Розробка імовірнісної моделі типового фрагмента відомчої цифрової телекомунікаційної мережі ДСНС

Фещенко Андрій Борисович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4869-6428

Закора Олександр Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-9042-6838

Борисова Лариса Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6554-1949

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-17

Ключові слова: цифрова телекомунікаційна мережа, надійність, імовірність безвідмовної роботи, надзвичайна ситуація

Анотація

Проведений аналіз призначення, умов роботи складових елементів, ієрархічності структури відомчої цифрової телекомунікаційної мережі Державної служби з надзвичайних ситуацій України, яка розглядається як сукупність типових мережевих фрагментів. Представлена структура типового фрагменту відомчої цифрової телекомунікаційної мережі у вигляді структурної схеми надійності без резервування, яка складається з центрального, регіонального і районного вузлів, послідовно з'єднаних каналами зв'язку. Обґрунтовані потрібні значення ймовірності безвідмовної роботи вузлів і каналів відомчої цифрової телекомунікаційної мережі в залежності від потрібного значення структурної надійності типового фрагменту. Запропоновано застосування структурного роздільного двократного резервування вузлів з різними ступенями ієрархії для типових фрагментів з метою одночасного зниження вимог до надійності вузлів відомчої цифрової телекомунікаційної мережі. Розроблена імовірнісна модель типового фрагменту відомчої цифрової телекомунікаційної мережі у вигляді блок-схем надійності для структур з багатократним резервуванням центральних, регіональних районних вузлів і каналів зв'язку. Отримані аналітичні вирази для дослідження впливу структури типового фрагменту відомчої цифрової телекомунікаційної мережі на його надійність шляхом статистичного математичного моделювання. Приводяться аналітичні й графічні матеріали статистичного математичного моделювання по дослідженню залежності ймовірності справного стану типового фрагмента відомчої телекомунікаційної мережі від структури типового фрагменту з резервуванням і надійності відповідних мережевих вузлів і каналів зв'язку. Рекомендована доцільність з метою підвищення імовірності справного стану типового фрагмента відомчої цифрової телекомунікаційної мережі на етапі проектування обирати структури з двократним резервуванням вузлів як мінімум на центральному рівні, як максимум на всіх рівнях, та розраховуючи на проміжні значення надійності при резервуванні вузлів центрального та регіонального рівня.

Посилання

1. Qadir, J., Hasan, O. (2015). Applying formal methods to networking: Theory, techniques, and applications, Communications Surveys & Tutorials, 17 (1), 256–291. doi: 10.1109/COMST.2014.2345792
2. Bistouni, F., Jahanshahi, M., (2015). Pars network: a multistage interconnec-tion network with fault-tolerance capability, Journal of Parallel and Distributed Computing, 75, 168–183. doi: 10.1016/j.jpdc.2014.08.005
3. Wäfler, J., Heegaard, P. E. (2013). A combined structural and dynamic modelling approach for dependability analysis in smart grid, in: ACM Symposium on Applied Computing, ACM, 660–665. doi: 10.1145/2480362.2480489
4. Bistouni, F., Jahanshahi, M., (2014). Analyzing the reliability of shuffleex-change networks using reliability block diagrams, Reliability Engineering & System Safety, 132, 97–106. doi: 10.1016/j.ress.2014.07.012
5. Lima, M. A. de QV, Maciel, P. R., Silva, B., Guimaraes, A. P., (2014). Per-formability evaluation of emergency call center, Performance Evaluation, 80, 27–42. doi: 10.1016/j.peva.2014.07.023
6. Ahmed, W., Hasan, O., U. Pervez, J. Qadir, (2016). Reliability Modeling and Analysis of Communication Networks, Journal of Network and Computer Applica-tions, 78, 191–215. doi: 10.1016/j.jnca.2016.11.008
7. Todinov, M., (2013). Flow Networks. Analysis and Optimization of Repaira-ble Flow Networks, Networks with Disturbed Flows, Static Flow Networks and Relia-bility Networks, Book, Oxford Brookes University, Oxford, UK, 320 p. URL: https://www.amazon.com/Flow-Networks-Optimization-Repairable-Reliability-ebook/dp/B00BBTIXUI
8. Sedaghatbaf, A., Abdollahi Azgomi, M. (2018) A method for dependability evaluation of software architectures. Computing, 100. 119–150. doi: 10.1007/s00607-017-0568-3
9. Maza, S., (2014). Stochastic activity networks for performance evaluation of fault-tolerant systems, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 228 (3), 243–253. doi: 10.1177/1748006X14525772
10. Borysova, L. V., Zakora, O. V., Feshchenko, A. B., (2020). Rozrobka im-ovirnisnoyi modeli elementarnoho frahmenta vidomchoyi informatsiyno-telekomunikatsiynoyi merezhi // Problems of Emergency Situations, 1(31), 34–43. doi: 10.5281/zenodo.3901945