第4章通信网的可靠性
前面讨论了通信网络的拓扑结构、流量分析、业务模型等问题，此外通信网络的可靠性问题也是非常重要的。通信网络的可靠程度直接和用户需要的QoS 有关，过高的可靠性意味着额外开销，而较低的可靠性意味着用户的QoS得不到保证，因而深入研究网络的可靠性问题，从而以合适的成本建设、维护和运行网络而又达到用户的QoS是十分必要的。
网络的可靠性问题包括如下方面的内容：可靠性，生存性。
可靠性研究开展的较早，主要将系统及其组成部件的状态用正常和不正常代表，引入概率论的方法来描述系统的状态，着重点在于长期可用度；而生存性着眼于另一方面，由于光纤技术大量引用，业务量被大量集中；另一方面现实世界越来越依赖于通信网络，一些大规模的故障，比如光纤切断、火灾等会严重影响通信网络，对信息社会造成巨大冲击。生存性方面的研究就是希望给网络增加备用容量和路由，在严重故障时能保证网络通信的正常进行。
§4.1 可靠性理论概要
首先，对一个系统部件定义其可靠性，研究其可靠性的规律，在了解系统部件的基础上，研究由许多部件构成的系统表现出的可靠性。
要研究系统的可靠性，首先要明确提出“可靠”和“不可靠”的定义。
由于实际系统的故障具有随机的性质，必须采用概率的方法来描述系统的可靠性；此外，系统“故障”的含义本身也是不明确的，需要由应用环境决定，复杂系统的状态变化需要采用状态转移图来描述。
鉴于实际系统的可靠性概率分布的复杂性，对简单系统引入如下两个假设：1．系统的状态为0和1，分别对应正常和不正常状态；
2．部件的寿命分布为负指数分布；
这两个假设有助于降低分析的复杂性，在实际应用中可能需要采用更为复杂的模型，以下将只就简化的模型来讨论可靠性。
4.1.1不可修复系统
研究可靠性的对象大致可以分为两类：不可修复系统，可修复系统
不可修复系统是该系统一旦启用，直到损坏或失效为止。
这种系统只有两种状态：运行，失效；而且系统状态只有从运行状态向是状态转移一种可能，一旦失效就不可能恢复到运行状态,如一般的元器件和修复成本过高的系统就属于这种系统。
系统模型：描述参数——失效率
系统状态：R态---运行
F 态---故障
定义失效率：
后仍然正常工作的概率
系统运行了时间时刻的可靠度系统在t t R t :)(的函数
是, 一般而言，,,:t t t
t t t ααα??+内失效的概率是
到在件下时刻系统正常运行的条当失效率
分析：
根据条件概率的公式，有：
)1)(()(t t R t t R ?-=?+α
或：
)(t
R(t)
-t)(t R t R α-=??+
根据：t
R(t)
-t)(lim )('0??+=→?
t R t R t
所以 )()('t R t R α-=
这就是可靠度的微分方程，而且显然有1)
0(=R ，在此初始条件下，
解得
?
=
- t
dt e
t R 0
)
( α
如果α是与t 无关的常数，那么
t
e
t R α-=)(
如果T 为寿命, 那么)()(t R t T p =>
所以寿命T 的概率密度 （这是一个以α为参数的负指数分布）
t
e
t R t f αα-=-=)(')(
平均寿命
?
?
∞
∞
=
-=
=
1
)(')(α
dt t tR dt t tf T
一般可以有下面公式：
?
?
?∞
∞
∞
=
-=
=
)()(')(dt t R dt t tR dt t tf T
要决定系统的α, 可以通过实测了解. 设有N 个系统同时开动, 随着时间t 的推移, 有些系统必将失效, 到时若余N(t)个系统在运行, 则N
t N )
(可作为
R(t)的估计值,同时也就得到α(t)的估计值. 如果为了准确估计α的值，一般需要测试的样品数量较大或时间较长，很多情况下有困难，需要采取一些办法来解决估计的问题。
如果α的单位为 1/小时, 根据不同的α值, 可以将部件分为不同的等级, 如α的等级：
5
10
15-?--级W
5
10
3 级 5 亚Y -?--
6
1016-?--级R
小时
级/10
1010
---S
当α不为常数时，可以用Weibull 函数近似；下面的图表达了一般α的变化规律。
4.1.2可修复系统
下面的图表示可修复系统有两个循环的状态,同时增加了一个特征参数: 修复率
修复率β: 在时刻t系统处于故障的条件下, 在(t, t+?t)内修复的概率为: β
?
t?
设α，β为常量，与时间无关
t+Δt处于R态:
t运行，t →t+Δt 内无故障，
概率为R（t）·（1--αt）
t失效，t →t+Δt内修复，
概率为[1-R(t)]·βΔt
状态方程：
R(t+Δt)= R （t ）·（1-αt ）+ [1-R(t)]·βΔt 取
极
限
：
)
()(
t
R
-t)(lim )('0
t t R t R t R βαβ+-=??+=→?
如果用边界条件R （0）=1解得：
t
e
t R )()(βαβ
ααβ
αβ+-++
+=
t →∞时，此时R （t ）有极限值, 这个值表示了稳态可靠度。
β
αβ
α
α
β
αβ1
T21T1
2
11
1
1
1
|)(t =
=+≡
+
=
+=
=∞→T T T t R R
定义T1-- 平均故障间隔时间（MTBF ）
T2-- 平均修复时间（MTTR ） R 称运行率， 2
11MTTR
MTBF MTBF T T T R +=
+=
可修复系统：
α—故障率 T1=1/α----MTBF 平均无故障时间 β—修复率 T2=1/β----MTTR 平均修复时间 实测样值：
估计平均无故障时间T 1和平均修复时间T 2
N
T
MTBF T N
r r
∑==
=1
11
N
T
MTTR T N
r r
∑==
=1
22
同时： 2
11
MTTR
MTBF MTBF T T T R +=
+=
4.1.3 复杂系统分解
(1)串接系统
若干子系统，只要一个坏，全系统不能工作.
当各个子系统独立时, 总可靠度: ∏
==
n
i i
R R 1
不可修复系统：
t
i i e
t R α-=)(,
))(exp()(1
t t R n
i i ∑=-=α
平均寿命:
α
α1
11
1
)(0
?
=
=
=
?
∑
∑
∞
i
i
i
i
T dt t R T
n n 1 i 21T T n ==
====α
αααα则若
可修复系统： 稳态下仍有：
∑
∑
∑∑====
=
=
=
=+=
+=
+=
=∞→=
n i i
n i i
i
i
i
MTBF T MTBF
T T T T R t R t 1
1
1n
1
i )(11
11
1
1
2
11 1
1
1
)( ) α
α
β
α
α
β
αβα
α平均无故障时间：稳态（总失效率
]1)1(
[1
)
11(1
)
11
(
1
11
11
1 1 , ,1 1 1
12112-+?=
-?=
-?=
-
?=
++-?
=
-?
==
+=
=
-?
=-?
