CC BY
19
Восточно-Европейский журнал передовым технологий ISSN 1729-3774
-□ □-
Об'ектом розгляду в данш роботi е один iз варiантiв комбтованог стратеги техшчного обслуговування об'ектiв мереж комiркового зв'язку, коли на одну ремонтну бригаду покладено планово-проф^актичне i аваршне видновлен-ня. Для побудови математичног моделi процесу техтчного обслуговування, його представлено у виглядi системи масово-го обслуговування, для яког розробле-но граф статв та переходiв i сформовано систему диференцшних рiвнянь Колмогорова - Чепмена
Ключовi слова: тформацшна мережа комiркового зв'язку, коефщент готов-ностi, техшчне обслуговування, система масового обслуговування, модель
надiйностi □-□
Объектом рассмотрения в данной работе является один из вариантов комбинированной стратегии технического обслуживания объектов сетей сотовой связи, когда на одну ремонтную бригаду положено планово-профилактическое и аварийное восстановления. Для построения математической модели процесса технического обслуживания, он представлен в виде системы массового обслуживания, для которой разработан граф состояний и переходов и сформирована система дифференциальных уравнений Колмогорова -Чепмена
Ключевые слова: информационная сеть сотовой связи, коэффициент готовности, техническое обслуживание, система массового обслуживания,
модель надежности -□ □-
УДК 621.396.6.019.3+519.87
ОЦ1НКА ЕФЕКТИВНОСТ1 КОМБШОВАНОТ СТРАТЕГИ ТЕХН1ЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ МЕРЕЖ1 КОМ1РКОВОГО
ЗВ'ЯЗКУ
Б. А. М а н д з i й
Доктор техычних наук, професор* E-mail: bmandziy@polynet.lviv.ua Б. Ю. Вол оч i й Доктор техычних наук, професор* Контактний тел.: 063-758-91-84 E-mail: bvolochiy@ukr.net С. I. Г н а т i в Начальник вщдту ф^сованого зв'язку Львiвська ф^я ПрАТ «Кшвстар» вул. Генерала Грекова 3, м. Львiв, УкраТна, 79048 Контактний тел.: 067-670-61-75 E-mail: Svyatoslav.Gnativ@lviv.kyivstar.net Л. Д. 03i рковськи й Кандидат техычних наук, доцент* Контактний тел.: 067-673-34-45 E-mail: l.ozirkovsky@gmail.com I. В. Кул и к Асистент*
Контактний тел.: 098-919-47-70 E-mail: kulyk.iw@gmail.com *Кафедра теоретичноТ радютехшки та радiовимiрювання Нацюнальний ушверситет «Львiвська ПолЬехшка» вул. С. Бандери, 12, м. Львiв, УкраТна, 79013
1. Вступ
Шд час експлуатаци об'екпв iнформацiйноi мере-жi комiркового зв'язку (1МКЗ) важливо забезпечити висок показники надiйностi впродовж всього житте-вого циклу апаратури. Одним iз способiв пiдвищення безвщмовносп 1МКЗ е проведення технiчного обслуговування (ТО) и об'ектiв. Розв'язання задачi вибору оптимальноi стратегii ТО дозволяе максимально тд-вищити показники надшноси 1МКЗ та мiнiмiзувати витрати тд час ii експлуатацii.
Задача оптимiзацii стратеги ТО розглядаеться в працях Б.П. Креденцера, Ф. Байхельта, П. Франкена, Е.Ю. Барзиловича i полягае у виборi оптимально'Т пе-рiодичностi проведення профiлактичних робiт. Роз-глянутi в цих роботах моделi базуються на даних про безввдмовшсть та ремонтопридатнiсть об'ектiв дослвд-ження, а самi об'екти представленi у виглядi одного уза-
гальненого блоку без деталiзащi його структури. Отже щ моделi призначенi лише для опису ТО одного об'екта i не можуть вiдображати процес ТО сукупност об'eктiв.
