Способ моделирования отказов и повреждений сетей связи

Способ моделирования отказов и повреждений сетей связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области моделирования и может быть использовано при проектировании радиоэлектронных, технических систем для оценки эксплуатационных показателей.

Толкование терминов, используемых в заявке: сеть связи - технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи (Федеральный закон от 16 февраля 1995 г. №15-ФЗ "О связи" (с изменениями от 6 января, 17 июля 1999 г.). Принят Государственной Думой 20 января 1995 г.); отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта (ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения); сбой - самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора (ГОСТ 27.002-89); боевое повреждение - это повреждение средства связи, вызванное воздействием на него оружия противника и (или) сопутствующих поражающих факторов (ГОСТ В 25883-83. Эксплуатация и ремонт военной техники. Термины и определения); подавление линии связи - комплекс мероприятий и технических мер, направленных на снижение соотношения сигнал/помеха на входе приемников до неудовлетворительного качества связи.

Известен способ моделирования, реализованный в устройстве - см. изобретение "Устройство для моделирования отказов и повреждений в сложных системах" G06F 15/00, опубликованное 27.01.2007, бюл. №3. Способ заключается в определении начала очередной статистической реализации на время, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, формировании потока отказов, при этом формируется первичный поток случайных импульсов, формируется равномерно распределенное случайное число, соответствующее номеру отказавшего элемента, выдается информация об отказавших элементах, о распределении отказов, о номерах отказавших элементах, формировании потока повреждений, при этом формируются случайно изменяющиеся во времени выходные напряжения, формируется случайное число, соответствующее номеру поврежденного элемента при другом, заданном законе распределения, выдается информация о поврежденных элементах, о распределении повреждений, о номерах поврежденных элементов.

Недостатком аналога является отсутствие возможности моделировать процесс возникновения сбоев элементов сетей связи, а также процесс подавления линий (каналов) связи.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному способу является способ, реализованный в устройстве - см. изобретение "Устройство для моделирования отказов и восстановлений средств связи" G06F 17/00, G06N 1/00, опубликованное 20.03.2007, бюл. №8. Способ-прототип заключается в генерации импульсов, имитирующих возникновение боевых повреждений средств связи (слабых, средних, сильных и безвозвратных), генерации эксплуатационных отказов, генерации проведения технического обслуживания (ТО) средств связи, имитации перехода средств связи в неработоспособное состояние (при возникновении отказов и боевых повреждений) или прекращения работы (при проведении ТО средств связи), имитации восстановления средства связи.

Однако способ-прототип имеет недостаток, заключающийся в отсутствии возможности моделировать процесс возникновения сбоев элементов сетей связи, а также процесс подавления линий (каналов) связи.

Техническим результатом изобретения является расширение возможностей по моделированию процессов возникновения отказов, повреждений, сбоев, а также процесса подавления сетей связи.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". "Промышленная применимость" способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе моделирования отказов и восстановлений средств связи, заключающемся в генерации импульсов, имитирующих возникновение боевых повреждений средств связи (слабых, средних, сильных и безвозвратных), генерации эксплуатационных отказов, генерации проведения ТО средств связи, имитации перехода средств связи в неработоспособное состояние (при возникновении отказов и боевых повреждений) или прекращения работы (при проведении ТО средств связи), имитации восстановления средства связи, дополнительно осуществляется нумерация средств, комплексов связи, линий (каналов) связи, при этом средства и комплексы связи нумеруются совместно от 1 до n, линии связи нумеруются от 1 до d, каналы связи нумеруются от 1 до k, далее осуществляется имитация применения по назначению средств и комплексов связи, одновременно осуществляется генерация времени возникновения эксплуатационных отказов, аварийных (боевых) повреждений и сбоев средств и комплексов связи, а также генерация времени начала подавления линий (каналов) связи, определяется начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, при этом формируется случайное число ξ, соответствующее номеру отказавшего элемента, формируется случайное число λ, соответствующее номеру поврежденного элемента при заданном законе распределения, формируется случайное число μ, соответствующее номеру средства связи, имеющего сбой программного обеспечения, а также определяется начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени начала подавления линий (каналов) связи, при этом формируется случайное число η, соответствующее номеру подавленной линии (канала) связи, далее осуществляется розыгрыш степени повреждения и номера поврежденных средств и комплексов связи, розыгрыш продолжительности подавления и номера подавленных линий (каналов) связи, производится запись времени нахождения средств и комплексов связи в неработоспособном состоянии, а также продолжительности подавления линий (каналов) связи, проверяется факт наступления отказа, повреждения, сбоя средств и комплексов связи и подавления линий (каналов) связи, производится фиксация номеров поврежденных (отказавших) средств, комплексов и номеров подавленных линий (каналов) связи, проверяется работоспособность средств и комплексов связи, линий (каналов) связи, фиксируется общее время нахождения их в работоспособном состоянии Т_р, а также фиксируется общее время нахождения средств, комплексов, линий (каналов) связи в неработоспособном состоянии Т_н, производится подсчет коэффициента готовности К_г, осуществляется имитация восстановления средств, комплексов, линий (каналов) связи.

