Модели и алгоритмы расчета эксплуатационной надежности и отказоустойчивости телекоммуникационных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Перфильев, Артем Евгеньевич

• Перфильев, Артем Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2012

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Перфильев, Артем Евгеньевич

Выводы

1. Для решения задачи оценки ЭН и отказоустойчивости ИНС ТКС разработана методика сбора и обработки исходных данных и оценки ЭН и отказоустойчивости ТКС следующего поколения.

2. Разработанная в данном разделе методика сбора и обработки исходной информации для решения задачи системного мониторинга по оценке ЭН и отказоустойчивости, обеспечивает решение задачи оценивания состояния АПСС и элементов ТКС различными методами: инструментально-расчетными и статистически расчетными с применением параметрических и непараметрических способов с учетом неоднородности исходных данных. Комплексное использование совокупности этих методов позволяет в зависимости от АПСС получить оценки их ВБР с требуемой достоверностью.

3. Разработанная методика оценке ЭН и отказоустойчивости ИНС и ТКС в целом позволит формировать рациональные решения СОТУ и СОТО и обоснованно планировать эксплуатацию ТКС; рассчитывать ВБР каждого элемента ТКС достигаемых при реализации способов построения системы диагностического обеспечения, создание запасов ЗИП, формирования избыточности ИНС, прогнозировать качество обслуживания потребителей разных классов.

4. Разработанные предложения по структуре формализованного представления исходных данных позволят решить задачу оценки ЭН и отказоустойчивости при мониторинге ТКС в интересах СОТУ, СОТО и административных органов с целью информационной поддержки их решений. п/п Наименование исходных данных Обозначение Размерность

1 Количество определяющих параметров АПСС N1 ед.

2 Результаты периодического контроля определяющих параметров АПСС (V -номер параметра -1 - номер измерения) ед. изм. Физической величины

3 Число измерений параметров П1 ед.

4 Значения границ допусков: - нижняя граница поля допуска - верхняя граница поля допуска ед. изм. Физ. величины ед. изм. Физ. величины

5 Интервал упреждения прогноза 1пр Цикл

6 Предельно допустимое значение вероятности отказа элемента Рор Безразмерная

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Принимая во внимание изменения технической и технологической оснащенности существующих и перспективных ТКС, возникло противоречие между математическим аппаратом сбора и обработки исходных данных для мониторинга ТКС и процессом эволюционного развития ТКС. Поэтому в работе, на основе анализа функционирования системы мониторинга ТКС, тенденций технического и технологического развития сетевых технологий, исследованы перспективные методы организации процесса оценки ЭН и отказоустойчивости ИНС при отказах и повреждениях, в том числе и "маскирующихся".

Выявлено, что решение данной задачи невозможно без серьезных преобразований методики сбора, обработки исходной информации для оценки ЭН и отказоустойчивости ТКС, которая должна учитывать неоднородность АПСС, возможность получения ими множественных аварийных повреждений. Решение данной задачи потребовало разработки комплекса моделей и частных методик, послуживших основой для формирования обобщенной методики сбора, обработки исходных данных и оценки ЭН и отказоустойчивости ТКС, обеспечивающей качественное обслуживание потребителей сетевых ресурсов с заданным качеством. В ходе исследований выявлены принципы, закономерности и взаимосвязь неодинаковых изменений показателей безотказности разнотипных АПСС, образующих ТКС, с их показателями отказоустойчивости и ЭН. В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. предложена и реализована структурно-параметрическая модель ТКС, обеспечивающая выделение задач системного мониторинга, направленных на реализацию управления качеством развития телекоммуникационных сетей.

2. разработаны математические модели для оценки эксплуатационной надежности NGN сети, обладающие структурной, временной и функциональной избыточностью в интересах решения задач сетевого мониторинга (влияние на качество обслуживания потребителей разных классов при передаче через сеть разных видов сообщений).

3. разработаны математические модели для оценки отказоустойчивости NGN сети, показавшие необходимость разбиения сети на отдельные информационные направления из-за неодинаковых требований, предъявленных к качеству обслуживания потребителей.

