Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ đối với độ tin cậy của mạng MANET

Kỷ yếu Hội nghị Quốc gia lần thứ VIII về Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR); Hà Nội, ngày 9-10/7/2015<br /> DOI: 10.15625/vap.2015.000134<br /> <br /> ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI ĐỘ TIN CẬY<br /> CỦA MẠNG MANET<br /> Lê Khánh Dương1, Nguyễn Văn Tảo1, Lê Quang Minh2, Nguyễn Anh Chuyên1, Quách Xuân Trưởng1<br /> 1<br /> <br /> Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Thái Nguyên;<br /> 2<br /> Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà Nội.<br /> lkduong@ictu.edu.vn, nvtao@ictu.edu.vn, quangminh@vnu.edu.vn, nachuyen@ictu.edu.vn, qxtruong@ictu.edu.vn<br /> TÓM TẮT - Mạng tùy biến di động MANET với các thành phần chính là các nút mạng di chuyển tự do, mỗi nút mạng vừa<br /> đóng vai trò là nút nguồn, nút đích vừa đóng vai trò là nút trung gian chuyển tiếp trong mạng. Tính toán độ tin cậy của mạng này<br /> gặp rất nhiều khó khăn do ảnh hưởng của những yếu tố sau: không có kiến trúc cố định, các nút có nguồn năng lượng và năng lực<br /> xử lý hạn chế, ảnh hưởng của nhiệt độ đối với độ tin cậy nút, sự suy hao năng lượng theo khoảng cách kết nối…Hiện nay có nhiều<br /> giải pháp để tính toán độ tin cậy của mạng này trong đó phương pháp tính dựa trên cấu hình mạng với hai tham số chính là độ tin<br /> cậy của bản thân nút và độ tin cậy của liên kết giữa các nút là giải quyết được căn bản những khó khăn trên. Bài báo sử dụng<br /> phương pháp mô hình hóa cấu hình của mạng theo từng thời điểm thành mô hình đồ thị và tính toán độ tin cậy của cả hệ thống<br /> mạng dựa trên từng cấu hình của mạng nhằm đưa ra được các giải pháp nâng cao độ tin cậy của toàn hệ thống. Bài báo sử dụng<br /> các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đối với độ tin cậy của các nút mạng và áp dụng phương thức nâng cao độ tin cậy<br /> của mạng theo các phương pháp dự phòng cho nút trung tâm.<br /> Từ khóa - Độ tin cậy, Chất lượng dịch vụ, Mạng tùy biến di động, MTTF.<br /> <br /> I. MỞ ĐẦU<br /> Mạng tùy biến di động (mạng MANET) có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực an ninh quốc phòng, y tế, môi trường,<br /> thiên tai, thảm họa… đặc tính của mạng này là tính phi cấu trúc của mạng với các thành phần là các nút (node) di động<br /> vừa đóng vai trò là trạm cuối (gửi/nhận) xử lý thông tin vừa đóng vai trò là trạm chuyển tiếp (router) thông tin. Kiến<br /> trúc mạng thay đổi liên tục do tính di động của từng nút trong mạng. Hiệu năng của mạng này phụ thuộc rất lớn vào<br /> các yếu tố chính như: tài nguyên (năng lượng, công suất, năng lực xử lý...) của mỗi nút mạng, kiến trúc mạng và môi<br /> trường truyền dẫn. Do đó việc tính toán độ tin cậy của mạng đặt ra nhiều thách thức, từ đó dẫn đến việc khó khăn trong<br /> việc đưa ra các giải pháp nâng cao độ tin cậy nói riêng và chất lượng dịch vụ của mạng nói chung.