通信工程师交换技术考试控制系统的可靠性[1]

3.6.4 控制系统的可靠性

1.基本概念

可靠性就是指产品在规定购时间内和规定的条件下完成规定功能的能力。如果将这句话改成“在规定的时间内和规定的条件下完成规定功能的成功概率”这就是可靠度的定义。这是一个定量指标。

“完成规定功能”有不同含义。如果“完成规定功能”是指系统的技术性能，则可靠性指标可用系统平均故障间隔时间（MTBF）来描述。它依赖于系统中各元器件正常工作的概率和系统的组成。通常所指的可靠度就是这个含义。如果“完成规定功能”是指系统的维修性能，则可靠度就可用系统平均维修时间（MTTR）表示。这种条件下的“成功概率”通常称为“维修度”.如果“完成规定功能”是指技术性能和维修性能的综合，则可用可用度A来表示：

长期以来对通信产品没有可靠性指标，但是随着通信技术，尤其是程建交换技术的发展，逐步在通信产品的技术规范中也提出了可靠性指标。

　　2.和可靠性指标有关的一些基本定义

在讨论可靠性计算以前我们先要弄清一些有关名词和定义。

　　（1）失效率和平均故障间隔时间

失效率就是单位时间内出现的失效次数，即失效速率。从一定意义讲失效率是时间的函数。但是对于大量电子元件构成的电子设备来说，经过一段老化以后，失效率是一个常数，这点从理论上也已得到证明。我们把失效率记作“V',单位为h负一次方。对于可维修系统来说，失效率也称作故障率。

和失效率相对应的为”平均故障间隔时间“,即是经常碰到的MTBF（MeanTimeBetweenFailure）。

失效率和平均故障间隔时间互为倒数，即

（2）修复率和平均故障修复时间

单位时间内修复的故障数叫作修复率u,记作单位为h负一次方，和修复率相对应的是平均故障修复时间MTTR（MeanTimeToRepair）。

修复率与平均故障修复时间互为倒数，即

　　（3）可靠度和维修度

前面已经说过，可靠度就是”在规定的时间内和规定的条件下系统完成规定功能的概率“.可靠度是时间的函数，用/f（0表示。在时刻f的可靠度为

对于可维修系统来说，系统的可维修的概率称作维修度。它的定义为”可维修系统在规定的条件和规定的时间内，完成维修而恢复到规定功能的概率“,用谓0表示。在时刻t的维修度为

（4）可用度和不可用度

对于可维修系统来说，要考虑系统的维修率因素。这时系统在规定时间内和规定条件下完成功能的概率叫作”可用度“或”有效度“,记作/I.关于”可用度“W的计算，可以利用状态转移过程的概念（系统从设备损坏时的故障状态经过维修转移到正常状态），用随机过程中的马尔科夫过程来计算。我们这里不给出详细的计算过程，仅给出最后的计算结果。

在系统稳定运行时X和//都接近为一个常数值，这时可用度为

和可用度相对应的是”不可用度“或”失效度“.它是在考虑系统的维修率因素时，在规定时间内和规定条件下丧失规定功能的概率。记作u

3.可靠性指标的计算

一个交换系统包含许多部件，其中有的部分如用户电路、中继电路、交换网络等包括多套设备，只有在全部设备发生故障时才引起系统中断。因此，它们内部是属于并联结构。而不同部件之间的组合属于串联结构。这样在计算可靠性参数时要考虑各部件的失效率，即

具体对程控交换机来说可以写成：

在上面的各个因素中，尤以交换系统的处理机（CPU）产生的影响最大，因为处理机的故障可能会导致系统中断，就会影响到所有用户的通信。因此，我们主要考虑处理机的故障对交换系统的可靠性的影响。

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