4. разработана методика сбора, обработки исходных данных для оценки ЭН и отказоустойчивости NGN сети, обеспечивает решение задачи оценивания состояния АПСС и элементов ТКС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Перфильев, Артем Евгеньевич, 2012 год

1. Булгак В.Б., Варакин Л.Е. и др. Концепция развития связи Российской Федерации М.: Радио и связь, 1995 - 224 с.

2. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания-Л.: Машиностроение, 1990. 332 с.

3. Развитие сетей электросвязи и обеспечение телефонизации в условиях рыночных отношений// Материалы парламентских слушаний. М: Гос. дума, 1997. - 83 с.

4. Лихачев A.M., Курносов В.И. Тенденции технического и технологического развития телекоммуникационных сетей. СПб.: «Абрис», 1997. -439с.

5. Якубайтис Э.Я. Информационные сети и системы. Справочная книга. -М.: Финансы и статистика, 1996 365с.

6. Н. Yamaguchi. Telecommunications: NTT's vision of the future. Tokyo, NTT publishing со., 1991. 184 p.

7. МСЭ-Т. Рекомендация Е.800. Термины и определения, относящиеся к качеству служб электросвязи (словарь по теме качество службы и надежности работы). Женева: Рек. 800, выпуск II.3,1996. - С. 281-296.

8. Курносов В.И., Лихачев A.M. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем электросвязи. -СПб.: ТИРЕКС, 1998. 496 с.

9. Ю.Боккер П. ISDN. Цифровая сеть с интеграцией служб. Понятия, методы, системы: Пер. с нем. -М: Радио и связь, 1991, 304 с.

10. Теоретические основы организации связи в объединениях и соединениях/ Под общ. ред. В.И. Иванова. Л.: ВАС, 1991. - 687 с.

11. Никифоров А.Д., Бойцов В.В. Инженерные методы обеспечения качества в машиностроении. М.: Изд. Стандартов, 1987. - 384 с.

12. ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.

13. Состояние и перспективы создания и внедрения цифровых сетей с интеграцией служб (ЦСИС ISDN): Обзор информ. / A.A. Гвозденко, Г.Б. Осипов, Н.М. Подольная. -М.: ЦНТИ "Информсвязь", 1988. -48с.

14. Лихачев A.M., Кузнецов В.Е. Теоретическо-методологические основы построения системы сигнализации в объединенной цифровой системе связи. М.: МОРФ 2001, 416с.

15. Wallstrom В. Survey of "Congestion studies in telephone systems withi.Loverflow facilities" // 5 International Teletraffic Congress, New York, 1967. P. 390-397.

16. Былянски П., Ингрем Д. Цифровые системы передачи: Пер. с англ. /Под ред. A.A. Визеля. М.: Радио и связь, 1980.- 360 с.

17. Лихачев A.M., Кузнецов В.Е., Кудряшов В.А. Исследование и комплексное построение базовых систем электросвязи. М.: «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте» 2007 -253с.

18. Дроздов И.А., Курносов В.И. Жизненный цикл образцов технических систем электросвязи/ Курносов В.И., Лихачев A.M. Методология проектных исследований и управление качеством сложных технических систем электросвязи. СПб.: ТИРЕКС, 1998. - С. 36-45.

19. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 Т./ Ред. Совет. B.C. Авдуевский и др. -М.: Машиностроение. 1988. Т. 3. Эффективность технических систем. - 328 с.

20. Зеленцов В.А., Гагин A.A. Надежность, живучесть и техническое обслуживание сетей связи. М, 1991.- 234 с.

21. Сухорихин Н.Б., Буров H.H. Захарова С.М. Методы оптимальной надежности элементов сетей связи. М.: Связь, 1979.

22. Филин Б.П. Методы анализа структурной надежности сетей связи. -М.: Радио и связь, 1988.-128с.

23. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Стандарт, 1990.- 30 с.

24. Северцев H.A. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке. М.: Высшая школа, 1989.- 245 с.

25. Надежность технических систем: Справочник/ Под ред. И.А.Ушакова. М.: Радио и связь, 1984.- 608 с.

26. Сагомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. М.: Радио и связь, 1989.- 345 с.

27. Коваленко И.А., Кузнецов Н.Ю. Статистическое моделирование.

