к решению задачи повышения эффективности функционирования ВОЛП. Однако немногие из них пригодны для практических реализаций. Так, например в работе Л.Н. Шафигуллина приводится модель технологического процесса ТО ЛКС ВОЛП на основе обобщенного структурного метода и функциональных сетей с декомпозицией процессов обслуживания, которая определяет ряд функциональных параметров, влияющих на эффективность функционирования ВОЛП. Однако в работе не освещаются особенности организации структуры данных эксплуатации и ТО пригодных для обработки и хранения ИТС и БД САМ-ВОК.
Таким образом, для совершенствования организации баз данных систем мониторинга ВОЛП необходима разработка модели ТО ВОЛП, учитывающей операции обращения к базам данных, включая актуализацию данных технологических процессов, не поддающихся автоматизации (охраню -разъяснительная работа, ремонтно-восстановительные работы и т.п.).
Следует отметить, что БД отдельных подсистем ИТС мониторинга ВОЛП существенно различаются своей спецификой. Так в БД удаленных комплектов САМ-ВОК значительный объем занимают оперативные данные, которые подвергаются обработке и, как правило, недоступны из других подсистем из-за отличия стандартов различных вендоров оборудования.
Базы данных техучета ЛКС отличаются, как правило, "ручным" способом актуализации, большим числом источников данных, ограничениями на доступность и совместное использование, различными способами администрирования и т.п. В свою очередь БД систем передачи отличаются высоким уровнем автоматизации, большим объемом оперативной информации, ограниченной доступностью и сильной зависимостью структур данных от вендора.
Несмотря на то, что ЛКС ВОЛП объект практически не изменяющийся с течением времени, для мониторинга ВОЛП необходима конфигурируемая информационно-телекоммуникационная система. Во-первых, применение мониторинга наиболее эффективно, когда он осуществляется последовательно с формированием баз данных на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛП. Во-вторых, в процессе эксплуатации ВОЛП осуществляется модернизация систем передачи, и увеличиваются объемы передаваемой по линии информации. Замена оборудования одного вендора на оборудование другого, как правило, связаны с изменением структуры оперативных данных мониторинга. Развиваются территории, меняются правовые нормы и, соответственно, может изменятся структура геоданных. И, наконец, имеют место ре-
организация предприятий, эксплуатирующих ВОЛП, передача их ТО на аутсорсинг, переход на другой способ обслуживания (централизованный, децентрализованный или комбинированный) и т.п. Все это приводит к потребности в решении задачи интеграции распределенных структурно-независимых БД иерархической структуры подсистем ИТС применительно к системе мониторинга ВОЛП.
Решению вопросов разработки структурно-независимых баз данных посвящена часть современных работ, например Ю.И. Рогозов, А.С. Свиридов, С.А. Кучеров и д.р., однако применение данного подхода к объектам, подобным ВОЛП не освещено в зарубежной и отечественной научной литературе.
Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно техническая задача разработки принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы применительно к мониторингу ВОЛП.
Цель работы - разработка принципов организации баз данных систем мониторинга ВОЛП в целях обеспечения эффективности функционирования волоконно-оптических кабельных линий связи.
Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:
-
Разработка модели функционирования ВОЛП, учитывающей особенности процессов технического обслуживания ЛКС ВОЛП, включающих операции обращения к базам данных;
-
Разработка информационной модели процессов ТО ЛКС ВОЛП;
-
Разработка структуры баз данных систем мониторинга ЛКС ВОЛП;
-
Разработка принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы мониторинга ВОЛП
-
Анализ эффективности функционирования ВОЛП за счет применения разработанной структуры базы данных информационно телекоммуникационной системы мониторинга.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались теории массового обслуживания, анализа и прогнозирования надежности, методологии проектирования информационных систем и методы структурного системного анализа, методология функционального проектирования IDEF0, IDEF1X, теория баз данных.
Научная новизна работы.
-
Разработана полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая технологию процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных;
-
Разработана структурная модель и структура информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенно-
стей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя;
3. Разработана информационная модель мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе;
Практическая ценность.
-
Разработаны принципы организации баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интеграции иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.
