Введение к работе
Актуальность тема
Основные достоинства волоконно-оптических систем передачи
(ВОСП), такие как широкополосность, большой участок регенерации при низкой безотказности комилектущих изделий приводят к значительным экономическим потерям при простоях ВОСП. Кроме того, существенно повышается трудоемкость восстановительных работ.
Поэтому обеспечение качественных показателей функционирова- . ния ВОСП с помощью рациональной организации технической эксплуатации (ТЭ) является достаточно актуальным.
В настоящее время ТЭ является одним из основных факторов конкурентоспособности на мировом рынке,- что привело к необходимости ее разработки на самых ранних этапах проектирования аппаратуры. По данным США затраты на ТЗ линий связи в 1991 г. составят 8 млрд .дол.
В работах А.И. Маматова, Г.М. Диаса, Б.Н. Мельникова, А.С. Ку-тинова и др..приведены методы обеспечения показателей качества с помощью ТЭ для неоптичёских систем передачи. Но для ВОСП имеет место постепенная деградация наименее надежных элементов, возможно прогнозирование момента отказа. Этот фактор изолированно рассматривался в работе Г. Ланденбергера для ВОСП без учета возможности нарушения порядка, проведения восстановления и др., приведенных в предыдущих работах. Поэтому учет особенностей ВОСП при организации ТЭ систем передачи достаточно важен.
Дель, и задачи тнботы
Целью данной работы является разработка метода и средств повышения качества функционирования обслуживаемого участка ВОСП с помощью рациональной организации ее ТЭ.,-
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
анализ основных требований.к показателям функционирова-
ния БОСП и методам повышения эксплуатационной надежности;
разработка математических моделей функционирования БОСП при различных стратегиях непланового восстановления, разработка программ для ЭВМ;
разработка метода повышения качества функционирования БОСП, проведение сравнительного анализа показателей качества функционирования БОСП при различных стратегиях восстановления;
разработка математических моделей функционирования БОСП при выбранной стратегии восстановления и при учете условий эксплуатации;
исследование влияния мест размещения подвижной бригады (ПБ) на показатели качества функционирования БОСП, разработка программы оптимального.размещения при априорной и апостериорной функциях распределения интенсивности отказов на магистрали. Методы исследования
В диссертационной работе использованы методы теории вероятностей, теории массового обслуживания, теории надежности, а также численные методы вычислительной математики. Научная новизна
-
Для описания процесса функционирования участка первичной сети при различных стратегиях восстановления разработаны деє математические модели массового обслуживания с конечным источником требований на устранение неисправностей и с введением для входного потока требований промежуточного (предотказового) состояния при произвольной функции распределения Еремени обслуживания. Модели позволяют получить аналитические выражения и численные оценки для коэффициента простоя участка первичной сети и коэффициента занятости ПБ.
-
На основе предложенных в работе математических моделей функционирования участка первичной сети разработан метод повышения качества функционирования БОСП, отличающийся от известных учетом начала непланового ЕосстаноЕления в предотказоЕом состоянии по данным.непрерывного контроля по qoстоянию при введении приоритетов. Метод позволяет выбрать оптимальную стратегию восстановления БОСП, обеспечивающую снижение среднего Еремени простоя при каждом восстановлении на два-три часа,что соответствует снижению коэффициента простоя БОСП в два раза.
-
Для учета условий эксплуатации при описании процесса
восстановления функционирования участка первичной сети (отказы, обусловленные различными причинами, наличие более одной системы передачи при восстановлении одной ПБ) разработаны леє приоритетные модели массового обслуживания с конечным источником требований о неисправности, огличаодиеся возможностью перехода двух входных потоков низшего приоритета в потоки более высокие по приоритетности е процессе восстановления при произвольной функции распределения времени обслуживания. Модели позволяют учесть в выбранной стратегии восстановления условия эксплуатации, получить аналитические выражения и провести численные оценки для коэффициента простоя участка первичной сети и занятости ПБ. При этом обеспечивается снижение коэффициента простоя до 30 %.
-
Для исследования влияния отказов системы непрерывного контроля на показатели качества' функционирования системы передачи при Еыбранной стратегии ее восстановления предложена математическая модель массового обслуживания, отличающаяся началом непланового восстановления обслуживаемого участка в предотказо— вом состоянии при экспоненциальной функции распределения времени обслуживания. Показано, что требования к безотказности системы непрерывного контроля при выбранной стратегии восстановления существенно зависят от наработки на отказ обслуживаемого участка.
-
В результате исследования влияния на показатели качества функционирования BOOT мест размещения ПБ, отличающихся учетом неравномерной функции распределения интенсивности отказов вдоль линии связи, получены рекомендации и выбран численный метод определения оптимальных мест размещения персонала в зависимости от наличия статистических данных об отказах на магистрали. При этом снижение как коэффициента простоя магистральной ВОСП, так и коэффициента занятости ПБ составляет до 40 %.