==∏∑∏
∑∏
∑
∏∏∑
∏
∏
∑∑∏
=n
i i
i
i
i i
i
i i
i
i
i
i
i i
i i i
i
i
i
i i
i i
i R R R
R R
R T T T R R R R
R MTBF R
R T MTTR T βαα
α
ααβαβαβα
α
βαβ故平均修复时间：
如果系统不独立, 某一个系统损坏后, 其余系统停止工作以减少损耗. 第r 个子系统失效的概率与r α成正比,平均修复时间为r β/1 全系统的平均修复时间为:
∑∑
∑∑∑======
=
=
n
r r
n
r r
r
n
i i
r
n
r r
r n
r r
p MTTR 1
1
1
1
1
1
1
α
βαα
αβ
β
∑==
n
r r
MTBF 1
1
α
所以, ∑
=+
=
+=
n
r r
r MTTR
MTBF MTBF R 1
11βα
(2)并接系统
若干系统组网，只要一个好，即为正常工作;都坏，才不能正常工作,图4.7。
各子系统独立时,∏==
n
i i
F F 1
,其中不可靠度i
i
R F
-=1
同样, 先考虑独立的情形, 再考虑非独立的情形; 并且分为不可修复和可修复系统两类情形.
∑
∑
∑
∏
∏
≠≠++-≠+-=-=-=+
-
=
--
=-=k
j i t
j
i t
n
i t
n
i t
n
i i k j
i j
i i i e
e
e
e
R t R )()(1
1
1
)
1(1 )1(-
1 )
( αααα
ααα不可修复系统
++-
=
=
∑
?
∑
≠∞
=j
i j
i n
i i
dt t R T α
αα1
1
)( 0
1
平均寿命
αααα
αααn n n
n
T n
1)1(331 221
,21?-+-?
??
? ??+?
??
? ??-
=
=== 寿命平均，如果 以后能够知道, n T /1...3/12/11++++=α
所以 0lim
=∞
→n
T n α, 说明并接系统虽然寿命在∞→n 时趋向于∞, 但效率很
低.
t
t
t
e
e
e
t R n )(2121-)( 2αααα+---+==为例以
α
α
α
ααααααα23212
1
1
1 212
12
1=
-
=
==+-
+
=
T T 得若
可修复子系统
当整个系统失效时, 平均修复时间为
∑==
n
r r
MTTR 1
1
β
, 又∏=-=
-n
r r
R R 1
)1(1
所以∑∏
==-+
=
n
r r
n
r r
r MBTF 1
1
1
)1(β
αβ
下面通过两个例子来讨论非独立的情形
为了提高系统效率, 可以采用冷备份、半热备份和热备份等等手段.
例4.1两个子系统并接运行, 子系统1运行的失效率为1α; 子系统2半热备份, 半热备份时的失效率为2α, 它工作时的失效率为3α
状态转移图为:
)
(),(),(),( 11100100321t p t p t p t p t 时刻各状态概率
备用升为运行时失效率
备用工作时失效率主系统失效率------ααα
00()0()0(,
1)0( )
()()()()()()()()()
()()(1110010010301111'10300110'01100201'0012100
'====???
????+=-=-=+-=）初始条件：微分方程：p p p p t p t p t p
t p t p t p t p t p t p t p t p αααααααα3
211
1
3
211
3
211
11113
211
3
211
113
211
100100)(1
)(T )( 1)( F(t)
)( 1)( ],
[)( ,)( ,
)( 2131213121321131αααααα
αααααααα
αααα
αααα
ααααααααααααααααααα++
=
=
-+-
-++
=-=-++
-+-
-=-++=
-==?
∞
+---+---+--+--+-dt t R e
e
e t p t R t p e
e
e t p e
e
t p e
e t p e t p t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t 平均寿命所以，即为系统失效率
解得：）（）（）（）（）（
3
12
1
1
0 ααα
+
=
=*T 冷备份（旁置）：
1
1
1
2
12
1
23αααααα+-
+
=
=*T ）
热备份（
)
(1
2131
1
3
2ααααααα++
=
<*T 半热备份
例4.2修复力量有限, 规定当2个子系统都出故障时, 先修第一个子系统.
状态转移图如4.10, 状态方程为:
11
000100
10011011011000)()()()
(2P P P P P P P P P P P βαβααβααββα+=+=++=+=
同时有归一性, 解得: 2
2
2
11222β
αβα
α++=
P 等
可靠度为: 2
2
2
112221β
αβα
βαβ+++=
-=P R
如果修复力量无限制, 为简单并接系统,可靠度为2
2
2
'
22β
αβαβ
αβ+++=
R
(3) 混接系统
下面通过分析例4.3来讨论混接系统的可靠度分析. 对于混接系统的可靠度分析， 一般假设各个子系统独立，然后采取一些分解的方法加以处理. 例4.3 考虑如下有5个子系统构成的系统, 各个子系统独立,分析整个系统的可
靠度.
根据R5子系统的好坏, 整个系统将做如下等价处理
从而系统可靠度为:
)]
1)(1(1)[1()]1)(1(1)][1)(1(1[4231543215R R R R R R R R R R R ----+------=
分解的途径不同, 表达方式亦有所不同, 不过展开后结果一样. 上述过程说明分析复杂系统时, 如何将大系统分解成小系统对于可靠度分析非常重要.
4.1.4 综合可靠度
以上讨论的可靠度为狭义可靠度：系统只有两种状态， 正常，或故障。实际复杂系统可靠的含义完全根据应用环境来决定，根据实际应用的要求决定可靠集合的范畴，从而给出可靠度，这种可靠度其实就是系统在可靠集合的概率。 综合可靠度
设有n 个参量n x x x ,...,,21影响系统的可靠性，这些参量一般为随机变量，
其概率密度函数为：),...,,(21n x x x f .
可靠集 },...,,:,...,,{2121满足可靠性要求n n x x x x x x U = 不可靠集 },...,,:,...,,{2121不满足可靠性要求n n x x x x x x V =
可靠度 n U
n d x d x d x x x x f U P R ...),...,,()(2121??
== 不可靠度 n V
n dx dx dx x x x f V P F ...),...,,()(2121??
=
=
上面这种定义比较复杂, 如),...,,(21n x x x f 可能就不易求得; 有时可能采用加权平均的方法对综合可靠度做出估计, 当然这样的方法和经验有一定的关系.
综合可靠度的加权定义: 当有不少因素影响可靠性时, 可分别计算每个因素的可靠度R i , 设为, 然后用适当的加权系数求加权和得到综合可靠度为:
∑∑===<<=
n
i n
i i i i
i
r r R
r R 1
1
1,10,为加权系数
且其中
4.1.5 可靠性设计
从前面对系统可靠性的讨论中可以知道下面一些可靠性设计原则: 1.避免串接的子系统过多;
2.必要时采用备份以形成并接系统;
3.尽量减小各子系统或部件的失效率α;
4.尽量增加修复率β.
下面简单讨论可靠性设计的模型, 并通过例4.4来加以说明.
一般而论, 若有n 个子系统组成一个系统, 各子系统的可靠度分别为
n
R R R ,...,,21, 所需的费用为n x x x ,...,,21, 这些费用与可靠度有关, 即
n i x R R i i i ,...,2,1),(==, 则全系统的可靠度将为这些R i 的函数, 即
),...,,(21n R R R f R =
总费用为: ∑==
n
i i
x X 1
最佳设计就是保证R 达到要求的情况下, 以总费用X 最小的准则来分配个子系统的R i .
例4.4 设子系统的可靠性R i 与费用之间的关系为:
)1(i
i
i a b x i i e
c R --
-=
其中b i 可称为最低代价; a i 是增加可靠度所付的代价增长率; c i 是最大可靠度. 今有三个独立的子系统组成一个串接子系统, 它们的参量为:
1321===c c c ,3,2,1321===a a a ,3,2,1321===b b b .