<br /> Bài báo trình bày các nội dung liên quan đến việc sử dụng mô hình toán để mô hình hóa kiến trúc của mạng<br /> trong thực tế, đưa ra hướng tính toán độ tin cậy của mạng theo cấu trúc mạng, ảnh hưởng của môi trường đối với các<br /> nút mạng và đề xuất phương pháp nâng cao độ tin cậy của mạng dựa trên các phương pháp dự phòng có tính đến ảnh<br /> hưởng của môi trường.<br /> II. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Độ tin cậy<br /> Các nút di động tham gia quá trình truyền thông dữ liệu đa phương tiện trong môi trường không dây đòi hỏi<br /> năng lực xử lý và nguồn năng lượng lớn trong điều kiện truyền bị ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố môi trường rất dễ ảnh<br /> hưởng đến khả năng hoạt động của toàn mạng. Thời gian hoạt động không lỗi của thiết bị là đại lượng đặc trưng cho<br /> khả năng không lỗi của thiết bị trong khoảng thời gian t.<br /> Độ tin cậy P(t): của phần tử hoặc của hệ thống là xác suất để trong suốt khoảng thời gian khảo sát t, phần tử đó<br /> hoặc hệ thống đó vận hành an toàn.<br /> P(t) được định nghĩa như biểu thức sau: P(t) = P{t0 ≥ t}, trong đó t0 là thời gian vận hành liên tục cho đến lúc hỏng.<br /> P(t) là hàm xác suất có phân bố mũ [7]:<br /> P(t)=<br /> <br /> , λ là cường độ hỏng của đối tượng đang xét.<br /> <br /> (1)<br /> <br /> Gọi Q(t) là xác suất để phần tử hoặc hệ thống bị hỏng, khi đó ta có Q(t)=1- P(t).<br /> Gọi MTTF là thời gian hoạt động trung bình, hay thời gian hoạt động của phần tử hoặc hệ thống đến lúc hỏng,<br /> . Vậy mỗi nút di động trong mạng<br /> khi đó MTTF là kỳ vọng toán của biến ngẫu nhiên t0. Vậy MTTF=<br /> MANET có độ tin cậy là P(t) được theo công thức (1).<br /> Đồ thị hóa cấu hình mạng<br /> Mạng MANET (ở hình 1) có kiến trúc hỗn độn gồm n nút trong một không gian hữu hạn; các nút này di chuyển<br /> tự do vì vậy việc xác định độ tin cậy của mạng phụ thuộc vào kiến trúc mạng này tại từng thời điểm. Một giải pháp<br /> được các tác giả [1,2] đề xuất là sử dụng lý thuyết đồ thị để tính toán độ tin cậy của mạng.<br /> <br /> ẢNH HƯỞNG CỦ ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI ĐỘ TIN CẬ CỦA MẠNG MANET<br /> Ả<br /> ỦA<br /> I<br /> ẬY<br /> G<br /> <br /> 31<br /> <br /> Gọi G ( L) là đồ th thể hiện n n trong mạng MANET và các kết nối tro mạng giữ các nút; độ tin cậy của<br /> (N,<br /> hị<br /> nút<br /> g<br /> ong<br /> ữa<br /> ết<br /> toàn mạng tại một thời điểm phụ thuộc v độ tin cậy của từng nút mạng và trạn thái liên kế (cấu hình mạng) giữa<br /> m<br /> vào<br /> y<br /> t<br /> ng<br /> m<br /> các nút.