Реализовать заявленный способ можно в виде алгоритма моделирования отказов, повреждений и сбоев сетей связи, представленного на фиг.1.

В блоке 1 осуществляется нумерация средств, комплексов связи, линий (каналов) связи. Средства и комплексы связи нумеруются совместно от 1 до n, линии связи нумеруются от 1 до d, каналы связи нумеруются от 1 до k. В блоке 2 имитируют применение по назначению средств и комплексов связи таким образом, что для работоспособных средств и комплексов связи осуществляется запись времени работы в отдельные ячейки памяти. Номера ячеек памяти совпадают с номерами средств и комплексов связи (от 1 до n). Имитация применения по назначению линий (каналов) связи осуществляется в блоке 3. При этом для работоспособных линий (каналов) связи осуществляется запись времени работы в отдельные ячейки памяти. Ячейки памяти для линий связи нумеруются от 1 до d, ячейки памяти для каналов связи нумеруются от 1 до k. Далее в блоке 4 проверяется наступление момента окончания моделирования. Если моделирование не закончено, то управление передается блоку 12. Генерация времени возникновения эксплуатационных отказов, аварийных (боевых) повреждений и сбоев средств и комплексов связи осуществляется в блоке 5 алгоритма. Одновременно осуществляется генерация времени начала подавления линий (каналов) связи (блок 6). При этом в блоке 5 определяется начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, при этом формируется случайное число ξ, соответствующее номеру отказавшего элемента, формируется случайное число λ, соответствующее номеру поврежденного элемента при заданном законе распределения, формируется случайное число μ, соответствующее номеру элемента, имеющего сбой программного средства. На следующем этапе производят вычисление ξ·М, λ·М, μ·М, где М - количество средств, комплексов, линий (каналов) связи, округление произведений до ближайшего целого. В блоке 6 определяют начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени начала подавления линий (каналов) связи, при этом формируется случайное число η, соответствующее номеру подавленной линии (канала) связи. На следующем этапе производят вычисление η·М, где М - количество условных элементов системы, округление произведения до ближайшего целого. В блоке 7 осуществляют розыгрыш степени повреждения средств и комплексов связи, в блоке 8 - розыгрыш продолжительности подавления линий (каналов) связи. В блоке 9 осуществляют розыгрыш номеров поврежденных средств и комплексов связи, в блоке 10 - розыгрыш номеров подавленных линий (каналов) связи.

Методы генерации (имитации), используемые в блоках 5-10, зависят от вида распределения разыгрываемых величин, характеризующих математические ожидания времени возникновения эксплуатационных отказов, боевых повреждений, сбоев и подавлений элементов сетей связи (см. Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. Иванов Е.В.СПб.: ВАС, 1992. С.9-18). Могут использоваться следующие методы генерации (розыгрыша) случайных величин (см. Моделирование систем. Инструментальные средства GPSS World: Учеб. пособие. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 368 с.): метод розыгрыша случайных чисел для дискретных равномерных распределений; метод розыгрыша случайных чисел для дискретных неравномерных распределений; метод розыгрыша случайных чисел для непрерывных равномерных распределений; метод розыгрыша случайных чисел для непрерывных неравномерных распределений.

