Гельфман Татьяна Элевна, доцент, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов Института радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Tatyana E. Gelfman, Associate Professor, Department of Radio Electronic Systems and Complexes, Institute ofRadio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Пирхавка Алексей Петрович, к.т.н., доцент, кафедра радиоэлектронных систем и комплексов Института радиоэлектроники и информатики
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Alexey P. Pirkhavka, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Radio Electronic Systems andComplexes, Institute of Radio Electronics and Informatics
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Цели. Повышение надежности радиоэлектронных средств достигается применением структурного и нагрузочного резервирования. Эффективность структурного резервирования зависит от кратности резервирования и от интенсивности отказов элементов радиоэлектронных средств. При нагрузочном резервировании путем облегчения электрических, тепловых и механических режимов работы элементов можно снизить их интенсивности отказов. Выбор способа резервирования определяется требованиями к показателям безотказности, которые часто находятся в противоречии. Поэтому весьма актуальной является проблема эффективного сочетания методов структурного резервирования и способов нагрузочного резервирования. В радиоэлектронных средствах длительного срока действия, например, в ретрансляторах спутниковых систем связи, при ограничении на массогабаритные параметры и потребляемую энергию применяется скользящее резервирование. Цель работы – оценка эффективности скользящего резервирования по различным показателям надежности при изменении кратности резервирования, режима работы резерва, интенсивности отказов элементов и переключающего устройства.
Методы. Для описания структуры сложной системы скользящего резервирования используется логиковероятностный метод, в котором зависимость показателей надежности системы от показателей надежности элементов формулируется в виде логической функции работоспособности. Для сравнения различных вариантов логических схем надежности применяются графоаналитические методы.
Результаты. Получены математические модели для оценки эффективности скользящего резервирования. Проведен сравнительный анализ эффективности скользящего резервирования с нагруженным и ненагруженным резервом по вероятности безотказной работы, по гамма-процентному ресурсу, по интенсивности отказов при изменении дробной кратности резервирования и интенсивности отказов элементов. Исследовано влияние надежности переключающего устройства на эффективность скользящего резервирования.
Выводы. Построенные математические модели коэффициентов эффективности скользящего резервирования по разным показателям надежности позволяют дать практические рекомендации по выбору режима резерва. Определено соотношение показателей безотказности элементов и переключающего устройства, при котором надежностью переключающего устройства можно пренебречь. Для повышения эффективности скользящего резервирования радиоэлектронных средств необходимо сочетать кратность резервирования, режим работы резерва и способы уменьшения интенсивности отказов элементов.
Objectives. The increased reliability of radioelectronic facilities can be achieved by the application of structural and load redundancy. Structural redundancy is achieved taking into account multiplicity of redundancy and the intensity of failures of elements of radioelectronic facilities, while load redundancy involves an easing of electrical, thermal, and mechanical operating modes of the elements. The choice of a redundancy method is determined according to reliability indicator requirements, which may often be contradictory. Therefore, the problem of how to effectively combine structural redundancy and load redundancy methods is very topical. In long-life radioelectronic facilities, for example, in satellite communication repeater systems, sliding redundancy is applied when limiting mass-dimensional parameters and consequently consumed energy. The aim of the work is to evaluate the efficiency of sliding redundancy according to various reliability indicators when altering redundancy multiplicity, reserve operating mode, element failure intensity, and switching device type.
Methods. To describe the structure of a complex sliding redundancy system, a logical-probabilistic method is used, in which the dependence of the system reliability indicators on the reliability indicators of the elements is formulated as a logical function of operability. Graph-analytical methods are used to compare different variants of reliability logic schemes.
Results. Mathematical models have been obtained to evaluate the effectiveness of sliding reservation. A comparative analysis of the efficiency of sliding redundancy with a loaded and unloaded reserve was carried out in terms failure-free operation probability, as well as gamma-percentage resource, failure rate when changing the fractional multiplicity of the redundancy, and element failure rate. The influence of the reliability of the switching device on the efficiency of the sliding redundancy is considered.
Conclusions. Practical recommendations on the selection of the redundancy mode are presented according to different reliability indices and constructed mathematical models of the sliding redundancy efficiency coefficients. The correlation between the reliability indices of elements and the switching device whose reliability can be discounted, is determined. To increase the efficiency of sliding redundancy of radioelectronic facilities, it is necessary to combine multiplicity of redundancy and the operating mode of the reserve with approaches aimed at reducing the intensity of failure of elements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.