<br /> c<br /> <br /> Hình 1. Các nút trong mạng MANET<br /> g<br /> T<br /> <br /> Nhóm n<br /> nghiên cứu [3 gọi i =1,2… là số thứ tự trong tập N nút; giá trị ni( thể hiện trạ thái của nút thứ i tại<br /> 3]<br /> …n<br /> ự<br /> (t)<br /> ạng<br /> n<br /> th điểm t, nế ni(t)=1 thể h<br /> hời<br /> ếu<br /> hiện nút đó đa hoạt động hoặc đang trong vùng kết nối của mạng ni(t)=0 thể hiện nút đó<br /> ang<br /> g<br /> g;<br /> h<br /> đã rời khỏi mạ hoặc bị hỏ<br /> đ<br /> ạng<br /> ỏng. L thể hiện liên kết giữa các nút trong mạng; giả sử có 2 nút i và j (i,j = 1,2,.., đặt lij(t)<br /> n<br /> a<br /> g<br /> ử<br /> à<br /> ,n)<br /> th hiện cho tr<br /> hể<br /> rạng thái liên k giữa 2 nút này lij(t)=1 nế có liên kết, lij(t)=0 nếu kh<br /> kết<br /> ếu<br /> hông có liên k<br /> kết.<br /> Độ tin c của liên k giữa hai nú i, j trong mạ phụ thuộc vào giá trị vijj(t) thể hiện gi trị xác suất có thể của<br /> cậy<br /> kết<br /> út<br /> ạng<br /> c<br /> iá<br /> liên kết lij(t) tồ tại (vij(t)=P( ij(t)=1)).<br /> ồn<br /> (l<br /> Định ng C là tập c cấu hình m<br /> ghĩa<br /> các<br /> mạng có thể có của mạng vớ n nút, khi đó ta tính C the công thức sau<br /> ó<br /> ới<br /> ó<br /> eo<br /> s<br /> C = 2n*(n-1)/2<br /> <br /> (2<br /> 2)<br /> <br /> Độ tin c của hệ thố PH sẽ đượ tính theo công thức sau:<br /> cậy<br /> ống<br /> ợc<br /> ∑<br /> <br /> ∗<br /> <br /> (3)<br /> <br /> Pk là độ tin cậy của c nút trong c hình k; Lk là độ tin cậy của liên kết g<br /> ộ<br /> các<br /> cấu<br /> y<br /> giữa các nút tr<br /> rong cấu hình k, tạm coi<br /> các nút mạng l đồng nhất v có cùng độ tin cậy P(t) (c<br /> c<br /> là<br /> và<br /> công thức (1.1)) ta có:<br /> ∗ 1<br /> <br /> (4<br /> 4)<br /> <br /> Trong đ n1 là số cặp liên kết có th có giữa các nút, và n2 là số cặp liên kết không có tro g cấu hình k; l(t) là<br /> đó<br /> p<br /> hể<br /> c<br /> s<br /> t<br /> on<br /> h<br /> xác suất đặc tr<br /> x<br /> rưng cho khả n<br /> năng liên kết g<br /> giữa các cặp tr<br /> rong cấu hình k có thể coi là độ tin cậy củ liên kết giữ các cặp.<br /> à<br /> ủa<br /> ữa<br /> III.ẢNH HƯỞNG CỦ ĐIỀU KI<br /> H<br /> ỦA<br /> IỆN MÔI TR<br /> RƯỜNG ĐẾN ĐỘ TIN CẬ CỦA THI<br /> N<br /> ẬY<br /> IẾT BỊ BÁN DẪN<br /> D<br /> Các nút mạng là thiế bị bán dẫn h động tron điều kiện môi trường ngo trời chịu ản hưởng của các yếu tố<br /> t<br /> ết<br /> hoạt<br /> ng<br /> m<br /> oài<br /> nh<br /> nhiệt độ, độ ẩm tia bức xạ, bụi, gió...nhữ yếu tố này ảnh hưởng rất lớn đến tu thọ và hiệu suất hoạt động của các<br /> n<br /> m,<br /> ,<br /> ững<br /> y<br /> r<br /> uổi<br /> u<br /> nút mạng do đ bài toán tính độ tin cậy củ mạng này cũng cần được đặt trong sự ảnh hưởng củ các yếu tố trên.<br /> n<br /> đó<br /> h<br /> ủa<br /> c<br /> c<br /> ủa<br /> Theo [6 Gọi λτ là cư<br /> 6],<br /> ường độ độ hỏ của nút mạng tại nhiệt độ :<br /> ỏng<br /> đ<br /> ⁄<br /> <br /> ∗<br /> <br /> (5)<br /> <br /> K là Hằng số Boltzmann= 8.61 x 10-5 eV<br /> Kb<br /> 8<br /> V/K<br /> T là nhiệt độ (t<br /> theo thang đo Kelvin)<br /> Ea là năng lượn nguồn; A là một hằng số.