-
Разработана структура базы данных мониторинга ВОЛП, которая интегрируется в конфигурируемую информационно-телекоммуникационную систему и позволяет персоналу с различными полномочиями получать удобный и оперативный доступ к соответствующим его полномочиям данным.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая специфику процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных;
-
Структурная модель и модель информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенностей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя;
-
Структура информационной модели, реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе для мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания;
-
Структурная схема баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интегрирования иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.
Личный вклад Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором самостоятельно и соответствуют пунктам 9,11 и 13 паспорта специальности 05.12.13.
Достоверность результатов работы основана на использовании теоретических построениях законов и подходов, достоверность которых общепризнанна. Вводимые допущения мотивированы фактами, доказанными из практических экспериментов. Достоверность и обоснованность научных положений подтверждена соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в ВФ ОАО «Вымпелком», ВРО ПФ ОАО «МегаФон», ВФ ОАО «МТС», а также в учебный процесс ФГОБУ ВПО ПГУТИ и института приоритетных тех-
нологий ФГОАУ ВПО Волгоградского государственного университета, что подтверждено актами внедрения.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: международная научная сессия НТО РЭС, посвященная Дню радио (Москва, 2011, 2012), X международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. (Москва, 2004), XIV всероссийской НТ конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2011), X Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» (Самара, 2011), IX Международной научно-технической конференции "Оптические технологии в телекоммуникациях" (Казань, 2011), XII Отраслевой научной конференции "Технологии информационного общества" (Москва, 2013), I,II,III,IV,V региональной научно-практической конференции «Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах»(Волгоград 2009,2010, 2011, 2012, 2013), Материалах научных сессий и конференциях проф. И преподавательского состава (Волгоград 2003, Самара 2013)
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 24 печатных трудах, включая 7 статей в научных изданиях, 4 из которых опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК, 16 тезисов докладов, 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержит 121 страницу машинописного текста, 35 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 115 наименования.
Системный анализ системы связи как объекта ТО
Обслуживание ЛКС магистральных ВОЛП составляют существенную часть затрат при эксплуатации систем электросвязи [17, 26-29]. Правильная организация технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений имеет большое значение для бесперебойного обеспечения телефонной связью органов государственного управления, предприятий, организаций, учреждений и населения [30, 31]. Волоконно-оптическая линия передачи - сложный системный объект, включающий большое количество элементов, каждый из которых характеризуется набором определенных параметров, требующих соответствующего контроля для обеспечения эффективного функционирования сети связи [32]. Эксплуатационные параметры такого сложного объекта изменяются во времени и под воздействием различных факторов. Поддержание этих параметров в заданных пределах, тем самым обеспечивая функционирование системы, и есть назначение системы ТО [33]. Процесс оптимизации ТО описывается динамически изменяющейся связью параметров линии передачи в процессе эксплуатации, управление этими параметрами и поддержание их в соответствии с требованиями необходимыми для функционирования системы связи или линии передачи.
Исследование работ связанных с моделированием ТО сложных технических систем [33-38] к которым относятся ЛКС, а также анализ руководства по эксплуатации, обслуживанию и ремонту ЛКС сетей связи [30 17 31, 39-42], показывает, что решение проблемы оптимального обслуживания ЛКС является комплексной задачей, включающей большое количество различных подзадач. Проведем обзор методов математического моделирования сложных многопараметрических систем, к которым как было выяснено ранее, относится ВОЛП. Критериями выбора оптимального метода решения задач исследования определим следующие: - простата реализации программными средствами; - возможность учета специфики ТО протяженных объектов; - учет параметров неавтоматизированных процессов.
Согласно указанным выше особенностям эксплуатации и ТО ВОЛП как протяженного, многопараметрического объекта, а также согласно обозначенным критериям выбора, рассмотрим известные методы моделирования случайных и многопараметрических процессов. 1.2. Метод анализа иерархий Метод анализа иерархий [43, 44] предназначен для многокритериального принятия решений. Он базируется на трех принципах: - декомпозиция, - измерение предпочтений, - синтез приоритетов. Декомпозиция позволяет представить проблему с помощью множества взаимосвязанных элементов, каждый из которых рассматривается отдельно. Обобщенное представление цели детализируется описаниями критериев (состояний природы), в терминах которых оцениваются решения.