2. Опис об'екта дослщження
Об'ектом розгляду в данш роботi е процес ТО 1МКЗ. Технiчне обслуговування мережi передбачае проведення планових та непланових (аваршних) роби на всiх и об'ектах. Надшшсть 1МКЗ залежить вiд пра-цездатноси всiх и об'ектiв.
Об'екти 1МКЗ перебувають пiд постiйним контролем мошторингових систем. Тому при появi вiдмови, яка приводить до втрати об'ектом працездатносп, iнформацiя про вщмову вiдразу надходить в сервiсний центр. Вщмови, якi приводять до втрати об'ектом пра-цездатностi створюють аваршш ситуацii. Для усунен-
© Б.А Мандзй, Б.Ю. ЕВолочр], C.I. Ггетв, nil. ОЫрковсь-кий, I.B. Кулик, 2013
ня аваршних ситуацш в 1МКЗ передбачено проведен-ня аварiйно-вiдновлювальних робiт (АВР).
На об'екп можлива поява вщмов, якi не виявляють-ся за допомогою монiторингових систем. Цi вщмови не приводять до втрати об'ектом працездатностi, але при 1х наявносп ймовiрнiсть виникнення аварiйноi ситу-ацп на об'eктi зростае. Такi вщмови називають при-хованими, а iх виявлення можливе лише пiдчас пере-бування на об'eктi ремонтноi бригади. Для виявлення та усунення прихованих вщмов на об'ектах 1МКЗ стратепею ТО передбачено проведення планово-про-ф^актичного обслуговування (ППО).
Пiдготовка ремонтноi бригади до проведення АВР та ППО здшснюеться однаково. Вшзд ремонтноi бригади на об'ект спонукають двi подii: аварiйний виклик i виконання плану проведення ППО.
Початок проведення АВР на об'еки 1МКЗ визна-чае повiдомлення, що приходить вщ монiторингових систем в сервiсний центр i сигналiзуе про виникнення на об'екп аварiйноi ситуацii. В сервшному центрi здiйснюеться попереднiй аналiз аварiйноi ситуацii та надсилаеться повщомлення про необхщ-нiсть проведення АВР з шформащею про аварiю до ремонтного органу. Послщовшсть проведення роби по ППО об'ектiв 1МКЗ визначае безпосередньо сер-вiсний центр, керуючись заздалегiдь затвердженим графiком.
Пiсля отримання поввдомлення про необхiднiсть проведення ввдповщного виду вiдновлювальних робiт, ремонтний орган надсилае в сервкний центр тдтвер-дження про отримання цього повщомлення. Ремонт-ним органом проводиться аналiз отриманого повщом-лення та на основi отриманоi iнформацii проводиться тдготовка ремонтноi бригади (вибiр необхiдних за-пасних матерiалiв та ремонтного обладнання) та здшснюеться вшзд на об'ект.
По приiздi на об'ект 1МКЗ ремонтна бригада проводить детальне вивчення причин та наслвдюв вщмов, що виникли, та надсилае повщомлення про причини виникнення вщмови до сервшного центру та присту-пае до усунення наслiдкiв вщмови. Пiсля завершення роботи на об'екп ремонтна бригада повертаеться на станщю ТО та надсилае в сервкний центр звiт про виконанi роботи.
3. Розробка моделi процесу техшчного обслуговування об'eктiв шформацшно! мережi комiркового зв'язку
Вiдомi моделi технiчного обслуговування об'ек-тiв, якi представленi в роботах [1-3] не дозволяють адекватно вщобразити багатоетапний процес ТО 1МКЗ. Тому для представлення процесу ТО 1МКЗ сформовано математичну модель у виглядi системи масового обслуговування (СМО) (рис. 1). Сформована СМО складаеться з трьох черг (черга заявок на проведення ППО, фжтивна черга заявок на усунення прихованих вщмов, черга заявок на проведення АВР) та каналу обслуговування (КО).