<br /> ng<br /> à<br /> Đ tin cậy của nút tại thời đi t (λτ là hằn số tại nhiệt độ τ) là:<br /> Độ<br /> iểm<br /> ng<br /> t<br /> ∗<br /> <br /> )<br /> ậy<br /> ng<br /> Khi đó công thức (3) tính độ tin cậ của hệ thốn sẽ là:<br /> <br /> (6)<br /> ∑<br /> <br /> ∗<br /> <br /> (7)<br /> <br /> Xét mô hình đơn giả của mạng v 03 nút có topo như [2] nút 1 là nút n<br /> ô<br /> ản<br /> với<br /> nguồn, nút 3 là nút đích, nút 2 là nút<br /> n<br /> tr<br /> rung gian.<br /> <br /> 32<br /> 3<br /> <br /> L Khánh Dương Nguyễn Văn Tả Lê Quang Min Nguyễn Anh Chuyên, Quách Xuân Trưởng<br /> Lê<br /> g,<br /> ảo,<br /> nh,<br /> X<br /> <br /> Hìn 2. Topo mạn gồm 3 nút<br /> nh<br /> ng<br /> <br /> Giả sử độ tin cậy củ đường kết n giữa các nút là một hằn số LC trong mọi trường hợp có kết nố trực tiếp<br /> ủa<br /> nối<br /> n<br /> ng<br /> g<br /> ối<br /> giữa các nút. T<br /> g<br /> Theo các công thức (3, 4, 7) ta có:<br /> g<br /> )<br /> B<br /> Bảng 1. Tính độ tin cậy của hệ thống theo từng cấu hình<br /> ộ<br /> g<br /> <br /> Lk<br /> <br /> Pτ k<br /> <br /> Lk* Pτk<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 0<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> 0<br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗ 1<br /> 0<br /> <br /> 1<br /> <br /> 0<br /> <br /> 0<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> 0<br /> ∑<br /> <br /> Độ tin c của hệ thố theo công thức (7) là:<br /> cậy<br /> ống<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =<br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> +<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> (8)<br /> <br /> Ta tính thời gian hoạ động của hệ thống đến lúc hỏng là:<br /> ạt<br /> ệ<br /> c<br /> =<br /> <br /> MTTFT=<br /> <br /> ∗<br /> <br /> (9)<br /> <br /> Xét hệ thống ở hai nh độ T1=550C (328K), T2=1250C(398K Ea=0.45eV [6], A=1000 giờ [5],<br /> hiệt<br /> K),<br /> V<br /> 0<br /> λT1=1000 ∗<br /> <br /> .<br /> .<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 0.1<br /> <br /> MTT T1<br /> TF<br /> (giờ<br /> ờ)<br /> 441.1<br /> 920<br /> 0.9<br /> 1423<br /> 3.0<br /> 1930<br /> 0.7<br /> 2427<br /> 7.2<br /> <br /> 147.2<br /> 2<br /> <br /> 0.6<br /> <br /> 2896<br /> 6.0<br /> <br /> 175.7<br /> 7<br /> <br /> 0.7<br /> <br /> 3320<br /> 0.4<br /> <br /> 201.4<br /> 4<br /> <br /> 0.8<br /> <br /> 3683<br /> 3.8<br /> <br /> 223.4<br /> 4<br /> <br /> 0.9<br /> <br /> 3969<br /> 9.5<br /> <br /> =19.8*10 -4<br /> 0<br /> <br /> 117.1<br /> 1<br /> <br /> 0.5<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 86.3<br /> <br /> 0.4<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 55.9<br /> <br /> 0.3<br /> <br /> .<br /> .