В блоке 11 производят запись времени нахождения средств и комплексов связи в неработоспособном состоянии, а также продолжительности подавления линий (каналов) связи. Далее проверяется факт наступления отказа, повреждения, сбоя средств и комплексов связи и подавления линий (каналов) связи (блок 12). Если факт отказа, повреждения, сбоя, подавления не наступил, то управление передается блокам 2 и 3. Если наступил, то управление передается блоку 13, где осуществляется фиксация номеров поврежденных (отказавших) средств, комплексов и номеров подавленных линий (каналов) связи. Блок 14 проверяет работоспособность средств и комплексов связи, линий (каналов) связи. Если средства и комплексы связи, линии (каналы) связи работоспособны, то управление передается блоку 16. В блоке 16 фиксируется общее время нахождения их в работоспособном состоянии (Т_р), а также фиксируется общее время нахождения средств, комплексов, линий (каналов) связи в неработоспособном состоянии (Т_н). В блоке 17 производится подсчет коэффициента готовности К_г. В блоке 18 осуществляется имитация восстановления средств, комплексов, линий (каналов) связи. Время восстановления средств и комплексов связи зависит от разыгранной в блоке 7 степени повреждения. Время восстановления линий (каналов) связи зависит от разыгранной в блоке 8 продолжительности их подавления. С блока 18 управление передается блоку 12. На этом алгоритм считается выполненным.

Таким образом, достигается технический результат заявленного способа.

Способ моделирования отказов и повреждений сетей связи, заключающийся в генерации импульсов, имитирующих возникновение боевых повреждений средств связи (слабых, средних, сильных и безвозвратных), генерации эксплуатационных отказов, генерации проведения технического обслуживания (ТО) средств связи, имитации перехода средств связи в неработоспособное состояние (при возникновении отказов и боевых повреждений) или прекращения работы (при проведении ТО средств связи), имитации восстановления средства связи, отличающийся тем, что дополнительно осуществляется нумерация средств, комплексов связи, линий (каналов) связи, при этом средства и комплексы связи нумеруются совместно от 1 до n, линии связи нумеруются от 1 до d, каналы связи нумеруются от 1 до k, далее осуществляется имитация применения по назначению средств и комплексов связи, одновременно осуществляется генерация времени возникновения эксплуатационных отказов, аварийных (боевых) повреждений и сбоев средств и комплексов связи, а также генерация времени начала подавления линий (каналов) связи, определяется начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени работы средства или комплекса связи, при этом формируется случайное число ξ, соответствующее номеру отказавшего элемента, формируется случайное число λ, соответствующее номеру поврежденного элемента при заданном законе распределения, формируется случайное число μ, соответствующее номеру средства связи, имеющего сбой программного обеспечения, а также определяется начало очередной статистической реализации на время Δt, соответствующее времени начала подавления линий (каналов) связи, при этом формируется случайное число η, соответствующее номеру подавленной линии (канала) связи, далее осуществляется розыгрыш степени повреждения и номера поврежденных средств и комплексов связи, розыгрыш продолжительности подавления и номера подавленных линий (каналов) связи, производится запись времени нахождения средств и комплексов связи в неработоспособном состоянии, а также продолжительности подавления линий (каналов) связи, проверяется факт наступления отказа, повреждения, сбоя средств и комплексов связи и подавления линий (каналов) связи, производится фиксация номеров поврежденных (отказавших) средств, комплексов и номеров подавленных линий (каналов) связи, проверяется работоспособность средств и комплексов связи, линий (каналов) связи, фиксируется общее время нахождения их в работоспособном состоянии Т_р, а также фиксируется общее время нахождения средств, комплексов, линий (каналов) связи в неработоспособном состоянии Т_н, производится подсчет коэффициента готовности К_г, осуществляется имитация восстановления средств, комплексов, линий (каналов) связи.