Результатом декомпозиции является многоуровневая иерархическая структура, где однородные элементы сгруппированы в уровни (компоненты) таким образом, чтобы их можно было оценить по важности или влиянию относительно элементов смежных уровней. Измерение элементов выполняется с использованием шкалы отношений, которая получается из парных сравнений элементов одного уровня иерархии относительно влияния элементов вышерасположенного иерархического уровня. В парных сравнениях используются вербальные суждения о степени доминирования (важности или вероятности) одного элемента над другим, которые представлены цифрами из абсолютной шкалы измерений. Эти суждения записываются в матрицу, для которой вычисляется вектор локальных приоритетов, показывающий предпочтительность сравниваемых элементов в шкале отношений. После вычисления всех векторов в иерархии необходимо осуществить синтез локальных приоритетов. Это дает возможность получить вектор глобальных приоритетов, который используется для выбора лучшей или более вероятной альтернативы. Глобальные приоритеты получаются путем последовательного перемножения и сложения локальных приоритетов элементов сверху вниз по иерархии. Результатом синтеза является мультилинейная (т. е. нелинейная) форма, сложность которой зависит от количества элементов на каждом уровне и от числа уровней в иерархии.
Для вычисления приоритетов в системе с взаимозависимыми элементами и обратной связью используется обобщение МАИ — метод аналитических сетей [43]. В сетевых структурах элементы системы представлены узлами, а дуги между ними соответствуют наличию взаимодействия и/или влияния. Процедура вычисления глобальных приоритетов сводится к построению суперматрицы, в столбцы которой записываются локальные векторы приоритетов. Возведение суперматрицы в предельные целочисленные степени дает оценку совокупного (нелинейного) влияния каждого элемента на все остальные элементы, с которыми он взаимодействует.
Полумарковская модель обслуживаемой ТЕ как элемента ВОЛП
Обслуживание ТЕ состоит в том, что периодически через временной интервал Т контролируется состояние ЭП, характеризующего приближение ТЕ к отказу или повреждению. Выбор значения Т влияет на комплексные показатели надежности ТЕ - Кти и Кг. Поэтому Т в задачах (9) и (10) является параметром, посредством которого осуществляется управление обслуживанием ТЕ. Будем считать, что плановое ТО (ПТО) проводится при отсутствии отказа и повреждения, и включает в себя различные профилактические работы: визуальный осмотр кабелей, систем заземления, измерение сопротивления внешней оболочки кабеля, измерения затухания «темных» ОВ и т.п. Если же ТЕ отказала или произошло повреждение ее ЭП, причем отказ и повреждение обнаруживаются персоналом, то проводится аварийный ремонт (АР) и частичный аварийный ремонт (ЧАР) соответственно. Следующее ПТО назначается через период Т после их устранения. Предполагается, что АР и ЧАР полностью восстанавливают (обновляют) ТЕ.
Естественно, возможность и продолжительность обнаружения частичных и полных отказов ВОЛП зависит от многих факторов. Это и наличие систем автоматической сигнализации, квалификации и оснащенности персонала, наличия соответствующего оборудования контроля. Например, для диагностирования механического напряжения в ОВ, которое может привести к возникновению трещины или разрушению волновода, необходимо наличие дорогостоящего оборудования — Бриллюэновского рефлектометра [62, 63-ст.96], и т.д. все эти факторы оказывают влияние на параметры системы ТО.
С учетом этих факторов будем различать отказы двух видов - явный и скрытый. Отказ считается явным [36, 41], если аппаратура сигнализации сообщает о нем, либо он обнаружен при проведении ТО. В противном случае отказ называют скрытым. Поскольку на практике имеют место сбои аппаратуры сигнализации, введем вероятность ос поступления сигнала об отказе, причем 0 а 1, зададим характеристики, отражающие квалификацию обслуживающего персонала и наличие аппаратуры диагностики отказа и повреждения соответственно. Обозначим через Р и у вероятности обнаружения скрытого отказа и повреждения соответственно, причем в общем случае 0 Р 1иО у 1. Если скрытый отказ при проверке не обнаруживается, то ТЕ в течение времени Т, т.е. до следующего ТО, рассматривается персоналом как исправная. В случае не обнаружения при проверке имеющегося повреждения проводится обслуживание, которое позволяет восстановить контрольное значение ее ЭП - частичное обновление ТЕ.