<br /> <br /> F<br /> MTTFT2<br /> (giờ)<br /> )<br /> 26.8<br /> <br /> 0.2<br /> <br /> =12*10-5, λT2=1000 ∗<br /> 0<br /> <br /> 240.8<br /> 8<br /> <br /> LC<br /> <br /> Hì 3. Đồ thị gi trị của MTTF ở hai nhiệt độ khác nhau<br /> ình<br /> iá<br /> F<br /> ộ<br /> <br /> IV. PHƯƠN ÁN DỰ PHÒNG CHO NÚT TRUN TÂM<br /> NG<br /> O<br /> NG<br /> Trong m<br /> mạng MANET các nút ở vị trí trung tâm của mạng ng<br /> T<br /> ị<br /> m<br /> goài nhận vừa xử lý những luồng thông tin gửi đến<br /> a<br /> t<br /> nó còn làm nh<br /> n<br /> hiệm vụ chuyể tiếp các luồ thông tin cho các nút kh trong mạn do đó độ ti cậy của mạ chịu sự<br /> ển<br /> ồng<br /> c<br /> hác<br /> ng,<br /> in<br /> ạng<br /> ảnh hưởng lớn vào khả năng phục vụ của những nút nà theo [3] cũ đề cập tới kỹ thuật phân cụm mạng và tách cấu<br /> ả<br /> n<br /> g<br /> a<br /> ày,<br /> ũng<br /> i<br /> n<br /> v<br /> <br /> ẢNH HƯỞNG CỦ ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI ĐỘ TIN CẬ CỦA MẠNG MANET<br /> Ả<br /> ỦA<br /> I<br /> ẬY<br /> G<br /> <br /> 33<br /> <br /> hình mạng the từng cụm v khi tính độ tin cậy của mạng có tính đến cụm lõi củ mạng. Tro phạm vi bài báo này<br /> h<br /> eo<br /> và<br /> m<br /> đ<br /> ủa<br /> ong<br /> b<br /> chúng tôi sử dụ topo mạn đơn giản nh hình 2 để sử dụng hai phư<br /> c<br /> ụng<br /> ng<br /> hư<br /> ử<br /> ương án dự ph<br /> hòng cho nút t<br /> trung tâm.<br /> Dự phòng lạnh<br /> D<br /> Dự phò lạnh: là c nút làm dự phòng không được sử dụn cho đến khi thành phần đ<br /> òng<br /> các<br /> ự<br /> g<br /> ng<br /> i<br /> được dự phòng bị lỗi cần<br /> g<br /> được thay thế, nó sẽ phù hợp với những n mạng có ng<br /> đ<br /> p<br /> nút<br /> guồn ngăn lượ hạn chế.<br /> ợng<br /> Sử dụng kết quả của [4] về dự phò lạnh, giả sử việc sử dụn các nút dự p<br /> òng<br /> s<br /> ng<br /> phòng là tức t<br /> thời và các nút dự phòng<br /> là đồng nhất v nút được d phòng về tí chất, cơ ch dự phòng dựa trên việc n dự phòng sẽ chỉ hoạt độ khi nút<br /> với<br /> dự<br /> ính<br /> hế<br /> d<br /> nút<br /> ộng<br /> được dự phòng (trong trườn hợp này là nút số 2-hình 4) bị hỏng. Độ tin cậy củ nút 2 là p2la (t) với m là số nút dự<br /> đ<br /> g<br /> ng<br /> à<br /> h<br /> ủa<br /> à<br /> anh<br /> phòng: p2lanh(t 1<br /> p<br /> t)=<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ⋯<br /> <br /> !<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> !<br /> <br /> (10)<br /> <br /> tính theo công thức (5 xét trường hợp nút trung tâm có 1 nút dự phòng (m<br /> 5),<br /> g<br /> t<br /> m=1) ta có Bảng 2.<br /> <br /> Trong đ<br /> đó<br /> <br /> Hình 4. Dự phòng ch nút trung tâm<br /> 4<br /> ho<br /> m<br /> B<br /> Bảng 2. Tính độ tin cậy trong trường hợp có d phòng<br /> t<br /> dự<br /> <br /> k<br /> <br /> Lk<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> 4<br /> 5<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> 6<br /> 7<br /> 8<br /> <br /> Pτ k<br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 0<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> Với p2(t)= 1<br /> V<br /> <br /> 0<br /> 0<br /> <br /> theo công thức (7):<br /> ∗<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> +<br /> ∗<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> <br /> =<br /> ∗ 1<br /> ∗ 2<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> +<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗ 1<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> 1<br /> 1<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> = ∗<br /> 1<br /> Ta tính thời gian hoạ động của hệ thống dự phò lạnh đến lú hỏng là:<br /> ạt<br /> ệ<br /> òng<br /> úc<br /> <br /> =<br /> <br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ⁄<br /> ∗<br /> <br /> ;<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> <br /> 0<br /> 0<br /> <br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> ∗ 2<br /> ∗<br /> <br /> 0<br /> ∗<br /> <br /> ∗ 1<br /> ∗ 1<br /> <br /> Độ tin cậy của hệ thống<br /> ∗<br /> ∗ 1<br /> ∗ 2 ∗<br /> +<br /> ∗<br /> =<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗ 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> p2(t)*<br /> <br /> Lk* P τk<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗ 1<br /> ∗ 1<br /> ∗ 1<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> MTTFlanhT=<br /> M<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> Xét hệ thống ở hai nh độ T1=550C(328K), T2=1250C(398K Ea=0.45eV [6], A=1000 giờ [5],<br /> hiệt<br /> =<br /> K),<br /> V<br /> λT1=1000 ∗<br /> <br /> .<br /> .<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =12*10-5, λT2=1000 ∗<br /> 0<br /> <br /> .<br /> .<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =19.8*10 -4<br /> 0<br /> <br /> Dự phòng nón<br /> D<br /> ng<br /> Dự phò nóng: là các nút làm d phòng hoạt động đồng bộ với thành p<br /> òng<br /> dự<br /> t<br /> b<br /> phần được dự phòng và sẵn sàng thay<br /> n<br /> th bất cứ lúc n khi thành phần dự phòn bị lỗi.<br /> hế<br /> nào<br /> ng<br /> <br /> 34<br /> 3<br /> <br /> L Khánh Dương Nguyễn Văn Tả Lê Quang Min Nguyễn Anh Chuyên, Quách Xuân Trưởng<br /> Lê<br /> g,<br /> ảo,<br /> nh,<br /> X<br /> <br /> Theo tá giả [4] việc d phòng nóng cho nút 2 (hìn 4) (độ tin cậ của nút 2 là p2nong(t)) với m là số nút dự phòng:<br /> ác<br /> dự<br /> g<br /> nh<br /> ậy<br /> p<br /> p2nong(t)=1<br /> 1<br /> Với m= ta có<br /> =1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 1<br /> <br /> (11)<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> 1<br /> 1<br /> =2<br /> (12)<br /> p2nong(t)=1<br /> Tuy nh<br /> hiên trong trườ hợp này tá giả [4] chư đề cập tới xác suất để cả 2 nút (nút 2 v nút dự phòng của nó)<br /> ờng<br /> ác<br /> ưa<br /> x<br /> và<br /> cùng hỏng. Vì vậy chúng tôi đề xuất một giá trị<br /> c<br /> (0≤<br /> 1 là xác suất hỏng của cặp này [8].