Підвищення надійності пристроїв управління цифрових систем комутації на основі вдосконалення програмного контролю та діагностування

Abstract

UA: Дисертаційна робота присвячена пошуку нових підходів до забезпечення потрібної надійності цифрових систем комутації (ЦСК) та їх пристроїв управління (ПУ) та розробці на їх основі методу підвищення надійності ПУ ЦСК з використанням типових пакетів діагностичних програм. Виконано аналіз структур широко розповсюджених ЦСК і методів забезпечення їх надійності. Встановлено, що структури ЦСК різних виробників схожі. Отримані аналітичні залежності імовірності безвідмовної роботи двоканальних мікропроцесорних систем до першої відмови, які ураховують нерівнонадійність версій програмного забезпечення. Розроблені моделі контролю фун-ціонування ПУ ЦСК на стаціонарному відрізку праці, тобто при сталому режимі. По отриманим значенням імовірностей находження ПУ ЦСК в кожному стані, проведено оцінку характеристик готовності досліджуваної системи, що дозволило провести ранжирування параметрів контролю, що найбільш сильно впливають на значення коефіцієнта готовності. Розроблений метод підвищення надійності ПУ ЦСК на основі застосування типових комплектів діагностичних програм, що дозволяє отримати практичні рекомендацій по проведенню контролю та діагностування ПУ ЦСК. На основі методу для надання практичних рекомендацій розроблена методика вибору типових діагностичних комплектів програм з множини існуючих для кожної конкретної ЦСК. RU: Диссертационная работа посвящена поиску новых подходов к обеспечению требуемой надежности цифровых систем коммутации (ЦСК) и их устройств управ-ления (УУ) и разработке на их основе метода повышения надежности УУ ЦСК с ис-пользованием типовых пакетов диагностических программ. Проведен анализ структур наиболее распространенных ЦСК и методов обеспечения их надежности. В процессе анализа установлено, что структуры ЦСК разных производителей схожи. Они имеют однотипные элементы, блоки и устройства, которые выполняют те же функции, следовательно, можно сделать вывод о том, что в них могут использоваться однотипные программы контроля и диагностирования. В структурах разных ЦСК используются типовые элементы, поэтому для них могут применяться стандартные методы повышения надежности. В соответствии с проведенным в разделе анализом сформулирована общая научная задача диссертации, и ряд частных задач, связанных с разработкой метода повышения надежности УУ ЦСК при использовании типовых комплектов диагностических программ для их контроля и диагностирования. Обосновано выбранное направление исследований. Проведено сравнительное исследование существующих программ технического обслуживания ЦСК и типовых комплектов диагностических программ (СheckIt, Fix-It, Norton Utilities и т.д.), которое показало, что в них используются аналогичные тестовые комбинации 0 и 1 для диагностики типовых элементов МС. Таким образом, существует возможность применения типовых пакетов диагностических программ в качестве программ контроля УУ ЦСК. Проведено исследование целесообразности введения многоверсионности программного обеспечения (ПО) для микропроцессорных систем (МС). Получены аналитические зависимости вероятности безотказной работы двухканальных МС до первого отказа, учитывающие неравнонадежность версий ПО. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что для повышения надежности УУ ЦСК необходимо вводить многоверсионность ПО из-за уменьшения надежности его в связи со значительной сложностью и большим объем решаемых задач, а также требуемым значительным гарантийным сроком эксплуатации систем. Разработаны модели контроля функционирования УУ ЦСК на стационарном отрезке работы, то есть при установившемся режиме. Согласно анализу статистических данных с большой степенью доверия выбраны исходные данные для исследований, на основе которых решены ДЛР Колмогорова и получены значения вероятностей нахождения УУ ЦСК в каждом из возможных состояний, и значения коэффициента готовности системы. По полученным значениям вероятностей нахождения УУ ЦСК в каждом состоянии, проведена оценка характеристик готовности исследуемой системы. Проведенное моделирование позволило провести ранжирование параметров контроля, наиболее сильно влияющих на значение коэффициента готовности. Разработан метод повышения надежности УУ ЦСК на основе применения типовых комплектов диагностических программ на основе анализа величин показателей надежности. Метод позволяет сформулировать ряд рекомендаций относительно осуществления контроля и диагностирования УУ ЦСК. На основе метода для получения практических рекомендаций разработана методика выбора типовых диагностических комплектов программ из множества существующих для каждой конкретной ЦСК. Проведено исследование метода повышения надежности МС на основе использования двух версий ПО, выполняющих аналогичные функции контроля и диагностирования. Проведенное исследование разработанных моделей показало, что используемое в данное время в УУ ЦСК одноверсионное ПО не позволяет повысить значение коэффициента готовности до требуемого уровня, то для повышения надежности УУ ЦСК необходимо вводить многоверсионность ПО. При этом необходимо добиваться, чтобы интенсивность отказов второй версии ПО была меньше, чем интенсивность отказов первой (исходной) версии, иначе введение многоверсионности нецелесообразно. EN: The dissertation is devoted to search of new approaches to maintenance of required reliability of digital systems of switching (DSS) and their management unit (MU) and development on their basis of a method of increase of MU DSS' reliability on the basis of using typical packages of diagnostic programs. The analysis of structures widely distributed DSS and methods of maintenance of their reliability is exe-cuted. It is established, that structures DSS of different manufacturers are similar. The received analytical dependences of probability of non-failure operation of two-channel microprocessor systems to first fail-ure, taking into account with different reliability of versions. Models of the control of functioning MU DSS on a stationary piece of job are developed, that is at the established mode. On the received values of probabilities of presence MU DSS in each condition, the estimation of characteristics of readiness of re-searched system that has allowed to carry out ranging of parameters of the control most strongly influenc-ing values of factor of readiness is carried out. The method of increase of reliability MU DSS is devel-oped on the basis of use of typical diagnostic programs which allows to formulate a line of recommenda-tions on monitoring procedure and diagnosing MU DSS and shown to a technique of a choice of typical diagnostic complete sets of programs from set existing for everyone concrete DSS.