Перейдем к формальному построению модели. С учетом собственных выделенных состояний ТЕ и воздействия на нее обслуживающего персонала множество состояний ТЕ S включает следующие элементы: Я;- ТЕ находится в состоянии исправной работы;
Sr проверяется контрольное значение ТЕ в БД, находясь в поврежденном состоянии; при обнаружении повреждения ТЕ полностью восстанавливается, в противном случае проводится обслуживание, частично обновляющее ТЕ, т.е. восстанавливается ее контрольное значение в БД; - ТЕ отказала, при наличии сигнала об отказе или его обнаружении при ТО проводится аварийно-восстановительная работа, полностью восстанавливающая ТЕ, обновляются значения параметров неавтоматизированных параметров; - ТЕ проверяется при отсутствии отказа и повреждения, затем проводится планово-техническое обслуживание и ТЕ полностью восстанавливается; Ss - осуществляется проверка контрольного значения ТЕ в БД, к ее началу ТЕ находится в состоянии скрытого отказа; Sg - ТЕ работает при наличии скрытого повреждения; 5V - ТЕ работает, находясь в поврежденном состоянии.
Схема смены состояний ТЕ приведена в виде графа, изображенного на рис.4. На графе случайное время перехода из состояния в состояние обозначено греческой буквой т, а детерминированное - латинскими буквами / или Т.
В соответствии с принятыми состояниями предполагается, что заданы: F ={Fi(t), ...,Fm(t)}, - вектор функций, определяющих надежность ТЕ, где: - Fi(t) - ФР времени безотказной работы, Fj(t)=l-Pi(t), где Pj(t) -вероятность того, что за время т / не возник отказ; - F2O) - ФР времени, в течение которого не произошла повреждения, F2(t)=l-P2(t), где P2(t) -вероятность того, что повреждение не наступило за время г t; -F3(t)- ФР времени безотказной работы поврежденной ТЕ, F3(t)=l-Ps(t), где P}(t) -вероятность того, что за время т t не наступил отказ поврежденной ТЕ, а также R={a,j3,y,ts,ta,tn,tr,} - вектор параметров системы ТО, где а - вероятность поступления сигнала об отказе; Р, у - вероятности обнаружения отказа и повреждения ts - средние время поиска, ta- ликвидации отказа, Рис. 4.Граф смены состояния ТЕ в процессе ее обслуживания t„- проведения ТО, tr - устранения повреждения. 45. Введение перечисленных состояний позволяет в каждый момент времени t указать состояние, в котором находится ТЕ. Модель функционирования ТЕ во времени построена таким образом, что будущее состояние ТЕ определяется лишь настоящим и не зависит от того, какие переходы и в какие моменты времени имели место в прошлом. Длительности переходов ТЕ из Si в 5) зависят лишь от этих состояний и управляющего воздействия для Sj, которое определяется только номером состояния и не связано со временем. Действительно, по предположению, в состояние Si ТЕ возвращается обновленной как из Sp, S3, так и из S4 независимо от момента времени, когда это происходит. В состояние S2 ТЕ переходит из SV всегда частично обновленная.
Следовательно, вероятности перехода из S] в «S/ где /=.2, 3, 4, 5 и из S? в Sj, гдеу-2, 3,4, 5 никак не связаны с текущим временем протекания процесса и зависят лишь от надежности аппаратуры сигнализации и надежности полностью или частично обновленной ТЕ на периоде времени Т.
В модели предусмотрен учет сигнализации только о наступлении отказа. Если же происходит повреждение, то оно может быть обнаружено лишь через период Т, т.е. в момент проведения очередного ПТО. Поэтому за случайные величины приняты только длительности попадания ТЕ в состояние явного отказа, т.е. времена перехода из S; в S3 и из SV в S3. Остальные времена перехода для модели, представленной на рис.4, по построению являются постоянными величинами.
На основании изложенных соображений можно выбрать управляемый полумарковский дискретный случайный процесс {n(t), t 0}, [36] в качестве модели функционирования обслуживаемой ТЕ, где n(t)= S{ означает, что в момент времени процесс находится в состоянии St, где 1=1,2,3,...7.
Разработка структурной модели процесса технической эксплуатации и технического обслуживания ВОЛП
В состав разрабатываемой ИТС САМ-ВОК входят ГИС для разработки цифровых карт и модуль прогнозирования состояния ВОЛП, о котором упоминалась ранее. В качестве механизмов функционирования разрабатываемого технологического процесса были выбраны «ГИС», «Информационно-телекоммуникационная система», «Не автоматизируемые процессы эксплуатации ЛКС ВОЛП» и «Датчики ЛКС ВОЛП». Датчики выполненные виде удаленных комплектов мониторинга, имеющие свою БД оперативных измерений и позволяющие в случае необходимости в формате реального времени осуществлять получение оперативных данных в основную БД мониторинга ВОЛП.
