Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования. Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации применяются специальные характеристики – показатели безотказности, долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности, позволяющие оценивать надёжность объекта или его элементов в различных условиях и на разных этапах эксплуатации. Данные показатели должны наилучшим образом отражать эффект от нормальной работы системы и последствия ее надежности, поддаваться расчету с учетом имеющихся исходных данных, легко определяться на основе статистики, быть простыми, иметь ясный математический и физический смысл. На основе вышеперечисленных требований главными качественными показателями надежности обычно выбираются вероятность безотказной работы, интенсивность отказов и средняя наработка до отказа.

Для данных показателей надежности необходимо точное определение отказа.

Отказ – нарушение работоспособности системы, заключающееся в прекращении выполнения заданных функций или выходе рабочих показателей за заданные пределы. Для устройств передачи данных характерны отказы различного типа внезапные и постепенные, полные и частичные, самоустраняющиеся и устойчивые. Внезапный отказ проявляется в резком (мгновенном) изменении характеристик объекта, постепенный отказ, происходит в результате медленного, постепенного ухудшения качества объекта. В первый период времени из строя, как правило, выходят элементы, имеющие грубые дефекты – брак при изготовлении. Полный отказ исключает возможность работы объекта до их устранения, а при частичном отказе объект может частично использоваться. Самоустраняющиеся отказы иногда называют сбоями, так как объект спустя некоторое время возвращается в исходное состояние, устойчивые же отказы необходимо устранять вручную.

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет. Определяется как отношение числа элементов объекта, безотказно проработавших к моменту времени t, к общему числу элементов объекта, работоспособных в начальный момент времени.

Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Характеризуется временем наработки на отказ.

Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Для объекта, как системы элементов определяется отношением числа отказов n(t) элементов объекта в единицу времени к среднему числу элементов N_t , работоспособных к моменту времени ∆t.

(6.1)

С другой стороны, надёжность объекта, как системы элементов, характеризуется интенсивностью отказов системы или потоком отказов (λс) при последовательном соединении отдельных элементов, численно равным сумме интенсивности отказов каждого из них:

(6.2)

Интенсивность отказа отдельного элемента обратно пропорциональна сред-нему времени его наработки на отказ:

(6.3)

В случае параллельного соединения отдельных элементов можно говорить о среднем времени наработки системы на отказ, равном сумме времени наработки на отказ каждого элемента:

(6.4)

По формуле (6.2) рассчитывается поток отказов и отдельных устройств, состоящих, из различных узлов и элементов, характеризующихся своей интенсивностью отказов. Эта формула справедлива для расчёта потока отказов системы из n-элементов тогда, когда отказ любого из них приводит к отказу всей системы в целом. Такое соединение элементов называется логически последовательным или основным.

Связь вероятности безотказной работы и интенсивности отказов объекта λ определяется по формуле:

(6.5)

Для системы последовательно соединенных элементов, когда отказ одного элемента приводит к отказу всей системы:

(6.6)

Для системы параллельно соединенных элементов, когда к отказу системы приводит отказ всех элементов:

(6.7)

Время наработки на отказ объекта как системы элементов определяется следующим образом:

(6.8)

Кроме этих параметров, рассчитывают коэффициент готовности системы.

Коэффициент готовности – коэффициент, определяющий вероятность того, что система будет в работоспособном состоянии в любой момент времени в промежутках между выполнением профилактического обслуживания или ремонта. Определяется по формуле:

(6.9)

где Т₀ – среднее время наработки на отказ системы;

Т_В– время восстановления системы, рассчитываемое по формуле (6.10):

(6.10),

где Т_ОБ – время обнаружения неисправности;

Т_Д - время на доставку персонала к восстанавливаемому объекту;

Т_У - время устранения неисправности;

Т_Н - время на настройку и проверку.

6.2 Расчет надежности базовой станции

Так как транспортные сети представляют собой пассивные волоконно-оптические линии, а все активное оборудование размещено либо внутри базовой станции, либо на узле доступа оператора, то имеет смысл не учитывать их в расчете, так как надежность пассивных сред передачи несравнимо выше надежности активного оборудования.

Базовые станции соединены таким образом, что лишь выход из строя всех БС выведет из строя проектируемую сеть LTE.

Начальные данные для расчета представлены в таблице 6.1, учитывающей среднее время наработки на отказ каждого блока БС. Данные указываются производителем и представляются в технических паспортах на оборудование. В таблицу внесены блоки, непосредственно влияющие на работу БС, в соответствии с п.3.5.

Такие блоки, как антенна GPS и сплит-система, ухудшают условия работы, но не приводят к отказу или сбою работы базовой станции, поэтому имеют длительный промежуток времени на восстановление и в таблицу не внесены.

Таблица 6.1 - Среднее время наработки на отказ оборудования БС

В таблицу 6.2 сведены интенсивности отказов элементов, рассчитанные по формуле (6.3).

Таблица 6.2 – Интенсивности отказов элементов

На рисю 6.1 приведена схема соединения блоков базовой станции с точки зрения удобства расчета надежности.

Рисунок 6.1 - Схема соединения блоков БС.

Аккумуляторные батареи соединены последовательно по 4 штуки в группы, которые соединены параллельно, электрическое соединение эквивалентно соединению элементов для расчета надежности, значит для одной группы:

Для всех аккумуляторных батарей:

Аккумуляторные батареи соединены параллельно с источником бесперебойного питания, так как при отключении ИБП станция продолжает работу на батареях, а при отключении батарей продолжается нормальная работа станции от ИБП, следовательно

Далее, для упрощения расчета было рассмотрено соединение RRU – RET - антенны. Данные блоки соединены последовательно, в следствие того, что отключение одного из элементов повлечет за собой отсутствие сигнала на BBU. Однако, базовая станция содержит три набора таких блоков, соединенных с BBU и DCDU параллельно, так как работают независимо друг от друга. Из чего следует:

Тогда для трех таких цепочек, соединенных параллельно:

, ч

.

Полученные значения сведены в таблицу 6.3

Таблица 6.3 – Интенсивность отказов групп

Согласно такого группирования блоков очевидно, что DCDU (Гр.2), BBU (Гр.4) и группа блоков Гр.3 соединены кольцом, что демонстрируется на рис. 6.2. В данном случае отказ DCDU приводит к отказу работы всей цепочки, так так к блокам не будет подводиться питание. Аналогично при неработающем BBU - сигналы с RRU и антенн не будут приниматься, поэтому будет происходить отказ цепочки.

При неработающей группе Гр.3 в BBU перестанут приходить сигналы с антенн.

Характеристики

Список файлов ВКР