要求总可靠度为0.9, 求最小代价和相应的各个可靠度R i . 解: 解出i
i
i i i b c R a x +-
-=)1ln(
7
.25
949
.0965.0983
.0 -56
9.0
39.09.029.09.019.09.0
9.0-1309.0-1209
.0-11 9
.0 )1ln(3)1ln(2)1ln(6
3213213
213
32
2
113213213
21=======???
??
????
-=
-=-=??
??
?
?
?
??=+=+=+==------=++=x R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R x x x x 代价得得求用解得拉氏乘积
限制条件
代入参量λλλλλλλλλλλ
§4.2 通信网的可靠性
4.2.1 通信网的可靠性
在本节中将一般可靠性理论应用于通信网络的可靠性分析，首先需要明确对通信网，可靠集和不可靠集的内容. 在考虑网络的承载业务之前, 有三种观点来定义网络的可靠集.
(1)从整个网络考虑
可靠集={任二未失效端u, v之间均有径, u,v∈V };
不可靠集={至少某二未失效端u, v之间无径, u,v∈V };
(2)从某个子集X考虑：
可靠集={任二未失效端u, v之间均有径, u,v∈X?V};
不可靠集={至少某二未失效端u, v之间无径, u,v∈X?V };
(3)随机图观点：
对于一些大的网络, 考虑在大规模灾害的情况下, 残余通信能力
可靠集={尚连接的端数大于某个规定值};
在以后的分析中, 将主要讨论(1)和(2)两种观点.
4.2.2通信网的连接性
如果网络用图G=(V, E)来表示，网络连通程度的强弱可以用联结度α, 结合度β和混合联结度γ做一定描述. 下面首先考察它们的定义
联结度α：
设X为割端集，α= min|X|
同时用
C来表示取得最小割端集的数目;
α
结合度β：
设Y为割边集，β= min|Y|
同时用
B来表示取得最小割边集的数目;
β
混合联结度γ：
设Z为混合割集，γ= min|Z|
同时用
A来表示取得最小混合割集的数目;
γ
上面的几个指标可以表示网络连通程度的强弱.
例4.5 考虑下面三个简单网络, 计算βαγ,,等
对于第一个图, 有: 2,6,16,2======αβγγβαC B A 对于第二个图, 有: 1,2,7,2======αβγγβαC B A 对于第三个图, 有: 4,4,26,3======αβγγβαC B A 一般有下面的引理4.1来描述βαγ,,之间的相对关系. 引理4.1 如果|V|=n, |E|=m, 并且最小度为δ, 则:
n
m 2≤
≤≤=δβαγ
证明：略.
对于一般的图, 希望有算法能够求得βαγ,,.可以应用一个网络变换同时用最大流算法解决上述问题. 定理4.1 求βαγ,,
为了求βαγ,,,首先定义三个辅助指标. 对图中任意两个端点V t s ∈,, 定义 设X 为能使端s 和t 分开的割端集, ||min ,X t s =α; 设Y 为能使端s 和t 分开的割边集, ||min ,Y t s =β; 设Z 为能使端s 和t 分开的混合割集, ||min ,Z t s =γ; 显然有如下等式:
,,,min
t s V
t s αα∈=
,,,min
t s V
t s ββ∈=
,,,min
t s V
t s γγ∈=
如果能够对任意V t s ∈,,求出t s ,αt s ,βt s ,γ, 问题就解决了, 下面应用最大流算法求t s ,αt s ,βt s ,γ
首先对网络做如下变换:
网络有所扩大, 端点数目由n 变到2n, 边数目最多可由m 变到n+2m, 新的图为G *
.
为了求t s ,α, 对图G *的边赋容量如下:
∞=∞===1,21,22,12,1,,1,1v u u v v v u u d d d d
则: t s ,α=从s2到t1的最大流值.
考虑到存在整数最大流, 并且边容量为1, 则根据最小割=最大流, 而最小割的割量值其实就是割中含边的个数, 同时这种边一定不对应原图的边而对应原图的端.
类似, 为了求t s ,β, 对图G *的边赋容量如下: 1,1,,1,21,22,12,1==∞=∞=v u u v v v u u d d d d
则: t s ,β=从s2到t1的最大流值.
类似, 为了求t s ,γ, 对图G *的边赋容量如下: 1,1,1,11,21,22,12,1====v u u v v v u u d d d d
则: t s ,γ=从s2到t1的最大流值.
同时上述对任意s,t 求t s ,αt s ,βt s ,γ的过程, 每个最小割对应一个可能的实现最小割集的机会, 并且在去掉相同的最小割集后, 能够得到αβγC B A ,,. 在下面将要应用这里的结果对通信网络的可靠度做近似分析.
电力通信传输网络可靠性分析 摘要：根据智能电网的要求，通信传输网的可靠性分析对电力系统很重要。传输网作为电力通信网的核心，它承载着大量的生产和管理业务，是业务正常运行的保证，其可靠性高低直接影响着电力系统安全生产和稳定运行。本文对电力通信传输网络可靠性进行了简要的分析。 关键词：电力通信传输网；可靠性；分析 abstract: according to the requirement of intelligent power grid, the reliability of the transmission network communication of power system analysis is very important. as the core of the electric power communication network transmission, it carries with a lot of production and management business, it is the business that the normal operation of the guarantee, the reliability of the power system directly influence the safety production and stable operation. in this paper, the electric power transmission network reliability briefly analysed. key words: electric power transmission network communication; reliability; analysis 中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号 1.电力通信网可靠性研究现状
第四章 可靠性设计 一、单选题(每题1分，共20分) 1.机电产品的平均失效率λ(t)，它表征了该产品工作到t 时刻后（ ） A.单位时刻内发生失效的概率 B.单位时刻内发生失效的产品数 C.累积失效数与受试产品总数之比 D.的累积失效数与仍正常工作的产品数之比 则该产品的存活频率R (200)为（ ） A. 0.00125 B. 0.8 C. 0.001 D. 0.2 3. 现有某种产品100件，工作五年失效4件，工作六年失效7件，则该产品的平均失效密度为( )/年。 A. 0.034 B. 0.03 C. 0.033 D. 0.0312 4. 若知某产品的失效密度f(t)，则其平均寿命T 可表为（ ） A.f t dt t ()0 ? B.f t dt t ()∞ ? C. f t f t dt t () ()∞ ? D. tf t dt t ()∞ ? 5. 任选N 0个产品，在规定的条件下进行可靠性实验。记录了对应时间间隔t ～t+△t 的产品 失效数△N f (t);t 时刻的累积失效数N f (t)；和仍正常工作的产品数N s (t)。拟计算t 时刻的累计失效频率F (t),其计算式为 A.N t N f ()0 B. N t N s ()0 C. ??N t N t f ()0 D. ??N t N N t t f f () [()]0- 6. 在t ～t ＋Δt 的时间间隔内的平均失效密度f (t)表示（ ） A. 