В качестве информационного потока управления, были выбраны нормативные документы, регламентирующие процесс мониторинга и технического обслуживания. Также к управляющим потокам относятся руководство пользователя разрабатываемой ИТС и руководство пользователя используемого в составе ВОЛП оборудования удаленных комплектов мониторинга сторонних производителей. Т.о. в качестве механизма функционирования на диаграмме были выбраны потоки «Регламент мониторинга ЛКС», «Регламент ТО ЛКС», а также «Руководство пользователя ГИС» и «Руководство пользователя ИТС».
Контекстная диаграмма технологического процесса А0(рис. 10) была декомпозирована на два процесса — «Мониторинг ЛКС ВОЛП» и «Техническое обслуживание ЛКС ВОЛП».
Под Мониторингом ЛКС ВОЛП в данной работе понимается целенаправленное регулярное измерение значений параметров ЛКС ВОЛП. Целью мониторинга является выявление отклонений значений параметров мониторинга от нормативных значений для своевременного обнаружения деградации характеристик ВОК. Также задачей мониторинга является визуализация на цифровой карте оперативных данных, получаемых автоматизировано или не автоматизировано, в совокупности характеризующих состояние объекта наблюдения изменяя визуальное состояние модели этого объекта на карте.
Как показал проведенный анализ предметной области, результатом работы процесса «Мониторинг ЛКС ВОЛП» является электронная карта сети обслуживания. Поэтому в качестве выходного информационного потока этого процесса будет «Карта обслуживания». Этот поток одновременно является входным для процесса «Техническое обслуживание ЛКС ВОЛП».
Под техническим обслуживанием ЛКС понимается комплекс мероприятий и действий, направленных на поддержание в работоспособном состоянии ЛКС, параметры функционирования, которых соответствуют заданным в нормативных документах значениям. Целью технического обслуживания ЛКС ВОЛП является обеспечения заданного уровня надёжности, который определяет степень их готовности к использованию по назначению. Входными потоками для процесса «мониторинг ЛКС ВОЛП» будут являться «Номенклатура элементов сети», «Карта местности» и «Начальные состояние ЛКС».
Последний поток представляет собой декомпозицию «Свойства элементов ЛКС ВОЛП». Другим потоком, полученным в результате этой декомпозиции, будет поток «Текущие состояние ЛКС», который является входным для процесса «Техническое обслуживание ЛКС ВОЛП».
Проведенный в ходе исследования анализ функциональных возможностей систем RFTS [95-98] показал, что неотъемлемой задачей эксплуатации ВОЛП является создание библиотеки элементов сети, формирование цифровой карты местности, на которой будут размещаться элементы сети, и установка начальных значений свойств элементов сети.
Под формированием библиотеки элементов сети понимается составление перечня элементов, используемых при построении сети ВОЛП. Результатом этой работы являются элементы сети.
Создание цифровой карты местности - это процесс построения карты местности, на которой расположена ВОЛП, с использованием ГИС-технологий. В данном случае этот процесс целесообразно реализовывать не при помощи разрабатываемой ИТС, а средствами уже готовой ГИС. Как показал проведенный анализ современных ГИС-технологий и соответствующих программных продуктов, оптимальным для разрабатываемой ИТС будет использование ГИС Maplnfo для разработки цифровой карты местности. Поэтому в качестве механизма работы «Создание цифровой карты местности» была выбрана операция «ГИС Mapinfo». Входом этой работы будет «Карта местности», а выходом - «Цифровая карта местности». Для реализации этой работы будет использоваться модуль ИТС «Модуль создания карты сети обслуживания».
Технология выполнения АВР на ВОЛП с ОК в грунте
ФР времени основных затрат можно получить путем определения ФР времени восстановления неисправности при комбинированном способе и с использованием БД ИТС. В первом случае выполнение работ будет осуществляться последовательным выполнением каждой из указанных в графе операций. Очевидно, что в этом случае время устранения повреждения будет складываться из времени выполнения каждой из операций, увеличивая тем самым общее время устранения повреждения.
