一種空管系統(tǒng)中計(jì)算設(shè)備可靠性方法的應(yīng)用研究

王慧娟

【摘? 要】論文通過(guò)介紹Silver Light技術(shù)，描述了如何利用 Silver Light實(shí)現(xiàn)對(duì)空管設(shè)備框架圖形的靈活繪制。并在實(shí)現(xiàn)繪制圖形后，保存關(guān)系框圖中的節(jié)點(diǎn)信息和邊信息，通過(guò)遍歷圖形來(lái)找出串并聯(lián)關(guān)系，最后通過(guò)可靠性建模的公式計(jì)算出空管設(shè)備鏈的可靠性，進(jìn)而可以找出設(shè)備鏈中的薄弱點(diǎn)，并進(jìn)行糾正和預(yù)防，從而可以提高設(shè)備運(yùn)維部門(mén)的服務(wù)質(zhì)量和設(shè)備本身的可靠性。

【Abstract】By introducing the Silver Light technology， this paper describes how to use Silver Light to realize the flexible drawing of the air traffic control equipment frame. After the graph is drawn， the node information and the edge information in the relation block diagram are saved， the series-parallel relation is found by traversing the graph， and finally the reliability of the air traffic control equipment chain is calculated by the reliability modeling formula， then we can find out the weak points in the equipment chain， and correct and prevent them， so as to improve the service quality of the equipment operation department and the reliability of the equipment itself.

【關(guān)鍵詞】可靠性計(jì)算;Silver Light;拖放;空管系統(tǒng)

【Keywords】reliability calculation; Silver Light; drag and drop; air traffic control system

【中圖分類(lèi)號(hào)】V355? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2021）06-0110-02

1 引言

在空管系統(tǒng)中，設(shè)備運(yùn)維部門(mén)的工作就是保障空管設(shè)備安全，空管系統(tǒng)的設(shè)備都是服務(wù)于空中交通的正確指揮而建立的。管制員的指揮影響著航空安全，所以設(shè)備的可靠性成為影響管制員正常工作的一個(gè)重要因素。而現(xiàn)在的設(shè)備又是管制工作中不可或缺的一部分，所以在當(dāng)今數(shù)據(jù)至上的時(shí)代，如何利用設(shè)備巡視的歷史數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，計(jì)算設(shè)備鏈路中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠性就成為了尤為重要的問(wèn)題。

為了提高設(shè)備面向管制所提供的服務(wù)質(zhì)量，希望能夠提早預(yù)防故障和缺陷，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而能夠采取有效措施，提高設(shè)備的可靠性。基于現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)行管理信息化系統(tǒng)，增加管制服務(wù)可靠性分析功能，會(huì)面臨的一個(gè)問(wèn)題就是如何在B/S模式下，能夠靈活地進(jìn)行設(shè)備鏈路圖的繪制，這是進(jìn)行分析的第一步也是重要的一步，因?yàn)槟壳笆忻嫔系念?lèi)似計(jì)算工具都是客戶(hù)端形式的，很少應(yīng)用在瀏覽器服務(wù)器模式下。經(jīng)過(guò)調(diào)查和研究，Silver Light的拖拽功能可以實(shí)現(xiàn)控件的靈活拖放、變大變小的控制，能夠很好地實(shí)現(xiàn)圖形繪制需求，并可以對(duì)基于.net的Web開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。

2 Silver Light技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹

Microsoft Silver Light是一個(gè)跨瀏覽器的、跨平臺(tái)的插件，可以為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)下一代基于.net Frame Work的媒體體驗(yàn)和豐富的交互式應(yīng)用程序。Silver Light提供靈活的編程模型，并可以很方便地集成到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序中（asp.net、Ajax等）。所以在本次研究中用到了Silver Light的繪圖技術(shù)和控件的拖拽功能。在許多的Web設(shè)計(jì)場(chǎng)合中，繪圖功能是一直不可或缺的一個(gè)重要功能環(huán)節(jié)，如直線、圓形、正方形等;Silver Light對(duì)應(yīng)這部分的功能稱(chēng)為Shape，也就是繪圖。透過(guò)Shape類(lèi)別所衍生出的各種繪圖功能子類(lèi)別，可以應(yīng)付從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的繪圖需求。 Silver Light的對(duì)象拖動(dòng)，是基于繪圖的控件拖動(dòng)。一般有3種思路：基于Canvas絕對(duì)定位布局的拖動(dòng)、基于對(duì)象Margin值得拖動(dòng)、基于Translate Transform偏移量的拖動(dòng)。本次使用的對(duì)象拖動(dòng)是基于第一種Canvas的絕對(duì)定位布局的拖動(dòng)。