平均单位时间的失效频数 B. 平均单位时间的失效频率 C. 产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的概率 D. 产品工作到t 时刻，单位时间内发生失效的产品数与仍在正常工作的产品数之比 7. 标准正态分布的均值和标准离差为（ ） A.μ=1,σ=0 B.μ=1,σ=1 C.μ=0,σ=0 D.μ=0,σ=1 8. 如果两个随机变量A 和B 均服从正态分布，即A ～N （100，0.05），B ～N （200，0.02），则随机变量A 在±0.05之间分布的百分数与随机变量B 在±0.02之间分布的百分数（ ） A ．之比为2.5 B ．之差为0.5 C ．之比为0.4 D ．相等 9. 决定正态分布曲线形状的参数是（ ） A ．正态变量 B ．均值和标准差 C ．均值 D ．标准差 10. 设一电力系统有100台相同的电机组成，每台电机的故障率为2%，如果系统中电机失效数符合泊凇分布，则系统恰好有4台电机失效的概率是( )。 A.0.090 B.0.182 C.0.091 D.0.008 11. 某产品的寿命服从指数分布，若知其失效率λ=0.002，则该产品的平均寿命为（ ） A.200 B.1000 C.500 D.2000 12. 下列应力与强度均属正态分布，可靠度最低的是( )。 A.μs =300,σs =100,μr =700,σr =100 B.μs =300,σs =100,μr =700,σr =50 C.μs =300,σs =100,μr =800,σr =50 D.μs =300,σs =100,μr =800,σr =100 13. 若强度r 的概率密度函数为f r (r)=λr e r r -λ,则知其分布为（ ） A 正态分布 B 对数正态分布 C 指数分布 D 威布尔分布 14. 零件的强度和应力均服从正态分布，即N(μr ,σr );N(μs ,σs ),且知μr >μs ，当σr 增大时，零件的可靠度（ ） A.提高 B.降低 C.不变 D.不定 15. 根据强度—应力干涉理论，可以判定，当强度均值μr 大于应力均值μs 时，则零件可靠度R 的值（ ） A ．小于0.5 B ．等于0.5 C ．大于0.5 D ．等于1 16. 由甲、乙组成的工作冗余系统，要使系统不能正常工作，须有( )。 A.甲、乙均不能正常工作 B.甲均不能正常工作 C.乙均不能正常工作 D.甲、乙有一个均不能正常工作 17.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后，其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（ ） A.串联系统 B.工作冗余系统 C.非工作冗余系统 D.r/n 表决系统 18．如图所示的2／3表决系统，下列情况中，系统不能正常工作的是（ ） A ．a 、b 失效，c 正常 B ．a 失效，b 、c 正常
汽车零部件可靠性常用测试标准 1.振动试验目的： 正弦振动以模拟陆运、空运使用设备耐震能力验证以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主。 随机振动则以产品整体性结构耐震强度评估以及在包装状态下之运送环境模拟。 参考的测试标准： GMW3172 6.6.2, GMW3431 4.3.12, GM9123P 9.4, GME3191 4.26 2.复合环境试验（三综合）目的： 是一种利用温度和振动环境应力进行产品品质管制的程序，其主要作用为利用特定且低于产品设计强度的环境应力，使产品潜在缺陷提早暴露出来而加以剔除，避免在正常使用时因这类疵病的存在而发生失效。参考的测试标准： GMW3172 4.2.8/5.5.3/5.5.4, GMW3431 4.4.10, GM9123P 10.2.2, IEC60068-2-13/40/41, GB2423.21/22/25/26, SAEJ1455, MIL-STD-202G Method 105C, MIL-STD-883E Method 1001, MIL-STD-810F Method 500.4, GJB150.2. 3.机械冲击试验目的： 产品在生命周期中通有在两种情况下会遭受到冲击，一种为运输过程中因为车辆行走于颠坡道路产生碰撞与跳动或因人员搬运时掉落地面所产生之撞击。 参考的测试标准：GMW3172 5.4.2, GMW3431 4.3.11, GM9123P 9.2, VW80101 4.2, Etl_82517 8.2.2, MGRES6221001 9.4.2, SES E 001-04 6.13.1, FORD DS000005 10.8.20, FORD_WDS00.00EA_D11 4.6.3, PSA B21 7090 5.4.5, IEC60068-2-27, GB2423.5/6, GJB150.18, EIA-264, SAEJ1455, MIL-STD-202G Method 213B, MIL-STD-810F Method 516.5 4.温湿度试验目的： 温湿度测试方法是用来评估产品有可能储存或者使用在高温潮湿环境中的功能。 参考的测试标准： BMW GS95003-4, GMW3172 5.5.1/5.5.2/5.6, GMW3431 4.4.1/4.4.5/4.4.6, GM9123P 9.6/9.11/9.12, GME60202_0181, VM80101 5.1.2/5.1.3/5.3/5.5.2, FORD DS00005 10.9.1/10.9.2/10.9.3/10.9.8/10.9.9/10.9.10, FORD_WDS 00.00EA_D11 4.5.1/4.5.2/4.5.3/4.5.4/4.5.5/4.5.8/4.8.1/4.8.4, MGRES6221001 9.3, MGRES6221001 11, SES E 001-04 6.1/6.2/6.3/6.4/6.5/6.8/6.9/6.11, IEC60068-2-30, SAEJ1455, JESD22-A103C, JESD 22-A100B,EIA-364,GB2324.1/2/3/4/9/34/4, GJB 150.3/4/9, MIL-STD-810F 507.4, MIL-STD-202G 103B/106G, MIL-STD-1004.1 5.温度试验目的： 使用温度试验来获得数据评价温度对装备安全和性能的影响，效应如：使材料硬化、因不同收缩特性而使零件变形、电阻电容功能改变、缩短寿命、润滑剂失去粘性等。
1997年 6月北京邮电大学学报 Jun . 1997第 20卷第 2期 Journal of Beijing U niversity of Po sts and T elecomm unicati ons V o l . 20N o . 2 关于通信网可靠性定义的探讨 3 张学渊梁雄健 (北京邮电大学管理工程系 , 北京 100088; 第一作者 26岁 , 男 , 博士生 摘要根据一般可靠性的定义和通信网的特点 , 在剖析几种已有定义的基础上提出了一个通信网可靠性的新定义 , 并对其变动特性进行了分析 . 进一步开展 . 关键词电信网 ; 可靠性 ; 定义 分类号 TN 913. 2 : 力 [1]. 、规定时间、规定功能和概率 (即测度等 5项要素 . , 可靠性的研究范围和研究内容都在不断扩展 . 在研究过程中 , 人 , 从研究任务出发提出了基本可靠性和任务可靠性 [2]; 从研究内容出发提出了固有可靠性和使用可靠性 , 二者共同组成工作可靠性 ; 从研究范围出发提出了狭义可靠性和广义可靠性 . 后来 , 人们又提出了人员可靠性和软件可靠性的定义 , 将可靠性的研究从硬件向软件延伸 . 详细内容可参见文献 [3~6]. 由于可靠性是一门综合性的边缘学科 , 它涉及到基础学科、技术学科和管理学科中的许多领域 . 因此 , 在应用可靠性理论解决某一具体问题时 , 就需要对其所属学科的某些理论问题和技术问题有一基本了解 , 这有助于明确问题的研究内容和研究方向 . 而一个概念的定义是对其内涵和外延的确切而简要的说明 , 是研究问题的依据 . 为了对通信网的可靠性进行深入研究 , 我们认为有必要首先在一般可靠性定义的基础上明确通信网可靠性的定义 .