-
В результате исследования влияния нагруженного резервирования различной кратности на показатели качества функционирования участка первичной сети показано, что эффективность нагруженного резервирования при выбранной стратегии восстановления возрастает в четыре и более раз по сравнению с резервированием той же кратности-при восстановлении, начинающемся в отказовом состоянии. При этом требования к безотказности переключающего
устройства повышается на ту ке величину.
Личный вклад
Основные научные положения, теоретические выводы и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе, получены автором самостоятельно.
Пглктігческая ценность и реализация 'результатов работы
Результаты диссертационной работы внедрены в законченную ІЕ.'Р "Ког.шлекс аппаратуры четверичной ЦСП для магистральной свето-водноГ; ЛИН1Ш связи", а такие в ОКР: "Комплекс аппаратуры волоконно-оптических систем передачи для внутризоновых сетей связи", "Комплекс аппаратуры волоконно-оптической системы передачи для городских телефонных сетей". Использование полученных в работе Ецракеїшїі и пакета прикладных програш позволило проанализировать и рассчитать показатели качества на аппаратуру линейного тракта. Ряд практических положений диссертационной работы в части принципов проведения аварийно-восстановительных работ внедрены при разработке "Инструкции по эксплуатации системы передачи внутризоновых ВОСП" (1986 г), а такке использованы во второй редакции Руководящих технических материала (1937 г}, разработанных МИС совместно с ЛОПЖС. Рекомендации по оптимальному размещению ПБ внедрены в раздел 6.3.9 Разработки основных полозсений развития связи (1988 г.] разработанных ЦНИЖ.
Разработанный метод повышения качества функционирования ВОСП позволяет снизить среднее время каадого восстановления на 2...3 часа, что соответствует получению 105,3 тыс. рублей в год на каждые IGG0 км магистральной или внутризоновой ВОСП.
Практическая ценность результатов диссертационной работы подтверждается актами о внедрении. Апробация работы
Основные положения диссертации были дологены и обсуздались на Всесоюзное научно-технической конференции "Проблемы развития цифровых систем передачи городских и сельских сетей связи на основе электрических и волоконно-оптических кабелей" (Новосибирск, 1937) j Республиканской научно-технической конференции "Волоконно-оптические системы передачи" (Донецк, 1987); Всесоюзной научно-технической конференции "ВОСП-88" (Москва, 1988 );
Всесоюзном совещании "Состояние и перспективы внедрения оптических кабелей на ЕАСС" (Одесса, 1989). Публикации
Основные результаты работы отображены в 10 опубликованных работах. Основные положения. Еыносимые на защиту
-
Стратегия восстановления, начинающегося в предотказоьом состоянии ЮСП, позволяет повысить ее качество функционирования, уменьшая Еремя простоя- при каждом восстановлении в среднем на 2...3часа, что соответствует снижению коэффициента простоя магистральной и внутризоновой ВОСП в 2 раза. Коэффициент занятости ПБ при этом практически не возрастает. Экономический эффект на 1000 км магистральной и внутризоновой ВОСП составляет 103,7 тыс. рублей.
-
Учет условий эксплуатации (отказы, обусловленные различными причинами, наличие более одной системы передачи в зоне обслуживания одной ПБ) и введение соответствующих приоритетов на восстановление, кроме начала восстановления в предотказовом состоянии позволяет снизить коэффициент простоя до 30 %. При этом годоеой экономический эффект Еыбранной стратегии восстановления составляет 105,3 тыс. рублей на 1000 км магистральной и внутризоновой ВОСП, 13,0 тыс. рублей для ВОСП, применяемой на городской первичной сети.
-
Учет неравномерной функции распределения интенсивности отказов вдоль линии связи при размещении ПБ обеспечивает уменьшение коэффициента простоя участка ВОСП на коЪффициент занятости персонала до 40 % по сравнению с размещением в центре зоны обслуживания. Годовой экономический эффект при этом составляет 18 тыс. рублей на 1000 км магистральной ВОСП.
-
Учет возможности отказов системы непрерывного контроля при начале восстановления основной системы в предотказовом состоянии позволяет сформулировать требования к безотказности системы контроля.
-
Выбор стратегии восстановления ВОСП без прерывания обслуживания по сравнению со стратегией с прерыванием обслуживания при начале восстановления в предотказовом состоянии позволяет получить Еыигрыз в коэффициенте простоя приблизительно V.'j. 40 %, в коэффипиенте занятости - '-а 20 %.
j*6
6. Ыетод повышения качества функционирования ВОСП основан на введении для математических моделей массового обслуживания промежуточного (предотказового) состояния для входного потока требований на восстановление. Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 136 страницах машинописного текста, иллюстрированного 25 рисунками и 12 таблицами.
К работе имеется II приложений. Список литературы включает 164 наименования.