3 可靠性框圖的繪制及實(shí)現(xiàn)

可靠性框圖給大家展現(xiàn)的就是一張面向管制提供服務(wù)的鏈路圖，包括開(kāi)始節(jié)點(diǎn)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)。中間節(jié)點(diǎn)代表組成這張服務(wù)鏈路圖的一部分。外層的框圖是面向服務(wù)的，層層解析到最低層是一張面向設(shè)備的鏈路圖，圖形格式如圖1所示。

要實(shí)現(xiàn)這樣的圖形繪制，需要繪制開(kāi)始節(jié)點(diǎn)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)和內(nèi)容節(jié)點(diǎn)，所以需要做4個(gè)控件，分別是基礎(chǔ)控件、開(kāi)始控件、結(jié)束控件和標(biāo)簽控件。其中，開(kāi)始控件、結(jié)束控件和標(biāo)簽控件繼承基礎(chǔ)控件的所有屬性，標(biāo)簽控件的內(nèi)容可以由圖形設(shè)計(jì)者自己填寫(xiě)。另外還有箭頭控件，其中開(kāi)始節(jié)點(diǎn)不能作為箭頭的箭尾節(jié)點(diǎn)，結(jié)束節(jié)點(diǎn)不能作為箭頭控件的箭頭節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)在以基礎(chǔ)控件為例來(lái)說(shuō)明Silver的繪圖和拖拽功能的使用。

首先在前臺(tái)頁(yè)面拖一個(gè)文本框（Text Block）、圓形（Ellipse），Text Block需要設(shè)置顯示內(nèi)容、在畫(huà)布上的位置。Ellipse需要設(shè)置線的寬度、顏色、大小及畫(huà)布位置。

后臺(tái)代碼需要設(shè)置基礎(chǔ)控件的唯一識(shí)別碼

Activity Guid、設(shè)置基礎(chǔ)控件名稱(chēng)的方法、設(shè)置鼠標(biāo)的MouseEnter、MouseLeave、MouseMove、MouseLeftButtonDown、MourseLeftButtonUp方法，設(shè)置基礎(chǔ)控件的右鍵下拉菜單修改內(nèi)容和刪除操作，設(shè)置獲取箭頭、箭尾更新后的位置。開(kāi)始節(jié)點(diǎn)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)和標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)全都繼承基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)的屬性。

基礎(chǔ)控件的代碼編寫(xiě)完成后，需要在主運(yùn)行頁(yè)面設(shè)置控件隨鼠標(biāo)點(diǎn)擊、拖放動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控件的拖拽功能。

可靠性框圖的繪制功能，除了設(shè)計(jì)之外，還需要導(dǎo)入、導(dǎo)出圖形和邊的關(guān)系、計(jì)算整個(gè)框圖的可靠性的功能，繪制的圖形可以導(dǎo)出為XML格式的文件，內(nèi)容為每個(gè)節(jié)點(diǎn)在畫(huà)布中的位置信息、坐標(biāo)信息、唯一標(biāo)識(shí)碼、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度、節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)、節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間邊的關(guān)系等，也可以以文本的方式保存在數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 可靠性框圖的計(jì)算

可靠性框圖繪制完之后，就需要就整個(gè)圖的可靠性進(jìn)行分析。要想計(jì)算整個(gè)圖的可靠性，需要先計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠性。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠性計(jì)算涉及圖的類(lèi)型，假如這是一張最底層的設(shè)備圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)設(shè)備。

單個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度函數(shù)可表示為R=e-λt（其中的λ表示失效率，λ=1/平均無(wú)故障時(shí)間，t為運(yùn)行時(shí)間）。

