Расчет надежности сети телефонной связи на участке железной дороги

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………..………..3

1.1 Задание на курсовую работу………………………………………………….4

1.2. Исходные данные……………………………………………….………….....5

2. Расчет показателей надежности усилителя НУП …………………………….6

3. Расчет показателей надежности кабельных линий местной телефонной сети и между ОАТС и ОУ…………………………………………………………………9

4. Расчет показателей надежности кабельных линий между ОУ, ОУ и ДУ…...11

5. Расчет показателей надежности кабельной линии от ДУ до абонента, наиболее удаленного от этого узла………………………………………………….………15

 Вывод……………….………………………………………………………...…...17          

 Схема усилителя…….…………………………………………………...……….18

 Список литературы…….…………………………………………………...…….19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени  в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность  выполнять требуемые функции  в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством  и объединяет в себе такие свойства, как  безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Безотказность – способность  изделия непрерывно сохранять работоспособное  состояние в течение времени. Поэтому наиболее важным в обеспечении  надежности является повышение безотказности  работы элементов.

Уровень надежности систем непосредственно влияет на безотказность  и бесперебойность движения поездов.

Объект – предмет, определенного  целевого назначения подлежащий исследованию или испытанию на надежность.

Показатель надежности –  качественная или количественная характеристика одного или нескольких свойств надежности объекта.

Вероятность безотказной  работы – вероятность  того, что  в пределах заданной наработки, отказ  объекта не возникает.

Наработка до отказа - наработка  объекта от начала эксплуатации до возникновения отказа.

Система представляет собой  совокупность элементов взаимодействующих  в процессе выполнения определенного  круга задач.

Резервирование – способ повышения надежности технических  систем, построенных из ненадежных элементов. Принципом резервирования считается введение в систему дополнительных резервных элементов, которые являются избыточными к минимально необходимой структуре систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание на курсовую работу

Рассчитать показатели надежности кабельных линий междугородной

телефонной сети железной дороги в соответствии с заданным вариантом.

Вариант задания определяется по двум цифрам: q – номер группы, n – номер фамилии студента в журнале группы. Функциональная схема кабельных линий телефонной сети показана на рис. 1.

 

Условные обозначения:

– ОАТС – оконечная автоматическая телефонная станция;

– ОУ – отделенческий узел связи;

– НУП – необслуживаемый усилительный пункт;

– ДУ – дорожный узел связи;

– L1 – L4 – длина кабелей местных телефонных сетей;

– L5, L6 – длина кабельных линий между ОАТС и ОУ;

– L7 – L9 – длина кабельных линий между ОУ;

– L10 – длина магистрального кабеля.

Технические условия работы системы

1. Система включает в себя узлы связи, кабельные линии связи, а так-

же аппаратуру НУП.

2. Аппаратура НУП работает в условиях эксплуатации, которые отли-

чаются от нормальных условий.

3. Система связи не дает опасных отказов.

4. Ненадежные устройства могут резервироваться.

1.2. Исходные данные

q=3, n=8

1. Длина кабельных линий местной телефонной сети, км:

L₁=20+0,5n+5q=39                          L₃=30+0,5n+5q=44

L₂=25+0,5n+5q=49                          L₄=35+0,5n+5q=54

 

2. Длина кабельных линий, км:

– между ОАТС и ОУ

L₅=50+n+10q=88                             L₆=60+n+10q=98

– между ОУ

     L₇=60+3n+5q=99                             L₉=60+3n+15q=129

     L₈=70+3n+5q=109

     – между ОУ и ДУ

     L₁₀=400+5n+20q=500

    

     3.Среднее время восстановления, ч:

– усилителя НУП

Т_Ву = 0,1 + 1,5q=4,6;

– кабельной линии

Т_Вк = 0,2 + 1,4q=4,4;

– кабельной линии с учетом НУП

Т_Вк^нуп = 0,5 + 2,5q=8.

 

4. Коэффициент готовности переключателя схемы резервирования

усилителя

К_Гn=0,99995-0,00001n=0,99987

 

5. Коэффициент нагрузки и температура воздуха для элементов НУП:

К_н=0,1+0,1q=0,4                          T⁰=15+10q=45

 

6. НУП располагаются через 18 – 20 км по длине соответствующей

кабельной линии.