28. Моделирование высоконадежных систем / Надежность технических систем.i

29. Справочник. М.: Радио и связь, 1985.- 456 с.

30. Волков В.Н., Воронков В.А. и др. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / Под ред. В.Г. Лазарева. М.: Радио и связь, 1983.-356 с.

31. ФренкГ., Фриш И. Сети, связь и потоки. М.: Связь, 1978.- 129 с.

32. Лазарев В.Г., Савин Г.Г. Сети связи, управление и коммутация. М.: Связь, 1973.-345 с.

33. Шибанов B.C. Средства оптимизации управления в системах связи. -М. Радио и связь, 1990.-234 с.

34. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети. М.: Финансы и статистика, 1996.- 224 с.

35. Г.И. Шакун, П.И. Трофимов, В.П. Алтарев Отказоустойчивость систем передачи данных. М.:Радио и связь, 1984. -143с.

36. Клейнрок Л. Коммуникационные сети. -М.: Наука, 1970.-256с.

37. ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. -М.: Издательство стандартов, 1991. -27 с.

38. Надежность и эффективность в технике: Справочник в Ют. / Под ред. В.И. Патрушева и А.И. Рембезы. -М.: Машиностроение, 1988.

39. Соколов H.A. Эволюция местных телефонных сетей.- Пермь: Изд-во ТОО типография "Книга", 1994. 375 с.

40. ШСТ В 20.57.102-77 Показатели качества изделий военной техники. Общие положения.

41. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В ЮТ. / Ред. совет: B.C. Авдуевский и др. -М.: Машиностроение, 1988. -Т. 5.: Проектный анализ надежности. -316 с. i

42. Дроздов И.А., Кузнецов С.Ф. Требования, предъявляемые к автоматизированной информационной базе данных для оценки эксплуатационной надежности телекоммуникационных сетей. 10 ВНТК СПВВИУС. СПб.: СПВВИУС. 1998.-С.15.

43. Бортников A.B. Принципы самовосстановления и адаптации в системах связи. -Л.: ВАС, 1990. -90 с.

44. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. -М.: Сов.радио, 1970.-263 с.

45. Лихачев A.M. Моделирование свойств отказоустойчивости и эксплуатационной надежности технических систем электросвязи // Сборник тезисов докладов 10-й ВНТК СПВВИУС (часть вторая). -СПб.: СПВВИУС, 1998.-С. 16.

46. Нетес В.А. Оценка готовности и безотказности сетей передачи данных // Электросвязь, 1993, №12. -С. 31-33.

47. Давыдов Г.Б., Рогинский В.Н., Толчан А.Я. Сети электросвязи. -М.: Связь, 1977. -359 с.

48. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. -М.: Наука, 1988. -208 с.

49. Надежность и живучесть систем связи / Под ред. Б.Я. Дудника. -М.: Радио и связь, 1984. -216 с.

50. Терентьев В.М. Автоматизированные системы управления сетями многоканальной радиосвязи / Под ред. А.П. Родимова. -JL: ВАС, 1986. -48 с.

51. Алгоритмы и программы решения на графах и сетях / Под. общ. ред. М.И. Нечепоренко. -М.: Наука, 1990. -380 с.

52. Райкин В.Ф., Шишонок H.A., Барвинский Л.Л. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. -М.: Сов. радио, 1964. -551 с.

53. Барзилович Е.Ю., Беляев Ю.К., Капитанов P.A. и др. Вопросы математической теории надежности / Под ред. Б.В.Гнеденко. -М.: Радио и связь, 1983.-376 с.54.0ре О. Теория графов. / Пер. с англ. под ред. H.H. Воробьева. -М.: Энергоатомиздат, 1980. -336 с.

54. Богданов Г.М. Проектирование изделий: Организация и методика постановки задачи. М.: Издательство стандартов, 1995.- 144 с.

55. Разработка и оформление конструкторской документации РЭА: Справ. Пособие / Э.Т. Романычева, А.К. Иванова, A.C. Куликов и др. М.: Радиосвязь, 1984.-256 с.