阐述电力通信系统可靠性 发表时间：2019-12-23T14:51:37.497Z 来源：《当代电力文化》2019年 16期作者：潘涛 [导读] 面临着我国电力系统的快速发展，以及人们对电力通信网络系统的超高要求 摘要：面临着我国电力系统的快速发展，以及人们对电力通信网络系统的超高要求，就需要我们对电力通信网络的可靠性进行深刻的研究和分析，并与电力系统的实际运行情况进行有效的结合，对其进行全面、科学、合理的评估，然后根据评估的结果，对电力通信网络系统的额可靠性采取相对应的提高措施和方法。 关键词：电力通信；可靠性；面临问题；提高措施 引言 电力通信系统是整个电力系统的重要内部组成部分，其可靠性关系着整个电力系统的安全、稳定运行。电力通信系统受多种因素影响，这给电力通信系统可靠性管理分析带来挑战。面对较为广阔的发展应用前景，电力通信系统应加强自身特点，规划发展模式，实现长远健康发展。 一、电力通信系统及其可靠性概念分析 1、电力通信系统概念 电力通信系统是一个能够满足电力生产与运营，实现管理需求的通信体系，电力通信系统在电力系统内部建立，它具有电力、通信两种特性。但是从其自身特点来看，电力通信系统更趋向与通信方面，具有通信的本质，但是从其服务的对象而言，其服务的对象是电力系统，也具备电力系统的特性。 2、电力通信系统可靠性概念 电力通信系统可靠性是指电力系统按照一定的质量标准和数据连续相电力用户提供电力和电量的能力的量度，在达到通信行业服务标准的基础上，向电力系统提供更持续稳定，资源充足的通信业务支撑以保证电力系统更安全、稳定、可靠的运行，其主要包括充裕性和安全性两方面。由于电力通信系统同时具备电力系统与通信系统的特性，所以在考虑其可靠性方面也要从通信网可靠性和电力网络可靠性两方面出发。电力通信系统以为电力系统提供安全生产、运营和管理的可靠的通信网络平台为目标。其目的在于减少电力系统的故障，保证网络通信顺畅，最大限度地提高通信网络运行服务质量，维护电网的安全稳定运行。 二、我国电力通信面临的问题 1、区域发展不平衡、规划不合理 目前，我国不同地区对于电力通信的投入力度有着显著的不同，这是由当地的经济发展水平和资源的差异所决定的。有些地区其经济发展水平较高，因此有充足的资金和人力物力投入到电力通信的建设中，电力系统发展的较为完善，规划也十分合理，从而能够确保电力的可靠运输，并实现了电力传输的经济性和环保性，通过多样而优质的运输渠道服务于大众。反之，对于经济欠发达的地区，缺少资金，更加受到本地地理资源的限制，因此其电力通信的发展处于相对缓慢的状态。此外，在电力通信的发展和规划方面，一部分地区制定的规划不够科学和合理，从而导致能源的浪费。有些地区甚至无法满足基本的居民电力供应，这对当地生产生活的发展无疑是十分不利的。 2、通信设备的老化、落后 随着电力通信的发展，建设初期的发展和规划已经无法适应当今电力行业迅速发展的需求。现有的电力通信设备，由于在建设时受到各种条件的限制，并且随着使用年限的增加，设备已经呈现老化的状态，设备所采用的技术也十分落后。很多设备在超负荷的状态下运行，不仅引起了很多不必要的浪费，还给电力通信系统带来很大的安全隐患，而且不利于部门的管理工作。 3、管理制度的不完善 当前，我国电力通信的管理制度不够完善，问责机制不健全，导致员工的积极性和工作动力较为欠缺。员工对于所处的岗位认知不足，缺乏事业心和责任感。此外，电力通信网络涉及很多的部门，而且覆盖范围较广，因此管理渠道不力，部门责任混淆不清的现象屡见不鲜。这些都不利于我国电力通信行业的发展。 4、电力通信设施缺乏法律保护 电力行业是关系到国计民生的重要产业，理应引起高度的重视并获得法律的保护，然而当前对于电力设施保护的相关的法律和法规还不够健全和完善，一部分人的法律意识较为淡薄，导致毁坏供电设备、破坏电缆等现象屡禁不止。 三、提高电力通信网可靠性的措施 1、对电力通信网的理论研究进行加强 在电力通信系统中，其包含着很多种类的网络，这些网络在相同的条件下却有着不同的工作环境，不同的操作方法以及对不同的通信数据进行负荷，而这些不同的因素又将会给电力通信的可靠信带来不同的要求，所以在电力通信系统运行的过程中，我们不仅要对它的可靠性进行整体的认知和了解，而且还需要我们把研究的对象进行细化，从而根据不同的网络，采取针对性的措施提高其可靠性。 2、建立可靠性评价指标 在对影响电力通信网络可靠性的因素进行分析、研究和归纳时，我们可以根据不同的影响因素得到针对性的评价目标，并根据不同的评价目标，对电力通信网络的评价指标进行新的划分，对电力通信网络评价指标的重要性进行明确的指出。首先要对电力通信网络的单一指标进行评估，通过评估的结果得到网络的可靠性，然后按照指标的重要性将所有的评估结果进行综合，从而得到电力通信网络的可靠性的准确评价。 3、对电力通信网络的数据进行收集 当我们在对电力通信网络的可靠性进行评估时，我们不仅要对电力通信网络的理论过程进行分析，而且还需要对大量的数据进行实地的测验。同时，在对这些数据进行收集时要注意因为网络故障而导致的错误数据，保证数据的准确性和完整性，从而得出全面准确的可靠性评估结果。 四、未来电力通信的可靠发展 1、加大落后地区的扶持 目前，国家加大了对于电力通信行业的重视程度和扶持力度，以及欠发达地区的电力通信的资金投入力度，并从政策上进行大力扶
XX研制 可靠性、维修性设计报告 编制： 审核： 批准： 工艺： 质量会签： 标准化检查： XX 2015年4月
目录 1 概述 (2) 2维修性设计 (2) 2.1 设计目的 (2) 2.2设计原则 (2) 2.3 维修性设计的基本容 (2) 2.3.1 简化设计 (2) 2.3.3 互换性 (2) 2.3.5 防差错设计 (3) 2.3.6 检测性 (3) 2.7 维修中人体工程设计 (3) 3 维修性分析 (3) 3.1 产品的维修项目组成 (3) 3.2 系统平均故障修复试件（MTTR）计算模型 (4) 3.3 MTTR值计算 (4) 4可靠性设计 (5) 4.1可靠性设计原则 (5) 4.2 可靠性设计的基本容 (5) 4.2.1简化设计 (6) 4.2.2降额设计 (6) 4.2.3缓冲减振设计 (6) 4.2.4抗干扰措施 (6) 4.2.5热设计 (6) 5 可靠性分析 (6) 5.1可靠性物理模型（MTBF） (6) 5.2可靠性计算 (7)
1 概述 XX是集音视频无缝切换、实时字幕叠加、采集、存储、传输、显示于一体的综合性集成设备。在平台上集成了视频编辑、图片编辑、文稿编辑软件，编辑后的视频、图片能通过平台播放出去。系统配置2-4部4G手机，置专用软件，通过云平台与本处理平台连接，把手机视频、图片、草图、短消息、位置实时上传到处理平台上，处理平台可以实时将手机视频无缝切播出去，在手机上可以在地图上看到相互的轨迹与位置，平台的地图窗口也可以看到手机的位置与轨迹。也可通过联网远程对本平台上的实时视频流或存储的视频资料进行选择读取播放、存储、编辑。使用专门定制的带拉杆的高强度安全防护箱，外形尺寸56x45x26cm, 重量小于20kg, 便于携带。 2维修性设计 2.1 设计目的 维修性工程是XX研制系统工程的重要部分，为了提高XX的可维修性，XX 在研制过程中必须进行有效的维修性设计，提出设计的目标，以便在随后的试制、试验等环节中严格贯彻设计要求，保证XX的维修性达到设计的要求。 2.2设计原则 设计遵循可达性、互换性、防差错性、标准化的原则；严格参照GJB368A-94《装备维修性通用大纲》的规定执行。 2.3 维修性设计的基本容 2.3.1 简化设计 2.3.1.1不少于2部4G手机，远程采集音频视频图片，绘制草图，短消息，手机实时运动轨迹，发送到平台上显示。手机与平台通信应适当加密。