Черга заявок на проведення ППО вщображае об'екти 1МКЗ, на яких необхщно провести ППО. Максимальний розмiр цiеi черги визначае юльюсть об'ектiв 1МКЗ, якi перебувають на обслуговуваннi одноi ремонтноi бригади.
Фжтивна черга заявок на усунення прихованих вщмов вiдображае поточну юльюсть об'ектiв 1МКЗ, на яких виникли приховаш вiдмови. В моделi передбачено, що в« прихованi вщмови на одному об'ектi 1МКЗ входять в одну заявку. Таким чином, максимальний розмiр черги заявок на усунення прихованих вщмов залежить вщ юлькоси об'ектiв 1МКЗ, якi знаходяться на обслуговуваннi одноi ремонтноi бригади.
Черга заявок на проведення АВР вщображае поточну юльюсть аварiйних ситуацiй, якi виникли на об'ектах 1МКЗ. Так як для кожного об'екта 1МКЗ властива одна аваршна ситуацiя, то максимальний розмiр черги заявок на проведення АВР залежить вщ кiлькостi об'ектiв 1МКЗ, якi знаходяться на обслуго-вуванш одноi ремонтноi бригади.
Процес проведення ППО i АВР, в запропонованш моделi представлено КО з багатофазним обслугову-ванням, кожна фаза якого вщображае вiдповiдний етап проведення вщновлювальних робiт.
Обслуговування заявок на проведення ППО. В по-чатковий момент часу черга заявок на проведення ППО е заповненою.
Юльюсть заявок, яю перебувають в черзi, рiвна кiлькостi об'ектiв 1МКЗ, якi перебувають на обслу-говуваннi ремонтноi бригади.
Рис. 1. Модель процесу ТО об'еючв 1МКЗ у виглядi СМО з трьома чергами та одноканальним, трифазним
обслуговуванням
Якщо на об'ектах 1МКЗ, якi перебувають на об-слуговуваннi, вiдсутнi аваршш ситуацii, тобто черга заявок на проведення АВР е порожньою, то заявки, яю знаходяться в черзi заявок на проведення ППО надходять на обслуговування в КО. Обслуговування наступноi заявки на проведення ППО не може роз-початися до того часу, доки не буде закшчено обслуговування попередньо'^ тобто одночасно можливе обслуговування лише одноi заявки.
Якщо шдчас обслуговування заявки на проведення ППО надходить заявка на проведення АВР, то обслуговування заявки, що знаходиться в КО проводиться до завершення. Шсля цього обслуговування заявок на проведення ППО припиняеться, а в КО надходять заявки на проведення АВР, що знаходять-ся в черзь
Обслуговування заявок на проведення ППО не розпочнеться до того часу доки не будуть обслужен в« заявки на проведення АВР.
Обслуговування заявок на проведення АВР. Заявки на проведення АВР надходять в сервшний центр з штенсившстю Ха (штенсившсть виникнення ава-ршних ситуацш на об'ектах 1МКЗ). Якщо в момент надходження заявки в КО вщбуваеться перша фаза обслуговування заявки на проведення ППО, то об-слуговування цiеi заявки припиняеться, а заявка на проведення АВР приймаеться на обслуговування. Якщо в момент надходження заявки на проведення АВР в КО перебувае попередня заявка на проведен-ня АВР або в КО вщбуваеться друга чи третя фаза обслуговування заявки на проведення ППО, то ново-прибула заявка записуеться в чергу заявок на про-ведення АВР.
Обслуговування заявок на усунення прихованих вгдмов. Виявлення прихованоi вщмови можливе лише шдчас перебування ремонтноi бригади без-посередньо на об'еки 1МКЗ. Тому обслуговування заявок на усунення прихованих вщмов здшснюеться лише при обслуговуванш заявок на проведення ППО чи АВР.