<br /> a<br /> <br /> Khi đó công thức (12 sẽ là:<br /> 2)<br /> <br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> p2nong(t)=2<br /> 2<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> +<br /> <br /> (13)<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗ 2∗<br /> =<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> +<br /> ∗ 1<br /> ∗<br /> =<br /> ∗<br /> ∗<br /> ∗<br /> 2<br /> <br /> ∗<br /> <br /> Ta tính thời gian hoạ động của hệ thống dự phò nóng đến lúc hỏng là:<br /> ạt<br /> ệ<br /> òng<br /> l<br /> <br /> =<br /> <br /> MTTFn =<br /> nongT<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 2<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> 1<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1<br /> <br /> <br /> <br /> 2<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> Xét hệ thống ở hai nh độ T1=550C(328K), T2=1250C(398K Ea=0.45eV A=1000 giờ [5],<br /> hiệt<br /> =<br /> K),<br /> V,<br /> .<br /> <br /> λT1=1000 ∗<br /> <br /> .<br /> <br /> ∗<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =12*10-5, λT2=1000 ∗<br /> 0<br /> <br /> .<br /> .<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =19.8*10 -4 ,<br /> 0<br /> <br /> ∗<br /> <br /> =0.8 [8]<br /> ].<br /> <br /> Bảng 3. So sánh thờ gian MTTF tr<br /> g<br /> ời<br /> rong các phương án dự phòng<br /> g<br /> <br /> LC<br /> <br /> Không dự phòng<br /> ự<br /> <br /> Có dự phò<br /> òng<br /> <br /> MTTFT1<br /> <br /> MTTFT2<br /> <br /> MTTFlanh<br /> hT1<br /> <br /> MTT lanhT2<br /> TF<br /> <br /> M<br /> MTTFnongT1<br /> <br /> 416.1<br /> <br /> 25.2<br /> <br /> 474.3<br /> <br /> 28<br /> 8.8<br /> <br /> 70.3<br /> <br /> 4.3<br /> <br /> 0.2<br /> <br /> 832.2<br /> <br /> 50.5<br /> <br /> 1039.3<br /> <br /> 63<br /> 3.0<br /> <br /> 268.5<br /> <br /> 16.3<br /> <br /> 0.3<br /> <br /> 1248.3<br /> <br /> 75.7<br /> <br /> 1656.0<br /> <br /> 10<br /> 00.4<br /> <br /> 575.5<br /> <br /> 34.9<br /> <br /> 0.4<br /> <br /> 1664.4<br /> <br /> 101.0<br /> <br /> 2285.7<br /> <br /> 13<br /> 38.6<br /> <br /> 972.0<br /> <br /> 59.0<br /> <br /> 0.5<br /> <br /> 2080.5<br /> <br /> 126.2<br /> <br /> 2889.5<br /> <br /> 17<br /> 75.3<br /> <br /> 1439.0<br /> <br /> 87.3<br /> <br /> 0.6<br /> <br /> 2496.5<br /> <br /> 151.4<br /> <br /> 3428.6<br /> <br /> 20<br /> 08.0<br /> <br /> 1957.3<br /> <br /> 118.7<br /> <br /> 0.7<br /> <br /> 2912.6<br /> <br /> 176.7<br /> <br /> 3864.1<br /> <br /> 23<br /> 34.4<br /> <br /> 2507.8<br /> <br /> 152.1<br /> <br /> 0.8<br /> <br /> 3328.7<br /> <br /> 201.9<br /> <br /> 4157.2<br /> <br /> 25<br /> 52.2<br /> <br /> 3071.3<br /> <br /> 186.3<br /> <br /> 0.9<br /> <br /> 3744.8<br /> <br /> 227.1<br /> <br /> 4269.1<br /> <br /> 25<br /> 58.9<br /> <br /> 3628.7<br /> <br /> 220.1<br /> <br /> 1.0<br /> <br /> 4160.9<br /> <br /> 252.4<br /> <br /> 4160.9<br /> <br /> 25<br /> 52.4<br /> <br /> 4160.9<br /> <br /> 252.4<br /> <br /> 0.1<br /> <br /> ∗<br /> <br /> MTTFnongT<br /> T2<br /> <br /> Hình 5. Đ thị so sánh M<br /> Đồ<br /> MTTF của hệ th<br /> hống trong trườ hợp sử dụng 01 dự phòng c nút trung gi<br /> ờng<br /> g<br /> cho<br /> ian<br /> <br /> ∗<br /> <br />