Диссертация (Автоматизированный контроль технического состояния радиопеленгационной системы наблюдения), страница 13

23г), где состояния S0соответствует отсутствию отказов в группе, состояние S1 – наличию одногоотказа в группе, Si – наличию i отказов в группе, Sn – отказу группы (когдаоткажут все входящие в нее элементы – как основной, так и резервные).Рассмотрим последовательность из четырех участков, содержащих подве группы с резервированием каждый.

Обозначим интенсивность отказовНРТ как λ и НРТ* как λ*, а интенсивности восстановления как μ и μ*,соответственно. Потоки отказов групп с резервом, построенных на НРТ иНРТ* простейшие и подчинены распределению Пуассона, поэтому мы вправевоспользоваться принципом суперпозиции. Действительно, теперь каждоесостояние схемы гибели и размножения на рис.

23г (кроме первого ипоследнего состояний) подразумевает либо отказ одного НРТ, либо одногоНРТ*, либо восстановление одного НРТ, либо восстановление одного НРТ*,либо отсутствие изменений. Надо оговориться, что во внимание принятаситуация, когда система находится в i-ом состоянии и рассматриваютсявозможные события, которые могут случиться за малое время Δt.

Запишемсобытие Si как:Si  AiНРТ  AiНРТ *  BiНРТ  BiНРТ *  DiНРТ  DiНРТ *(3.2)Исходам А соответствует отказ НРТ или НРТ*, исходам В –восстановление НРТ или НРТ*, исходам D – отсутствие изменений. Согласнорасширенной аксиоме сложения (по аксиоматике, предложенной А.Н.Колмогоровым) получаем:P  Si   P  AiНРТ   P  AiНРТ *   P  BiНРТ   P  BiНРТ *   P  DiНРТ   P  DiНРТ * (3.3)Таким образом, выражение выше остается справедливым, но теперькаждое событие A, B и D следует представлять как объединениесоответствующихнадежности:событийнакаждомучасткеструктурнойсхемы90НРТAiНРТ  AiНРТ AiНРТ AiНРТ,1,2  Ai ,3,4****AiНРТ *  AiНРТ AiНРТ AiНРТ AiНРТ,1,2,3,4НРТBiНРТ  BiНРТ BiНРТ BiНРТ,1,2  Bi ,3,4(3.4)****BiНРТ *  BiНРТ BiНРТ BiНРТ BiНРТ,1,2,3,4НРТDiНРТ  DiНРТ DiНРТ DiНРТ,1,2  Di ,3,4****DiНРТ *  DiНРТ DiНРТ DiНРТ DiНРТ,1,2,3,4Естественным образом встает вопрос о критерии отказа всей РСН.Рассмотрим схему, начиная с события S0.

В системе нет отказов иединственный возможный переход может быть сделан к событию S1, котороеможет заключаться в отказе НРТ или НРТ* на каком-либо участкеструктурной схемы надежности. Появление отказа (восстановления) НРТ налюбом участке цепи равновероятно по причине идентичности элементов (этоже справедливо в отношении НРТ*), то есть мы не можем сказать точно накаком участке НРТ (НРТ*) откажет. Далее отказы и восстановления будутперемежаться не только между НРТ и НРТ*, но и между участкамиструктурной схемы надежности. В конце концов, это приводит наспоследнему состоянию Sn, которое заключается в наступлении отказа какойлибоизвосьмигрупп,содержащихрезерв.Закономернымбудетпредположение, что отказ произошел в группе с наименьшей кратностьюрезервирования, так как вероятность отказа этой группы будет выше, чем уостальных групп.Исходя из подробного анализа схема гибели и размножения комплекса(рис.

23г) и используя метод пространственных состояний и методструктурных схем, построим аналитические модели расчетов вероятностибезотказной работы ( PРСН (t ) ), коэффициента готовности ( K Г РСН ) и среднейнаработки на отказ ( T0 РСН ).Модель PРСН (t ) имеет следующий вид:91ttPРСН (t )   e МДП   exp   n s НРТn1*1 i 1i(i1)!C s 0 i 0n  s i 1НРТm1  t  exp   m s1 i 1i(i1)!C s 0 i 0m  s i 1t exp   n s НРТn 2*1  s 0 i 0 (i  1)!Cni 1s i 1 iНРТm 2  texp m s1  s 0 i 0 (i  1)!Cmi 1s i 1 i    2t exp   n s НРТn 3*1  s 0 i 0 (i  1)!Cni 1s i 1 iНРТm 3  t  exp   m s1  s 0 i 0 (i  1)!Cmi 1s i 1 i    3t exp   n s НРТn 4*1 i 1i(i1)!C s 0 i 0n  s i 1НРТm 4  t  exp   m s1  s 0 i 0 (i  1)!Cmi 1s i 1 i   4   1(3.5)где: МДП – интенсивность отказов МДП, 1/ч.; t –время работы, ч.; НРТnX* –интенсивность отказов неоконечного n-го НРТ 1,2, 3 и 4 квадранта, 1/ч.;НРТmX - интенсивность отказов оконечного n-го НРТ 1,2, 3 и 4 квадранта, 1/ч.;коэффициентпропорциональности;-интенсивностьвосстановления (обратная величина от среднего времени восстановления  В ),1/ч; CNi 1s i ( N  s  i )!- число сочетаний; N  n  1 - общее число(i  1)!( N  s  1)!элементов; n (или m)– число резервных элементов.Модель K Г РСН имеет следующий вид:K Г РСН Вj Вj NN T0 j  T0 j  T0 МДП  1       1   j 1j 1  T0 МДП   В МДП  1  Вj1  ВjT0 j  T0 j  1 Вj Вj Вj Вj    NNNNT0 j  T0 j   T0 j  T0 j    1    1       1     1     ВjВjВjВjj 1j 1j 1j 11111T0 j  T0 j   T0 j  T0 j  23 Вj Вj NNT0 j  T0 j    1    1   j 1j 1 1  Вj1  ВjT0 j  T0 j  4(3.6)92где: T0 МДП - средняя наработка на отказ МПД, ч.;  В МДП - среднее времявосстановления МПД, ч.; T0 j - средняя наработка на отказ j-го элемента, ч.; Вj- среднее время восстановления j-го элемента, ч.; m – число резервныхэлементов; N – общее число элементов.Модель T0РСН имеет следующий вид:(3.7)где: МДП - интенсивность отказов МДП, 1/ч.; T0 ГР НРТ * - средняя наработка наnотказ группы неоконечных НРТ, ч.; T0 ГР НРТm1- средняя наработка на отказгруппы оконечных НРТ, ч.Расчет T0 ГР НРТ * или T0 ГР НРТ по следующей математической модели:nm1где:  j - интенсивность отказов j-го элемента, 1/ч.;(3.8)- среднее времявосстановления j-го элемента, ч.; m – число резервных элементов; N – общеечисло элементов.Вобщемвидеформализованнуюмодельимитационногомоделирования для ССН РСН (рис.