Причому, якщо заявка на усунення прихованоi вщмови обслуговуеться разом з заявкою на проведення ППО то вважаеться, що тривалшть обробки заявки на усунення прихованоi вщмови уже закладена в значення середньоi тривалоси обробки заявки на проведення ППО.
Якщо, заявка на усунення прихованоi вщмови обслуговуеться разом з заявкою на проведення АВР, то до тривалоси обслуговування заявки на проведення АВР необхщно додати тривалшть обслуговування заявки на усунення прихованоi вщмови.
Процедура перебування заявок в каналг обслуговування. Обслуговування заявок в КО здшснюеться в три фази.
Перша фаза обслуговування заявки в КО вщо-бражае процес попередньоi шдготовки ремонтноi бригади до початку проведення роби по ППО чи АВР. Тривалшть перебування заявки на першш фазi обслуговування рiвна тривалоси проведення ремонт-ною бригадою шдготовчих робiт Тпр.
Друга фаза обслуговування заявок в КО вщобра-жае процес доiзду ремонтноi бригади до об'екта, на якому проводяться вщновлювальш роботи. Трива-лiсть перебування заявки на другш фазi обслугову-
вання визначаеться часом, який затрачае ремонтна бригада для того щоб приiхати на об'ект 1МКЗ i рiвна Т.
д*
Третя фаза обслуговування заявок в КО вщо-бражае процес проведення вщновлювальних робiт на об'ектi 1МКЗ. Тривалiсть перебування заявки на третш фазi визначаеться часом проведення вщнов-лювальних робiт на об'ектi 1МКЗ ТППО - для заявок на проведення ППО та ТАВР - для заявок на проведення АВР.
Для представленоi на рис. 1 СМО здшснена роз-робка математичноi моделi у виглядi графа сташв та переходiв та сформована система лшшних диферен-цiйних рiвнянь Колмогорова - Чепмена, на основi розв'язання якоi проводиться розрахунок необхщ-них показникiв ефективностi 1МКЗ. Використання удосконаленоi технологii моделювання дискретно-неперервних стохастичних систем [4, 5] та розробле-ного на И основi програмного модуля ASNA-1 дозво-ляе автоматизувати процес побудови графа сташв i переходiв та системи диференцшних рiвнянь Колмогорова - Чепмена.
Автоматизацiя цього процесу дозволяе безпо-милково здiйснювати розробку графа сташв i пере-ходiв великоi розмiрностi, що в свою чергу дае змогу адекватно враховувати, як структуру так i поведшку об'екта дослщження.
Розмiрностi отриманих графiв станiв i переходiв для рiзноi кiлькостi об'ектiв, якi перебувають на обслуговуванш одноi ремонтноi бригади, подано в табл. 1.
Результатом розв'язання системи диференцшних рiвнянь е розпод^ ймовiрностей перебування 1МКЗ в станах.
Прийнято, що об'екти 1МКЗ розбитi на К одно-типних груп по N об'екив в кожнш. Для обслуговування цих груп вид^ено К рiвноцiнних бригад. Таким чином коеф^ент готовностi групи об'екив 1МКЗ вiдповiдае коефiцiенту готовноси всiеi 1МКЗ.
Коефiцiент готовностi групи об'екив 1МКЗ визначаеться, як сума ймовiрностей перебування цих об'екив в працездатних станах Р;.
Формули розрахунку коеф^ента готовностi 1МКЗ при рiзнiй кiлькостi об'ектiв, якi перебувають на обслуговуванш одноi ремонтноi бригади мають такий вигляд:
КГ = Х Р,
N=1
12 69
кг=! р,,
N=2 ,=1 ,=61
16 124 196
кг=! р, + ! р,+1 р,
N=3 ,=1 ,=113 ,=185
20 195 310 425
кг=! р, + ! р,+1 р,+1 р,,
N=4 ,=1 ,=181 ,=296 ,=411
24 285 450 618 786
кг=! р, + ! р,+1 р,+1 р,+1 р,.
