-
Общий ненагруженный резерв, оценка его эффективности, применимость в условиях нормальной эксплуатации.
При общем ненагруженном резерве резервные соединения начинают работать после отказа основного соединения. До этого момента времени резервное соединение может быть отключено или находиться лишь под напряжением питания. При наступлении отказа основного соединения последнее отключается, и на его место включается одно из резервных соединений.
Особенности такого резерва следующие:
-
Надежность резервных соединений практически сохраняется до их включения в работу, так как до включения имело место лишь их старение.
-
Режим работы основного и резервных соединений в рабочем состоянии одинаковый и не изменяется при переключениях резервных соединений в работу
-
Имеется возможность организовать скользящий резерв, используя одно резервное соединение для замещения одного из основных по мере возникновения в них отказов.
Однако для реализации ненагруженного резерва необходимы высоконадежные переключающие устройства, число которых при раздельном резервировании может быть очень большим. Потому ненагруженный резерв применяется в основном для замещения или всего объекта, или отдельных наиболее ответственных его элементов.
Определим выражение для вероятности безотказной работы системы с ненагруженным резервом при следующих допущениях:
-
переключатели идеальны по надежности.
-
все резервные соединения до момента их замещения равно надежны,
-
процесс восстановления отказавших соединений отсутствует.
Рассмотрим сначала случай, когда резервированная система состоит из основной и одной резервной системы и функционирует в интервале времени [0,t]. При этих допущениях резервированная система остается работоспособной при условиях:
1) Основная система не отказала в течение времени [0,t].
2) Основная система отказала в момент τ < t, а резервная после включения безотказно работала в интервале [τ, t]
В инженерной практике при условии нормальной эксплуатации, когда имеет место простейший поток отказов, вероятность
основного соединения:
Выражение для вероятности безотказной работы
резервированной системы:
Общий ненагруженный резерв целесообразен при длительной эксплуатации системы при условии, что переключение на резервное соединение допустимо.
-
Раздельный нагруженный резерв, оценка его эффективности, применимость в ас.
Достоинства: простота реализации. Недостатки: увеличение габаритов, веса, стоимости, а также количество паек.
Поэтому раздельный нагруженный резерв целесообразно применять для повышения надежности отдельных малонадёжных элементов, когда недопустима остановка для переключения на резерв, например работа двух процессоров в вычислительной системе.
Согласно общей схеме резервирования отказ в ней будет иметь место, если откажут все m+1 элементы одного типа.
Практически раздельный нагруженный резерв используется для резервирования малонадежных элементов или звеньев, когда переключение на резервное соединение недопустимо.
-
Раздельный ненагруженный резерв, оценка его эффективности, применимость в ас.
В общем виде раздельный резерв предусматривает замену каждого отказавшего элемента основного соединения дополнительными элементами, способными выполнять функции отказавших элементов основного соединения. Каждый из N элементов основного соединения в случае отказа переключается на один из m резервных.
В общем случае для такого резерва требуется (m+1 )N переключателей. Резервированная система будет безотказно работать, если будут безотказны все N резервированных соединений. Следовательно, вероятность безотказной работы системы определится произведением вероятностей безотказной работы N резервированных соединений:
-
интенсивность отказов основного
соединения.
Наработка на отказ n-го резервированного соединения (n=1, … , N):
Наработка на отказ резервированной системы:
Величина Ω(t) определяется суммой математических ожиданий числа отказов всех резервированных соединений.
Применимость в АС:
Раздельный ненагруженный резерв применяют для наиболее ответственных звеньев с автоматическим переключением на резерв, если допустима остановка работы соединения на время переключения.
Оценка эффективности:
В случае раздельного резерва отказ резервированной системы наступит при отказе (m +1) элементов, но одинаковых: основного и всех m его резервирующих. Вероятность возникновения (m+1) одинаковых отказов меньше вероятности возникновения (m+1) любых отказов. Поэтому раздельный резерв принципиально лучше общего.