思考题一 1（ok）构成现代通信网的结构和要素有哪些？它们各自完成的功能有哪些？ 它们之间的相互协调通信通过什么机制来实现？ 现代通信网络的三大组成部分：传输、交换和终端设备，其发展是和这些通信设备、电子器件、计算机技术的发展紧密相关的。 通信网构成要素 实际的通信网是由软件和硬件按特定的方式构成的通信系统，从硬件构成来看：通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，完成接入、交换和传输；软件设施包括了信令、协议、控制、管理、计费等，完成网络的控制、管理、运营和维护、实现通信网的智能化。 上述的网络在传输信息的类型、方式、所提供的服务的种类等方面各不相同，但它们在网络结构、基本功能、实现原理上都是相似的，它们都实现了以下四种功能： （1）信息传送 它是通信网的基本任务，传送的信息有三大类：用户信息、信令信息、管理信息，信息传输主要由交换节点、传输系统来完成。 （2）信息处理 网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性。 （3）信令机制 它是通信网上任意两个通信实体间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如NO.7信令、TCP/IP协议等。 （4）网络管理 它负责网络的运营管理、维护管理、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。是整个网络中最具有智能的部分，已形成的网络管理标准有：电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。
2（ok）在通信网中，交换节点主要完成哪些功能？分组交换与电路交换的各自方式和特点？ （1）电路交换（Circuit Switching） ITU定义为：“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”。电路交换是一种电路间的实时交换，所谓实时，是指任意用户呼叫另一用户时，应立即在两用户之间建立通信电路的连接，这时通信网内的相关设备和线路都被这一对用户占用着，不能再为其他用户服务，这种在一次呼叫中由通信网根据用户要求在指定的呼叫路由上固定分配设备的交换方式，称之为电路交换方式。 电路交换的主要特点：话音或数据的传输时延小且无抖动，“透明”传输。无需存储、分析和处理、传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。 （2）分组交换（Packet Switching） 分组交换也称包交换，它将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。 分组交换是一种综合电路交换和报文交换的优点而又尽量避免两者的缺点的第三种交换方式。它的基本原理是“存储——转发”，是以更短的、被规格化了的“分组”为单位进行交换、传输。 分组交换相对于电路交换的方式来说，具有高效、灵活、迅速、可靠等特点。
浅谈OTN的电力通信网可靠性 摘要 电力通信网是电力网的重要组成部分，是保证电力网正常运行必不可少的单元。随着通信科技的不断进步，基于OTN的第二代光网络成为通信传输网的主要发展方向。可靠性与安全性是保证电力通信网系统稳定、健康运行的重要评估，具有高级别可靠性的通信网故障出现率低，修复时间少。 论文从通信传输网的发展历程介绍了OTN 的概念和技术，分析了OTN 设备的优点以及在电力通信网中的组网模式与应用方式，并计算了由OTN 设备构成的OTN 网络系统可靠性。通过分析电力通信网的光路组成与业务情况，主要以有效性为测度分析可靠性，具体并从通信光路可靠性和业务可靠性这两个方面，分别提出不同的研究方法。 关键词：电力通信网；光路可靠性；业务可靠性；最小路集法 On the reliability of OTN power communication network
Major:Communication engineering power communication network is an important part of power network and an indispensable unit to ensure the normal operation of power network. With the continuous progress of communication technology, the second generation optical network based on OTN has become the main development direction of communication and transmission network. Reliability and safety is an important evaluation to ensure the stable and healthy operation of the power communication network system. This paper introduces the concept and technology of OTN from the development of communication transmission network, analyzes the advantages of OTN equipment and its networking mode and application mode in power communication network, and calculates the reliability of OTN network system composed of OTN equipment. By analyzing the optical path composition and service situation of power communication network, the reliability is mainly analyzed by taking the validity as the measure, and different research methods are put forward respectively from the two aspects of communication optical path reliability and service reliability. Key words:power communication network; Optical path reliability; Operational reliability; Minimal path set method 目录 1引言 (1) 1.1研究背景 (1)
简述可靠性设计传统设计方法的区别。 答：传统设计是将设计变量视为确定性单值变量，并通过确定性函数进行运算。 而可靠性设计则将设计变量视为随机变量，并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。 1.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。是对产品可靠性的概率度量。 可靠度是对产品可靠性的概率度量。 2）可靠性工程领域主要包括以下三方面的内容： 1.可靠性设计。它包括了设计方案的分析、对比与评价，必要时也包括可靠性试验、生产制造中的质量控制设计及使用维修规程的设计等。 2.可靠性分析。它主要是指失效分析，也包括必要的可靠性试验和故障分析。这方面的工作为可靠性设计提供依据，也为重大事故提供科学的责任分析报告。 3.可靠性数学。这是数理统计方法在开展可靠性工作中发展起来的一个数学分支。 。可靠性设计具有以下特点： 1.传统设计方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大盲目性。可靠性设计与之不同，它强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中去，即由设计直接决定固有的可靠度。 2.传统设计是把设计变量视为确定性的单值变量并通 过确定性的函数进行运算，而可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述和 运算。 3.在可靠性设计中，由于应力S和强度R都是随机变量，所以判断一个零件是否安全可靠，就以强度R大于应力S的概率大小来表示，这就是可靠度指标。 4.传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作 为研究内容，因此，两者间又有着密切的联系。可靠性设计是传统设计的延伸与发展。