23а) построить, возможно, но она будетгромоздкой, в связи с этим приведем в качестве примера, модель которая вточности соответствует по топологии рис. 2 с числом НРТ в квадрантахm1=1, m2=2, m3=3, m4. ССН для такой РСН представлена на рис. 24.93Рисунок 24 – ССН РСН с числом НРТ m1=1, m2=2, m3=3, m4=2Используя язык описания имитационных моделей реконфигурируемыхсистем [5, 10], построим формализованную модель РСН. В упрощенном видеее можно представить:F(x) = { МДП & n*(НРТ неоконечные) & m*(НРТ оконечные) & КС }(3.9)где: - МДП = { Распределители & БСК & АС & … & КИВО }; НРТ = { Квазидоп. антенна & АРП & … & СВЭП& РТ (для неоконечных)}; КС = {Телефонный | Телеграфный | Радиорелейный | ВОЛС | Мобильной связи }.На рис.

25а представлена имитационная модель верхнего уровня РСН ввиде блок- схемы, описывающая работу РСН в соответствии с ССНприведенной на рис. 24. Исходя из критериев работоспособности, МДП и всечетыре комплекта НРТ (для четырех квадрантов соответственно), соединенычерез логическое «И», что означает - отказ РСН при отказе любого из этихэлементов. При этом, исходя из топологии РСН: фрагмент модели:- для квадранта 1 состоит из одного НРТ; для квадранта 2 из двух РСНсоединенных через логическое «И»;- для квадранта 3 НРТ*1 и НРТ*2 соединены через логическое ИЛИ выходкоторого, в свою очередь соединен через логическое «И» с НРТ3.

Этоозначает что работоспособность квадранта 3 будет обеспечена при работеодного из этих НРТ* и НРТ3;- для квадранта 4 фрагмент имитационной модели идентичен, за исключениемизменения критериев работоспособности – где НРТ*1 соединен с входомлогического ИЛИ пары НРТ2 и НРТ3.94а)б)Рисунок 25 – Представление имитационной модели РСН в виде блок-схемы(а) и фрагмент модели описания канала связи (б)Имитационная модель НРТ* на рис. 25а, описывающая работу НРТ* всоответствии с ССН, приведенной на рис.

23б. В соответствии с критериямиотказа НРТ* пять типов каналов связи соединённых через логическое «ИЛИ»это означает о реализации требования исправности как минимум одногоканала связи, выход логического «ИЛИ» соединён с остальными элементамиНРТ* через логическое «И», означающее, что отказ наступит при отказелюбого из элементов или всех каналов связи. В качестве исходных данных вчисленной модели используются интенсивность отказов и среднее времявосстановления, а также в ней задаются модели поведения компонентов приотказе.

Фрагмент имитационной модели в виде псевдокода описанияфункционирования канала связи РСН приведен ниже на рис. 25б.953.6 ВыводыРазработанырадиотехническихалгоритмытерминаловконтроляиаппаратуры необслуживаемыхместногодиспетчерскогопозволяющие осуществлять предпусковое и непрерывноепункта,в режименормального функционирования диагностирование технического состоянияузлов с полнотой контроля 100%, глубиной до съемного ПУ.Разработанпротоколпередачиконтрольно-диагностическойинформации между узлами аппаратуры распределенной РСН, построенныйна основе метода автоматизированного контроля и диагностической модели,осуществляющий сбор КДИ и её анализ, что позволяет поставить диагнозсостояния работоспособности любого съемного ПУ распределенной РСН потройному критерию – ухудшение, авария, норма.Проведен сравнительный анализ аналитической и численной моделейпрогнозированиянадежностирадиопеленгационнойприближенномсистемыаналитическомраспределеннойнаблюдения.видеителекоммуникационнойМодельввиденадёжностивимитационнойформализованной модели учитывает различные уровни иерархии РСН оттопологии сети и каналов связи до блоков и печатных узлов.96РАЗДЕЛ 4.