56. Е. Kessler. Digital Circuit Multiplication Equipment and Systems An Overview. - British Telecommunications Engineering, Vol. II, July 1992. - pp. 106-111.

57. Лохмотко B.B., Пирогов К.И. Анализ и оптимизация цифровых сетей интегрального обслуживания. Минск.: Навука i тэхшка, 1991. - 192 с.

58. Харченко B.C., Лысенко И.В., Мельников В.А. Оценка и обеспечение живучести информационно-вычислительных и управляющих систем технических комплексов критического использования// Зарубежная радиоэлектроника, № 1, 1996. С. 30.

59. Кейджан Г.А. Прогнозирование надежности микроэлектронной аппаратуры на основе БИС. М.: Радио и связь, 1987. - 127 с.

60. Лихачев A.M. Обеспечение живучести, эксплуатационной надежности и восстановление первичной сети ЕАСС в мирное и военное вре-мя//Теоретические основы организации связи в объединениях и соединениях / Под ред. В.И. Иванова. Л.: ВАС, 1?91. - С. 503-557.

61. Балашов Е.П. Эволюционный синтез систем. М.: Радио и связь, 1985.-328 с.

62. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. М.: Радио и связь, 1982. - 208с.

63. Авиженис А. Отказоустойчивость - свойство, обеспечивающее постоянную работоспособность цифровых систем. ТИИЭР, №10, 1978.- 66с.

64. Методы построения имитационных систем / Под ред. Сергиенко И.В. Киев.: Наукова думка, 1991.-164 с.

65. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1988.-215 с.

66. Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К. Структура многоуровневых и крупномасштабных систем. Синтез и планирование развития. М.: Наука, 1993. -115 с.

67. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Сов. Радио, 1972. - 550с.

68. Креденцер Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. К.: Наукова думка, 1978. - 305 с.

69. Феллер В. Введение в теорию вероятности и ее приложения. Том 1 -М.: Мир, 1984. 421 с.

70. Дубов Ю.А., Травкин С.Н., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986. - 147 с.

71. Гуткин JI.C. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. М.: Соврадио, 1978. - 263 с.

72. Левин Б.Р., Шварц В. Вероятные модели и методы в системах связи и управления. М.: Радио и связь, 1985. -187 с.

73. Панченко В.Е., Буренин Н.И., Логинов Н.А, Лихачев А.И. Метод идентификации неисправностей цифровых устройств на основе усеченных биноминальных распределений. М.: Электросвязь, 1997. - 98 с.

74. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.-226 с.

75. Зыков А.А. Основы теории графов, М.: Наука, 1987. - 186 с.

76. Дроздов И.А. Модель телекоммуникационной сети для оценки ее отказоустойчивости. 10 ВНТК СПВВИУС. СПб.: СПВВИУС. 1998. - С.13.

77. The Northern Telecom Guide to Intelligent Networks. Editor: T. Hills. -EMAP Business Publishing/Northern Telecom Europe Ltd, 1993. 80 p.

78. Захаров Т.П. Сети с искусственным интеллектом: концепция построения и вопросы терминологии. // Системы и средства телекоммуникаций, 1993, № 1.- С. 3-8.

79. Нейман В.И. О концепции Интеллектуальной сети. // Электросвязь, 1993, №4.-С. 24-25.

80. P.S. Richards. Rapid Services Delivery and Customization in a Developing Network Infrastructure. // Proceedings oflTC Specialists Seminar. Cracow, 1991, Vol. I-pp. 12-23.

81. Нетес В.А. Коэффициент сохранения эффективности сложных систем с обобщенной последовательно-параллельной структурой // Надежность и контроль качества №1, 1995. С. 19-25.

82. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 Т./ Ред. совет: B.C. Авдуевский и др. М.: Машиностроение, 1988. -Т.З. Эффективность технических систем. - 328 с.

83. Дроздов И.А., Кузнецов В.Е., Рохмистров А.Н., Федяй С.И. Модель телекоммуникационной сети для оценки структурной отказоустойчивости. Отчет по НИР "Команда- MC''/Научные руководители Лебедев К.В., Лихачев A.M. М.: ВНИИ Эталон, 1998. С. - 143-147.

84. Клистофеди Н., Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.-370с.