在某种意义上，也可以认为可靠性设计只是在传统设计的方法上把设计变量 视为随机变量，并通过随机变量运算法则进行运算而已。 。平均寿命（无故障工作时间）：指一批产品从投入运行到发生失效（或故障）的平均工作时间。 对不可修复的产品而言，T是指从开始使用到发生失效的平均时间，用MTTF表示； 对可修复的产品而言，是指产品相邻两次故障间工作时间的平均值，用MTBF表示； 平均寿命的几何意义是：可靠度曲线与时间轴所夹的面积。 6.正态分布曲线的特点是什么？什么是标准正态分布？ ：正态分布曲线f(x)具有连续性，对称性，其曲线与横坐标轴间围成的总面积恒等于 1.在均值μ和离均值的距离为标准差的某一指定倍数z。之间，分布有确定的百分数，均值或数学期望μ表征随机变量分布的集中趋势，决定正态分布曲线位置；标准差σ，他表征随机变量分布的离散程度，决定正态分布曲线的形状。定义μ=0,σ=1，即N(0,1)为标准正态分布。 7.系统可靠性的大小主要取决于：(1)组成系统的零部件的可靠性 (2)零部件的组合方式。 1.什么是3σ法则？已知手册上给出的16Mn的抗拉强度为1100~1400MPa，试利用3σ法则确定该材料抗拉强度的均值和标准差。 在进行可靠性计算时，引用手册上的数据，可以认为它们服从正态分布，手册上所给数据范围覆盖了该随机变量的+-3σ，即6倍的标准差，称这一原则为3σ法则。均值=（1100+1400）/2=1250MPa 标准差=（1400-1100）/6=50Mpa。从正态分布知，对应+-3σ范围的可靠度已为0.9973. 2. 简述强度—应力干涉理论中“强度”和“应力” 的含义，试举例说明之。 答：强度一应力干涉理论中“强度”和“应力”具有 广义的含义：“应力”表示导致失效的任何因素；而 “强度”表示阻止失效发生的任何因素。“强度” 和“应力”是一对矛盾的两个方面，它们具有相同的 量纲；例如，在解决杆、梁或轴的尺寸的可靠性设计 中，“强度”就是指材料的强度，“应力”就是指零件 危险断面上的应力，但在解决压杆稳定性的可靠性设 计中，“强度”则指的是判断压杆是否失稳的“临界 压力”，而“应力”则指压杆所受的工作压力。 3.说明常规设计方法中采用平均安全数的局限性。 答：平均安全系数未同零件的失效率联系起来，有很 大的盲目性。 从强度一应力干涉图可以看出 1）即使安全系数大于 1，仍然会有一定的失效概率。2）当零件强度和工作 应力的均值不变（即对应的平均安全系数不变），但 零件强度或工作应力的离散程度变大或变小时，其干 涉部分也必然随之变大或变小，失效率亦会增大或减 少。 1.所谓系统，是为完成某一功能而由若干零部件相互 有机地组合起来的综合体。系统的可靠度取决于两个 因素：一是组成系统的零部件的可靠度；二是零部件 的组合方式。 3.串联系统：若系统中诸零件的失效相互独立，但当 系统中任一个零件发生故障都会导致整个系统失效 时，则这种零件的组合形式称为串联模型。 3.串联系统的可靠度：串联系统的可靠度Rs低于组 成零件的可靠度Ri。因此，要提高串联系统的可靠 度，最有效的措施是减少组成系统的零件数目。 4.并联系统：有冗余系统和表决系统。冗余系统又可 分为工作冗余系统和非工作冗余系统。 5.工作冗余系统：在该系统中，所有零件都同时参加 工作，而且任何一个零件都能单独支持整个系统正常 工作。即在该系统中，只要不是全部零件失效，系统 就可以正常工作。 6.非工作冗余系统：在该系统中，只有某一个零件处 于工作状态，其它零件则处于非工作状态。只有当工 作的零件出现故障后，非工作的零件才立即转入工作 状态。 。非工作冗余系统的可靠度高于工作冗余系统，这是 因为工作冗余系统的零件虽然都处于不满负荷状态 下，但它们总是在工作，必然会磨损或老化。非工作 冗余系统虽不存在这个问题，却存在一个转换开关的 可靠度问题。 。r/n表决系统:在n个零件组成的并联系统中，n个 零件都参加工作，但其中要有r个以上的零件正常工 作，系统才能正常工作。它是属于一种广义的工作冗 余系统。当r=1时，就是工作冗余系统，当r=n时， 就是串联系统。 。复杂系统的可靠性预测方法：等效功能图法、布尔 真值表法； 。故障树分析的步骤：1，在充分熟悉系统的基础上， 建立故障树；2，进行定性分析，识别系统的薄弱环 节；3，进行定量分析，对系统的可靠性作出评价。 。故障树：是一种倒立的树状逻辑因果关系图，它是 用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种 事件之间因果关系的图。 。故障树的定性分析是寻找故障树的全部最小割集或 最小路集。其目的是为了找出引了系统故障的全部可 能的起因，并定性的识别系统的薄弱环节。 。最小割集：如果将割集中任意去掉一个基本事件后就不再 是割集。 。最小路集：路集也是一些基本事件的集合，当该集合所有 的基本事件同时不发生时，则顶事件必然不发生。如果将路 集中任意去掉一个基本事件后就不再是路集的话，则称此路 集为最小路集。 。最小割集代表系统的一种失效模式；一个最小路集代表系 统的一个正常模式。 。故障树的全部最小割集即是顶事件发生的全部可能原因， 构成了系统的故障谱。因此，在产品设计中要努力降低最小 割集发生的可能性，这就是产品的薄弱环节。反过来说，为 保证系统正常工作，必须至少保证一个最小路集存在。 。故障树的定量分析就是根据基本事件的概率求出顶事件发 生的概率，从而对系统的可靠性作出评价。 。可靠度分配按分配原则的不同，有等同分配法、加权分配 法和动态规划最优分配法； 。等同分配法：它按照系统中各单元（子系统或零部件）的 可靠度均相等的原则进行分配。其计算简单，缺点是没有考 虑各子系统现有的可靠度水平、重要性等因素。 。加权分配法：它是把各子系统在整个系统中的重要度以及 各子系统的复杂度作为权重来分配可靠度的。 。最优分配法：采用动态规划最优分配法，可以把系统的成 本、重量、体积或研制周期等因素为最小作为目标函数，而 把可靠度不小于某一给定值作为约束条件进行可靠度分配； 也可以把系统可靠度尽可能大作为目标函数，而将成本等因 素视为约束条件进行可靠度分配。这要根据具体问题来确定。 特点：机电产品的可靠性指标不仅取决于零部件的可靠度， 而且还将受制造成本、研制周期、重量、体积等因素的制约。 因此，要全面考虑这些因素的影响，必须采用优化方法分配 可靠度。 。一是可靠性设计的有效性取决于所采用的统计参数是否准 确可靠；二是应用明确规定产品失效的形式和判据。 。试简述强度和应力均为正态分布时，强度和应力干涉的三 种典型情况下手失效率情况。 1.强度的均值大于应力的均值，这时的干涉概率，即不可靠 度F小于50%。当强度的均值减去应力的均值为一定值时， 概率F的大小，随强度和应力的标准增大而增大。常规设计 的安全系数大于1时属于这种情况。这种情况下，还可能出 现失效。 2.强度的均值等于应力的均值，此时，失效率F为50% 3.强度的均值小于应力的均值，此时安全系数小于1，失效 概率大于50%，零件仍具有一定的可靠度。
电力通信网可靠性分析评估方法研究 发表时间：2020-04-08T08:24:06.037Z 来源：《防护工程》2020年1期作者：路阳 [导读] 本文首先介绍了电力通信网可靠性的基本概念，并对通信网可靠性的分类进行了对比分析，之后对电力系统各类业务对通信网络可靠性的要求进行了分析，并对电力通信网络可靠性的几个方面进行分析，最后指出了通信网络可靠性管理中存在的问题。 国网太原供电公司山西太原 030000 摘要：本文首先介绍了电力通信网可靠性的基本概念，并对通信网可靠性的分类进行了对比分析，之后对电力系统各类业务对通信网络可靠性的要求进行了分析，并对电力通信网络可靠性的几个方面进行分析，最后指出了通信网络可靠性管理中存在的问题。 关键词：电力通信网；可靠性；分析；评估； 1电力通信网络可靠性的基本概念和分类 国标GB3187-1994对于产品可靠性的定义是：“产品在规定条件下的规定的时间内，完成规定功能的能力”。但是通信网不同于一般商品，对其可靠性没有统一的定义。有的学者认为通信网可靠性的定义是当遭受自然或者人为破坏力时，电力通信网在规定时间和规定条件下实现规定功能的能力；有的学者认为通信网可靠性的定义是系统在规定的时间内和满足规定实现的功能要求的前提下，运行过程中实现通信功能的概率；有的学者认为电力通信网可靠性的定义为以规定的业务需求和服务标准为前提，电力通信网对电力系统提供不间断通信连接能力的量度；还有的学者为通信网可靠性的定义应为当通信网持续运行过程时，实际完成规定的通信功能的能力。 