N=5 ,=1 ,=265 ,=433 ,=601 ,=769
(1)
(2)
(3)
(4)
Таблиця 1
Po3MipHicTb сформованих графiв стажв та переходiв для pi3HOÏ кiлькостi o6'ektîb 1МКЗ, якi знаходяться на обслуговуванш одно'| ремонтно'| бригади
Кшькють об'ектiв 1МКЗ, N 1 2 3 4 5
Кшькють сташв 24 99 256 525 936
Кiлькiсть переходiв 74 354 972 2060 3750
кретних вхщних даних при рiзнiй юлькосп об'ектiв 1МКЗ, якi перебувають на обслуговуванш одно' ре-монтно' бригади.
Дослщження 2. В даному дослщжент поставлено за мету визначити вплив перюдичносп проведення ППО кожного об'екта на значення коефвдента го-товност 1МКЗ, коли на цю перюдичшсть впливае iнтенсивнiсть виникнення аварiйних ситуацш. Дане дослiдження проводилося при вхвдних даних, пред-ставлених в дослщжент 1 з врахуванням того, що на обслуговуваннi одно' ремонтно' бригади знаходиться 5 об'екпв 1МКЗ.
4. Оцшка ефективностi комбшовано!' стратеги техшчного обслуговування
Дослщження 1. Дослiдження проводилося з метою визначення залежност коефвдента готовностi 1МКЗ вiд кiлькостi об'екив 1МКЗ, якi знаходяться на обслуговуванш одно' ремонтноТ бригади.
Дослщження проводилися при наступних вхiдних даних:
- середне значення тривалостi пщготовки ре-монтно' бригади до вшзду пiсля надходження заявки Тпр = 0,5 год;
- середне значення тривалоси перебування ре-монтно' бригади в дорозi до об'екта 1МКЗ Тд = 2 год;
- середне значення тривалосп проведення ППО на об'екп 1МКЗ ТппО = 4 год;
- середне значення тривалост лiквiдацiï аварiйноï ситуацп на об'ектi 1МКЗ ТАВР = 1 год;
- штенсившсть надходження заявок на проведення АВР = 1e-3 год-1;
- iнтенсивнiсть виникнення фiктивних заявок на усунення прихованих вщмов Хпв = 10e-3 год-1;
- перiодичнiсть ППО 1МКЗ Т = 6 мiсяцiв
- коефвдент зростання iнтенсивностi появи аваршних ситуацш при наявност на об'ект прихованоТ вiдмови k = 10.
Рис. 2. Залежнють коефщiента готовностi 1МКЗ вiд кiлькостi об'еклв, якi перебувають на обслуговуваннi одно'| ремонтно'| бригади
Поданi на рис. 2 результати показують залежнiсть коефвдента готовностi групи об'ектiв 1МКЗ при кон-
Рис. 3. Залежжсть коефщiента готовностi 1МКЗ вiд перiодичностi проведення ППО для кожного ÏÏ об'екта
Подаш на рис. 3 результати показують значення ко-ефiцiента готовносп 1МКЗ при перiодичностi проведення ППО для кожного ïï об'екта вщ 1 до 24 мшящв. У випадку, якщо отриманi результати е незадов^ьними, визначаються змiни нормативiв на проведення АВР.
5. Висновки
Запропонована модель дозволяе отримати показ-ники надшноси мережi (функцiя готовности коефь цiент готовностi та шш^ при заданих параметрах техшчного обслуговування. А також оцiнити можлившть ремонтноТ бригади вкластися в нормативи проведення планово-проф^актичного обслуговування (напри-клад, тривалшть проведення одного циклу плано-во-профiлактичного обслуговування групи об'ектiв шформацшноТ мережi зв'язку, закрiплених за одною ремонтною бригадою) при вiдомiй штенсивност виникнення аварiйних ситуацiй в цш групi.