При использовании в процессе устранения неисправности БД ИТС, как это видно из графа, возможно значительное сокращение времени устранения неисправности за счет выполнения некоторых операции параллельно. Так, например, при наличии удаленного доступа к БД ИТС измерителя, процесс локализации повреждения, занимающий достаточно времени, возможно выполнять параллельно с выездом бригады, сокращая тем самым время подъезда. Также параллельное время локализации позволит организовать подготовительные работы на месте повреждения до приезда АВБ, тем самым еще сократив общее время простоя ВОЛП.
В качестве незначительного, но существенного сокращения времени устранения неисправности можно выделить сокращение времени при наличии оперативного доступа персонала АВБ к БД ИТС, для получения паспорта ВОЛП, рефлектограмм с удаленных комплектов, или перераспределения персонала в случае неединичного повреждения.
Разработанная модель дает возможность прогнозировать время устранения неисправности ВОЛП, оптимально планировать выполнения работ и распределение ресурсов к моменту начала восстановительных работ. Она, как самостоятельный блок, может включаться в модель оптимизации сроков проведения ТО ВОЛП
В соответствии с РД «Основные положения развития взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года», книга 2, М., 1996 г. (далее РД «Факел 2») и приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от 27 сентября 2007 г. № 113, приложение 2, определены нормы на коэффициент готовности для сетей междугородной и международной, зоновой и местной телефонной связи и сети передачи данных. С точки зрения оценки коэффициента готовности реальных ВОЛП множество магистралей в составленных инвентаризационных ведомостях должно быть разделено на подмножества: магистральных (с протяженностью не более 12500 км), зоновых (с протяженностью не более 1400 км) и местных (с протяженностью не более 200 км) ВОЛП - в соответствии с РД «Факел 2», а также участков доступа (с протяженностью не более 20 км) — в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т G.983.1.
Как следует из анализа инфраструктуры транспортных сетей крупных операторов РФ, на действующих магистралях используется в основном оборудование ЦСП СПИ и DWDM, что свидетельствует о большом объеме трафика. На отдельных магистралях используется ЦСП ПЦИ. Сети связи на базе ВОЛП ведущих телекоммуникационных операторов РФ являются цифровыми транспортными сетями. В качестве промежуточных пунктов ВОЛП используются либо регенераторы СЦИ, либо оптические усилители.
Часть магистралей, имеющих большую протяженность и проходящих транзитом через несколько крупных населенных пунктов в направлениях с запада на восток или с севера на юг, по статусу могут быть отнесены к магистральным (междугородным и/или международным) соединительным линиям. Большинство остальных магистралей, являющихся ответвлениями и имеющих небольшую протяженность, по существу являются соединительными линиями зоновых и местных сетей, а также участками сетей доступа. При этом следует исходить из следующих определений [113]: 103 - международные сети связи - сети электросвязи технологически сопряженные с сетями связи других государств; - междугородные (магистральные) сети связи — сети электросвязи технологически сопряженные, образуемые между центром Российской Федерации центрами субъектов Федерации между собой; - зоновые (региональные) сети связи - сети электросвязи технологически сопряженные, образуемые в пределах территории одного субъекта Федерации; - местные сети связи — сети электросвязи технологически сопряженные, образуемые в пределах административной или определенной по иному принципу территории, не относящейся к региональным сетям связи; - сетью доступа сети связи является та ее часть, которая связывает источник (приемник) сообщений с узлом доступа, являющимся граничным между сетью доступа и транспортной сетью.
Исходными данными для расчета коэффициента готовности ВОЛП являются среднее время наработки на отказ и среднее время восстановления. Критерием отказа на ВОЛП является превышение эксплуатационного порога недопустимого качества функционирования цифровых каналов и трактов, определяемого в результате расчета эксплуатационных норм по показателям ошибок в зависимости от категории и протяженности реального участка, скорости передачи и типа цифрового сигнала. В соответствии с Рекомендацией МСЭ-Т М. 2101 вводится понятие: гипотетический эталонный тракт (ГЭТ) -международный цифровой тракт длиной 27500 км. Цифровой тракт данной страны может принадлежать либо к транзитному участку ГЭТ, через который могут проходить международные связи стран, для которых данная страна является промежуточной, либо к национальному участку. Национальный участок включает в себя цифровые тракты участков доступа и цифровые тракты транспортной сети.