电力通信网络的可靠性分类包括通信网的可用性、通信网的生存性以及通信网的抗毁性。 1.1通信网的可用性 可用的定义是无论何时需要通信系统工作时，系统均处于可使用的状态。可用性主要是说在通信网的某个网路部件无效的情况下可以实现既定功能要求的概率，综合了网络系统的维修性和可靠性，是基于业务性能的一种可靠性测度。在通信网的可用性方面的一些研究方法是将网络比作流程图，基于通信网的生存性和抗毁性，同时考虑通信业务的性能方面，将通信网在任何时候都可用的概率当做评价通信网可靠性的一个指标；还有一部分是以电力通信网运行的历史数据作为依据，对电力通信网络在实际运行过程中的可靠性进行评估。这两种方法都对通信网的可靠性方面以可用性的方式进行了描述。可用度是通信系统可用性常用的衡量方式，可以较好地对通信网的业务能力进行描述。 在业务性能方面，Barberis等还给出了网络吞吐量超过给定阈值L的概率，即通信网络的可用性指标。在可用性指标方面，还有基于电力通信网络的数据传输时延和路由选择策略对业务性能的影响等方面的研究，使得该项研究变得更有意义。 在电力通信网络可用性中，对于一年中停机时间的计算常用可用性的百分数来表示。对于一年中停机时间的定义是在一年之内，电力通信网络系统由于各类故障而进行维修导致的无法正常工作的时间总和。以分钟为计量单位，计算公式如下： 其中，T停为年停机时间，T为一年的总分钟数，λ为可用性百分比 还有一种是使用百万小时故障时间数来表示通信网络的可用性，其定义为以一百万个小时的运行时间为标准，统计在这段时间里通信网络发生故障的时间数。百万小时故障时间数主要应用于现成的通信网络系统，可以解决年停机时间方式无法查到的可用性问题，还可以测出整个通信网络的停机时间和在这一百万小时内通信网络的运行状态。 1.2 通信网的生存性 通信网络的生存性是指在考虑网络部件可靠性的同时，通信网络当遭受随机破坏导致网络链路或者网络节点存在一定概率失效时仍可完成预先设定的功能的概率，是一种考虑通信网络部件存在随机失效时的可靠性[19]，主要是以整体网络连通性为研究对象，分析网络拓扑结构和随机破坏对电力通信网络可靠性的影响。 1.3 通信网的抗毁性 通信网的抗毁性主要是体现当遭受人为外力破坏的情况下通信网络仍可完成预定功能的概率，表示通信网遭到破坏的困难程度，其定义为中断部分节点通信需要破坏的链路最小值。抗毁性概念源于图论，其测度指标用连通度和粘聚度来表示。 2 电力通信网络可靠性研究方法 对于可靠性的研究始终离不开对影响因素的研究，电力通信网络可靠性对于通信技术服务电网以提升电网可靠性有重要意义。电力通信网关系着电力公司生产调度、数据交换、行政管理、业务承载等各个部门的正常运行，一旦电力通信网络发生长时间故障或破坏，可能
电力通信网络传输可靠性分析 摘要：随着能源与信息等领域新技术的深度融合，构建能源互联网成为电力网 络未来发展的趋势。因此必须要保证电力通信传输网络的正常有效运行，避免出 现故障对电力通信传输造成影响。电网作为能源互联网的重要载体，其发展和安 全运营离不开信息通信技术的支撑。本文分析了当前电力通信网络存在的问题， 通过对电力通信传输网络进行优化，可以提高资源的利用率，提高安全稳定性以 及维护效率。 关键词：电力通信；网络优化；安全 电力通信网络系统是确保整个电力系统正常运行的重要组成部分，只有保证 电力通信网络系统的正常有效工作，才能够对各种数据信息进行有效的传输，因 此面对当下电力通信传输网络的一些常见故障，必须要采取有效的处理措施才能 够保证电力通信传输网络的正常工作。 1 电力通信基本原理 电力通信的基本原理主要从基本理论、方式以及通信技术来了解，就其基本 理论来说，系统组成主要包括四个方面。就通信的方式而言，一端设置为发送端，一端设置为接受端，这些简单的接受和发送装置在传统的通信网络中都能见到。 而就电力通信技术来说，在现实中存在很多技术，这些技术是互相补充、互相联 系的关系。在电力通信网路中也是并存的，而就目前应用于实践的电力通信技术 而言，主要有无线、光纤等通信技术，不同的通信技术有不同的组成部分，也各 具优缺点，需要根据实际情况来综合选择各种通信技术。 2 电力通信传输网络的常见故障分析 2.1 网络日常维护的水平并不高 当下在对电力通信网络进行维护时，由于缺乏日常的维护和管理意识，经常 会出现问题，造成了运行管理出现漏洞，影响到了通信网络的正常工作。尤其是 部分地区运行管理的机制和标准并不统一，缺乏专业的运行维护管理人员，影响 到了电网的运行管理水平，总之电力通讯网络的日常维护工作还有较大的提升空间，不仅日常的规划工作不能够有效落实，另外一旦网络出现故障时解决的也不 够及时，影响到了电力通讯网络的稳定性。 2.2 运行速度较慢 通信网络信息的运行速度主要是受到网络整体的结构和资源配置的影响。因 为很多地区在对电力的需求上会存在较大的不同，比如工业地区较多以及居民区 较多的，电力的消耗会很大，同时也会配置较多的电站和配网系统。这就使得SDH节点的分布因地区的不同有了明显的差异，所以在并不同区域之间信息的传递，速度和效率也会存在差异。 2.3 可靠性较差 电力已经成为了当前社会发展和建设中的主要能源，而且随着经济的发展， 电力需求量逐渐增大，配网的运行压力也急剧增加。在科技的推动下，电网系统 的运作都是靠网络通信来维持，才能实现自动化和智能化的建设。但是，由于我 国在电力通信网络的研究上起步较晚，所以对于系统的维护和技术的应用还不太 成熟，加上庞大的电网系统规模，使得网络的可靠性还存在一些问题。 3 全面加强接电力通信传输网络常见故障应对的有效举措分析 3.1 要进一步优化网络的电路
XX研制 可靠性、维修性设计报告编制： 审核： 批准： 工艺： 质量会签： 标准化检查： XX有限公司 2015年4月
目录 1 概述................................................... 2维修性设计.............................................. 设计目的................................................ 设计原则................................................. 维修性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................ 互换性.................................................. 防差错设计.............................................. 检测性.................................................. 维修中人体工程设计...................................... 3 维修性分析............................................. 产品的维修项目组成...................................... 系统平均故障修复试件（MTTR）计算模型 .................... MTTR值计算.............................................. 4可靠性设计.............................................. 可靠性设计原则........................................... 可靠性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................. 降额设计................................................. 缓冲减振设计............................................. 抗干扰措施...............................................