 

 

 

 

 

2. Расчет показателей надежности усилителя НУП

Расчет  показателей надежности усилителя  без резервирования

Наименование и тип элемента	Количество элементов j-го типа, nj , шт	Интенсивность отказов элементов j-го типа,	Поправочные коэффициенты aj = f(KН, Т0)	Интенсивность отказов группы элементов j-го типа,
резисторы: МЛТ-0,25 МЛТ-0,5 МЛТ-1 СП-0,5	8 8 3 1	0,4 0,5 1 0,7	0,55 0,55 0,55 0,55	1,76 2,2 1,65 0,385
конденсаторы: металлобумажные электролитические аллюминиевые	21 4	2 2,4	0,45 1,12	18,9 10,752
диоды: кремниевые	3	2,0	0,98	5,88
транзисторы: мощные ВЧ	6	5,0	0,61	18,3
дроссели	5	1,0	0,2	1
трансформаторы: силовые	3	3,0	0,2	1,8
Интегральная микросхема	1	0,45	1	0,45
Штепсельные соединения	3	0,002	1	0,006
Паяные соединения	143	0,001	1	0,143
				63,226

– средняя наработка до отказа устройств:

 

– вероятность безотказной работы

 

 

 

– среднее число отказов устройств

 

 

 

– коэффициент готовности устройств

– коэффициент простоя устройств

 

– время простоя устройств

 

, ч

, ч

 

Расчет  показателей надежности при резервировании усилителя

Нагруженное резервирование кратностью m.

 m=1.

                          Рис.2

-коэффициент готовности

 

  – коэффициент простоя устройств 

           – время простоя устройств

 

, ч

, ч

 

  Ненагруженное резервирование кратностью m.

m=1.

Рис.3

- коэффициент готовности

 

– коэффициент простоя устройств

 

– время простоя устройств

 

, ч

, ч

Ненагруженное резервирование кратностью m.

m=2.

                 Рис.4

-коэффициент готовности

– коэффициент простоя устройств

 

– время простоя устройств

 

, ч

, ч

 

Из расчетов видим, что наибольший коэффициент готовности и соответственно наименьшее время простоя получились при методе ненагруженного резервирования кратностью 2. Значит, принимаем:

 

Для выбранного варианта резервирования рассчитываем:

– параметр потока отказов

 ч^-1

– вероятность безотказной работы за месяц, за год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет показателей надежности кабельных

линий местной  телефонной сети и между ОАТС и  ОУ

В соответствии с исходными данными рассчитаем длину кабельных

линий МТС, между ОАТС и ОУ.

Параметр потока отказов i-го кабеля:

 

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

– средняя наработка до отказа кабельных линий:

 

 

 

 

– вероятность безотказной работы кабельных линий

 

 

    

    

    

    

    

    

 

 

– среднее число отказов устройств кабельных линий

 

 

                  

                  

                      

                  

                  

                  

 

– коэффициент готовности устройств кабельных линий

 

                

                

                

 

– коэффициент простоя устройств кабельных линий

 

          

          

          

 

– время простоя устройств кабельных линий

 

 ч           ч

 ч           ч

 ч           ч

 ч           ч

 ч           ч

 ч           ч

4. Расчет показателей надежности кабельных линий

между ОУ, ОУ и  ДУ

Кабельные линии содержат в своем составе собственно кабель и НУП.

Рассчитаем длину кабелей, соединяющих между собой ОУ, ОУ и ДУ.

 

Параметр потока отказов:

 

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

 ч^-1

Вероятность безотказной работы:

 

 

         

        

         

 

НУП располагаются по длине  кабеля на расстоянии друг от друга  от

18 до 20 км. Количество НУП  в составе кабельной линии  равно

 

   

 

   

 

   

 

   

 

Вероятность безотказной  работы i-й кабельной линии с учетом НУП

за месяц, за год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы определить заданные показатели надежности, вычислим параметр потока отказов кабельной линии, учитывая, что в ней установлены НУП.

 

ч^-1          ч^-1

 ч^-1         ч^-1

– средняя наработка до отказа кабельных линий с учетом НУП :

 

        

       

– среднее число отказов кабельных линий с учетом НУП

 

              

71                

              

              

 

– коэффициент готовности кабельных линий с учетом НУП

 

 

 

 

 

– коэффициент простоя кабельных линий с учетом НУП

 

 

 

 

– время простоя кабельных линий с учетом НУП

 

ч                 ч               

 ч                ч

 ч                ч

 ч                ч

 

5. Расчет показателей надежности кабельной линии

от ДУ до абонента, наиболее удаленного от этого узла

Определение абонента телефонной сети наиболее удаленного от ДУ.

L₁₅₈₁₀=39+88+109+500=736 км

L₂₅₈₁₀=49+88+109+500=746 км

L₃₆₉₁₀=44+98+129+500=771 км

L₄₆₉₁₀=54+98+129+500=781 км

L₁₅₇₉₁₀=39+88+99+129+500=855 км

L₂₅₇₉₁₀=49+88+99+129+500=865 км

L₃₆₇₈₁₀=44+98+99+109+500=850 км

L₄₆₇₈₁₀=54+98+99+109+500=860 км

Наиболее удаленная линия L₂₅₇₉₁₀= 865км , т.е это Аб2.

Для определения показателей  надежности кабельных линий произведём структурное преобразование соединения кабелей между ОУ типа «треугольник» в соединение типа «звезда».

Используем приближенные соотношения, устанавливающие связь между соединением «треугольник» и соединением «звезда».