由上述公式可知，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度與設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的故障信息相關(guān)，這些數(shù)據(jù)在設(shè)備運(yùn)維部門(mén)都有了很長(zhǎng)時(shí)間的積累，實(shí)際計(jì)算時(shí)可以根據(jù)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠度。

分析各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)系時(shí)，根據(jù)實(shí)際的設(shè)備間關(guān)系可以分為單串聯(lián)、單并聯(lián)和混合連接，這里暫時(shí)只考慮節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)串聯(lián)、節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)并聯(lián)等，其他混合型的關(guān)系可以把串聯(lián)或并聯(lián)后的節(jié)點(diǎn)看作整個(gè)節(jié)點(diǎn)，再梳理串并聯(lián)的關(guān)系，這樣就能計(jì)算出最終的結(jié)果。根據(jù)串并聯(lián)的相應(yīng)公式如：

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中我們先用一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖來(lái)做一個(gè)原型測(cè)試，圖中有5個(gè)節(jié)點(diǎn)，開(kāi)始節(jié)點(diǎn)、測(cè)試節(jié)點(diǎn)1、測(cè)試節(jié)點(diǎn)2、測(cè)試節(jié)點(diǎn)3、結(jié)束節(jié)點(diǎn)。其中，測(cè)試節(jié)點(diǎn)1和測(cè)試節(jié)點(diǎn)2并聯(lián)后，再和開(kāi)始節(jié)點(diǎn)、測(cè)試節(jié)點(diǎn)3串聯(lián)，最后和結(jié)束節(jié)點(diǎn)串聯(lián)。計(jì)算時(shí)需要計(jì)算并聯(lián)2個(gè)節(jié)點(diǎn)的總可靠度，然后用這個(gè)總可靠度和其他3個(gè)節(jié)點(diǎn)利用串聯(lián)計(jì)算公式計(jì)算出整張圖的可靠度。前提假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠性已算出依次分別為r0、r1、r2、r3、re，那么這張圖總的計(jì)算公式為：

R=r0×（1-（1-r1）（1-r2））×r3×re? （其中每個(gè)r為各自的e-λt）

利用該公式計(jì)算出的整個(gè)框圖及各串并聯(lián)節(jié)點(diǎn)的可靠性，在原型示例中，通過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的值可以找出可靠度小的薄弱節(jié)點(diǎn)，并針對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障分析，減少故障率，提高系統(tǒng)的可靠性（見(jiàn)圖2）。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)Silver Light技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)框架圖形的靈活繪制，當(dāng)然如果是流程圖還可以編寫(xiě)相應(yīng)的控件來(lái)實(shí)現(xiàn)判斷節(jié)點(diǎn)等。在實(shí)現(xiàn)繪制圖形后，為便于計(jì)算，需要保存節(jié)點(diǎn)和邊的信息，存儲(chǔ)的形式要便于分析節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。本文的示例中是通過(guò)圖形遍歷來(lái)找出節(jié)點(diǎn)的串并聯(lián)關(guān)系，通過(guò)得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的可靠性，最后通過(guò)可靠性建模的公式計(jì)算出每條鏈路的可靠性，通過(guò)觀察找出可靠性框圖中的薄弱點(diǎn)。但是本文的實(shí)驗(yàn)原型僅僅是在最底層的簡(jiǎn)單模型上實(shí)現(xiàn)的，還需要進(jìn)一步在復(fù)雜的圖形條件下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，包括對(duì)計(jì)算的準(zhǔn)確率、計(jì)算的資源消耗以及程序的編碼實(shí)現(xiàn)。下一步工作就是根據(jù)實(shí)際情況，繪制出設(shè)備的邏輯框圖，統(tǒng)計(jì)底層設(shè)備的失效率以及工作時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)底層設(shè)備節(jié)點(diǎn)的可靠度，并通過(guò)程序編碼實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的管理和計(jì)算，對(duì)計(jì)算出來(lái)的設(shè)備框圖的可靠性同實(shí)際工作情況進(jìn)行對(duì)比和分析，進(jìn)而驗(yàn)證方法的可行性。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】可靠性測(cè)試的基礎(chǔ)知識(shí)——可靠性的計(jì)算方法[EB/OL].https：//www.cnblogs.com/leslie12956/p/11517936.html.