Одно из центральных положений теории надёжности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой временем безотказной работы. Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается q(t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале (0… t). Вероятность противоположного события – безотказной работы на этом интервале – равна
P(t) = 1 – q(t).
Удобной мерой надёжности элементов и систем является интенсивность отказов l(t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент времени t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями l(t) и P(t) существует взаимосвязь
P(t) = exp .
В период нормальной эксплуатации (после приработки, но ещё до того, как наступит физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна l(t) » l. В этом случае
P(t) = exp (-lt).
Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.
Среднее время безотказной работы находят как математическое ожидание случайной величины
tср = l. (5.1)
Оценим надёжность некоторой сложной системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть
P1(t) ; P2(t) ; … Pn(t) -
вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени (0…t), n - число элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведёт к отказу всей системы (такой вид соединения элементов называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных её элементов
Рсист =. (5.2)
где Lсист =— интенсивность отказов системы;
l i — интенсивность отказов i – го элемента.
Среднее время безотказной работы системы равно
tср. сист = . (5.3)
К числу основных характеристик надёжности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности
Кг = , (5.4)
где tв сист - среднее время восстановления элемента (системы).
Коэффициент готовности соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.
5.2 Расчёт параметров надёжности
В соответствии с выражением (5.2) интенсивность отказов оптической линии передачи определяют как сумму интенсивностей отказов ОРП (ОП) и кабеля
Lсист = l орп × n орп + lкаб × L,
где l орп , lкаб - интенсивности отказов соответственно ОРП (ОП) и одного километра кабеля;
n орп , n нрп - количество соответственно ОРП (ОП);
lкаб - интенсивность отказов одного километра кабеля;
L - протяженность оптической линии передачи.
Lсист = 4 × 10-8 + 5 × 10-8 × 683,4 = 3,46 × 10-5
|
Среднее время безотказной работы оптической линии передачи определим по формуле (5.3)
tсист =7,93 года
Вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени
Рсист =
рассчитаем по формуле (5.2) для t1 = 24 часа (сутки), t2 = 168 часов (неделя), t3 = 720 часов (месяц) и t4 = 8760 часов (год).
Р = exp ( - 3,46 × 10-5 ×24) = 0,999
Р = exp ( - 3,46 × 10-5 ×168) = 0,994
Р = exp ( - 3,46 × 10-5 ×720) = 0,975
Р = exp ( - 3,46 × 10-5 ×8760) = 0,73
По результатам расчётов построим график зависимости вероятности безотказной работы оптической линии передачи от времени Рсист (t).
|
|||
Рисунок 5.1 - Зависимость вероятности безотказной работы оптической линии передачи от времени Рсист(t).
Коэффициент готовности оптической линии передачи рассчитывают по формуле (5.4), рассчитав предварительно среднее время восстановления связи
tв. сист = (l орп × n орп × tв. орп + lкаб × L × tв. каб ) /Lсист ,
где tв. орп, tв. каб - время восстановления соответственно ОРП (ОП) и кабеля;
tв сист = (4 × 10-8 × 10 + 5 × 10-8 × 683,4 × 5)/ (3,46 × 10-5) = 197,83 × 10-5.
Значения необходимых для расчётов параметров приведены в таблице 7.1.
Таблица 5.1 – Параметры надежности элементов ВОЛП
|
Наименование элемента |
ОРП (ОП) SDH |
Оптический Кабель |
|
l, 1/час. |
4 × 10-8 |
5 × 10-8 на 1 км |
|
tв, ч. |
0,1 |
5,0 |
Далее для линий передачи кольцевой топологии определяем, во сколько раз уменьшается время восстановления (время простоя) при резервировании . Предположение, что кольцо состоит из одной линии и разбито на n единичных участков между двумя соседними станциями, обслуживающими ближайших по отношению друг к другу пользователей (рисунок 5.1).
Интенсивность отказов единичного участка определяется по формуле
l ед. уч. = l орп × n орп + lкаб × L,
где n орп = 2 – количество ОРП на одном единичном участке.
Среднее время безотказной работы единичного участка равно
tср. ед. уч. =,
|
а коэффициент готовности единичного участка равен
Кг ед. уч = ,
где tв. ед. уч – время восстановления единичного участка без резервирования, которое рассчитывается по следующей формуле
|
|
|
|
|
|
6 Технико - экономическое обоснование
6.1 Цель проекта
Усовершенствование систем связи внутри предприятия путем замены оборудования PDH типа ФК-34, ФК-35 на проектируемое оборудование SDH фирмы Alcatel. Получение коммерческой прибыли от предоставления аренды потоков E1 заинтересованным сторонним организациям.
6.2 Вид расчета
Расчет экономического эффекта на начальной стадии проектирования.
6.3 Расчет капитальных затрат
Затраты на приобретение оборудования сведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Локальная смета затрат на станционное оборудование
|
Наименование |
Стоимость, тыс. руб. |
Кол-во, шт. |
Сумма, тыс. руб. |
|
Мультиплекор Alcatel OPTINEX 1660 SM |
739,530 |
2 |
1479,060 |
|
Система управления сетью Alcatel OPTINEX 1354 RM |
2382,210 |
1 |
2382,210 |
|
Система управления сетевыми элементами Alcatel OPTINEX 1353 SH |
2382,210 |
1 |
2382,210 |
|
Терминал управления сетевыми элементами Alcatel OPTINEX 1320 CT/NX |
311,190 |
1 |
311,190 |
|
Неучтенное оборудование 10% от его стоимости |
|
|
655,467 |
|
Итого |
|
|
7210,137 |
|
Тара и упаковка 0,5% от итоговой стоимости |
|
|
36,05 |
|
Транспортные расходы 4% от итоговой стоимости |
|
|
288,405 |
|
Складские расходы 1,2% от итоговой стоимости |
|
|
86,522 |
|
Всего по смете |
|
|
7621,114 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