85. Дроздов И.А., Кузнецов В.Е., Лихачев A.M. Модель функциональной отказоустойчивости телекоммуникационной сети. Отчет о НИР "Команда- МС"/Научные руководители Лебедев К.В., Лихачев A.M. М.: ВНИИ Эталон, 1998.-С. 147-152.

86. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. /Перевод с английского под редакцией д-ра техн. наук Б.С. Цыбакова. М.: "МИР", 1979. -600 с.

87. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988. - 392 с.

88. Акоф Р., Саниени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971.-534 с.

89. Силин В.Б., Заковряшин А.И. Автоматическое прогнозирование состояния аппаратуры управления и наблюдения. М.: Советское радио, 1986. -375 с.

90. ГОСТ 27.504-84. Методы оценки показателей надежности по цензу-рированным выборкам. М.: Изд-во стандартов, 1984.- 41 с.

91. Скрипник И.М., Назин А.Е. Оценка надежности технических систем по цензурированным выборкам. Минск: Наука и техника, 1981.-141 с.

92. Абрамовиц М., Стиган С. Справочник по специальным функциям. -М.: Наука, 1979. 830 с.

93. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и их инженерное приложение. М.: Наука, 1991. - 215 с.

94. Барзелович Е. Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. -М. Машиностроение, 1986. 397 с.

95. Лифшиц B.C., Мамонтова Н.П. Развитие систем автоматической коммутации каналов. М.: Связь, 1982. - 352 с.

96. Ивлев В.В. Надежность систем из однотипных элементов. М.: Радио и связь, 1986. - 246 с.

97. Дроздов И.А., Модели накопления статистических данных об эксплуатации телекоммуникационных сетей. 10 ВНТК СПВВИУС. СПб.: СПВВИУС. 1998.-С.14.

98. Севастьянов Б.А. Курс теории вероятностей и математической статистики. М.: Наука, 1982. - 256 с.

99. Нетес A.B. "Основные принципы цифровой иерархии" // Сети и системы, №6,1996. С.59-62.

100. Лихачев A.M., Куриосов В.И., Кузнецов В.Е. и другие. Применение метода квазирезервирования для повышения отказоустойчивости телекоммуникационных сетей. Электросвязь №9 2000г.

101. Лихачев A.M., Рохмистров А.Н., Карпов Е.А и другие. Оценка эффективности алгоритмических, диагностических систем связи при различных ошибках диагностических решений. Сборник научных трудов «Вопросы теории безопасности». Москва, 2000г.

102. АМТС автоматизированная междугородная телефонная станция

103. АПСС аппаратно-программное средство связи1. БД базы данных

104. ВБР вероятность безотказной работыволе волоконно-оптическая линия связивсе Взаимоувязанная сеть связи

105. ЕТК единичный технико-технологический канал1. ЖЦ жизненный цикл

106. ИНС информационное направление связиисп информационное сообщение пользователяиткс информационно-телекоммуникационная система

107. КИЕ коммутируемая информационная единицакц коммутационный центр

108. МО математического ожиданиямсэ Международный союз электросвязи

109. ОрТС организационно-техническая система электросвязиосэ обобщенный структурный элементпци плезиохронная цифровая иерархия

110. РВР ремонтно-восстановительные работы

111. РНР ремонтно-настроечные работысото система оперативно-технического обеспечения

112. СОТУ система оперативно-технического управлениястос система технического обеспечения связистэ система технической эксплуатации1. Суз сетевой узел

113. СУС система управления сетьюсци синхронная цифровая иерархиясэк система эксплуатационного контролятмы система управления сетью

114. ТКС телекоммуникационная система

115. ТСЭ техническая система электросвязи

116. ТТЭ технико-технологическая эволюция

117. ТхС технического состояния1. УУ управляющие устройство

118. ФКЭ фазовая квалиметрическая эволюция

119. ФЛК физический и логический канал

120. ФЛС физическое и логическое соединение

121. ФСЭ фазовая структурная эволюция

122. ФТЭ фазовая технико-технологическая эволюция

123. ЦСИС цифровая сеть с интеграцией служб

124. ЭН эксплуатационная надежность1. ЭС эволюционная схема