Проте при ощнщ ефективностi вибраноТ страте-гiï техшчного обслуговування, окрiм описаних по-казниюв надiйностi, необхiдно звертати увагу i на економiчнi показники. Тому на майбутне актуальною залишаеться задача виведення формул розрахунку економiчних показникiв процесу техшчного обслуговування об'екпв шформацшноТ мережi зв'язку.
Лiтература
1. Техшчне обслуговування систем з почасовою надм1ршстю [Текст] / Креденцер Б.П., Ленков С.В., Мшочюн А.1., Могилевич Д.1., Резшков М.1. - К.: В1Т1 НТУУ «КП1», 2009. - 172 с.
2. Барзилович, Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем [Текст] / Е.Ю. Барзилович. - М.: Высш. школа, 1982. - 231 с.
3. Байхельт, Ф. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход [Текст] / Ф. Байхельт, П. Франкен Пер. с нем. - М.: Радио и связь, 1988. - 392 с.
4. Волочш, Б.Ю. Технолопя моделювання алшритмiв поведшки шформацшних систем [Текст] / Б.Ю. Волочiй. - Львiв: НУЛП, 2004. - 220с.
5. Мандзш, Б.А. Оцiнювання показнигав надшност вщмовостшко!' системи на основi мажоритарно!' структури з врахуванням параметрiв стратеги аварiйного вiдновлення [Текст] / Б.А. Мандзш, Б.Ю. Волочш, Л.Д. Озiрковський, М.М. Змисний, 1.В. Кулик //Вюник НУ "Львiвська пол^ехшка". Радютехшка та телекомунiкацiï. - 2011. -№705. - С. 216-224.
Abstract
In this paper the object of investigation is one of the variants of combined strategy of maintenance of cellular network when the one repair team doing planned-preventative maintenance and disaster recovery. To building a mathematical model the maintenance is represented as a queuing system. Graph of states and transitions for the queuing system is developed, and the Kolmogorov - Chapman system of differential equation is formed. Solution of the equations allows to make reliability indexes (function availability, availability factor) and calculate of duration of stay a repair crews in various stages of reconstruction. Dependence of the availability factor of the cellular network on the number of objects in the group, which maintained of one repair team and the periodicity of maintenances of each object are shown
Keywords: information network, availability factor, maintenance, queuing system, a model of reliability
-□ □-
Розглянута актуальтсть своечасного лшу-вання людей з серцево-судинними захворювання-ми. Проаналiзований зм^т програмно-апарат-ного комплексу типу «Електронний тс», який реалiзуе принципи функщональног дiагностики. Сформован результати статистичног обробки даних: знайден вiдмiнностi мiж пробами повтря примщення, де проводилось дослидження, пробами здорових оыб та пацiентiв з серцево-судинни-ми захворюваннями
Ключовi слова: газовий портрет, хiмiчнi датчики, проба повтря, яке видихаеться, серцево-
судинна система, функциональна дiагностика □-□
Рассмотрена актуальность своевременного лечения людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Приведено краткое содержание программно-аппаратного комплекса типа «Электронный нос», который реализует принципы функциональной диагностики. Сформулированы результаты статистической обработки данных: найдены различия между пробами воздуха помещения, пробами здоровых и пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями
Ключевые слова: газовый портрет, химические датчики, проба выдыхаемого воздуха, сердечно-сосудистая система, функциональная диагностика
-□ □-
УДК 621.6.021
ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ БОЛЬНЫХ С СЕРДЕЧНОСОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЗООБМЕНА
В.С. Якимчук
Инженер
Кафедра биомедицинской инженерии Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» ул. Янгеля, 16/2, г. Киев, Украина, 03056 Контактный тел.: 067-138-39-65 E-mail: viktoria.iakymchuk@gmail.com
1. Введение
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются одной из самых актуальных проблем современ-
ности. Это вызывает необходимость создания метода диагностики функционального состояния человека, который позволит предотвратить развитие хронической формы болезни.
©
