Т.Э. Гельфман1, А.П. Пирхавка2

1,2 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва, Россия)
1 gelfman@mirea.ru, 2 pirkhavka@mirea.ru

Постановка проблемы. Расчет надежности радиоэлектронных систем (РЭС) - достаточно сложная задача, которая заключается в определении показателей надежности систем по известным показателям надежности элементов. При этом предъявляются высокие требования к показателям надежности сложных РЭС и имеет место влияние неблагоприятных факторов внешней среды. Сложные системы должны длительное время работать безотказно, обеспечивая эффективность, безопасность, готовность и другие показатели качества. В РЭС длительного срока действия (ретрансляторы спутниковых систем связи) при ограничении на массогабаритные параметры и потребляемую энергию часто применяется скользящее резервирование.

Цель. Определить оптимальный вариант построения системы по времени достижения максимального выигрыша в вероятности безотказной работы.

Результаты. Исследованы РЭС со скользящим резервированием. Для систем с ненагруженным и нагруженным резервом схем со скользящим резервированием получены зависимости от времени вероятности безотказной работы, разности и производной разности этих вероятностей. Определено, что ненагруженный резерв обеспечивает более надежную работу по сравнению с нагруженным резервом в точке максимума первой производной разности вероятностей безотказной работы и в интервале между точками перегиба этой функции. Используя более надежную схему с кратностью резервирования 2/3 можно расширить интервал преимущества ненагруженного резерва перед нагруженным в сторону бóльших времен эксплуатации РЭС, причем выигрыш увеличивается с 8 до 13%, что весьма существенно для сложных систем. 

Практическая значимость. Предложенная методика позволяет, используя модели оборудования сложных РЭС, например космические системы, системы связи, навигации и радиолокации, достаточно простыми методами получить важные результаты: выбрать способ резервирования, режим работы резерва, кратность резервирования, выполнить сравнение по надежности и эффективности разных вариантов построения РЭС.

Гельфман Т.Э., Пирхавка А.П. Оптимизация метода резервирования радиоэлектронных систем // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 5. С. 70–75. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202505-08

1. Гельфман Т.Э., Пирхавка А.П., Скрипачев В.О. Анализ эффективности методов обеспечения надежности ретранслятора спутника связи // Russian Technological Journal. 2023. 11(1):51–59. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2023-11-1-51-59
2. Севастьянов Н.Н. Управление надежностью космических аппаратов с длительными сроками эксплуатации // Космонавтика и ракетостроение. 2017. 96(3):133–148.
3. Saleh J.H., Hassan R., Torres-Padilla J.P., Hastings D.E., Newman D.J. Impact of subsystem reliability on satellite revenue generation and present value // Journal of Spacecraft and Rockets. 2005. 42(6):1122–1129.  https://doi.org/10.2514/1.13137
4. Гельфман Т.Э., Пирхавка А.П., Скрипачев В.О., Солдатов Е.В. Моделирование вероятности безотказной работы систем спутниковой связи // Научно-технический вестник Поволжья. 2023. 4:69–73.
5. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. СПб.: БХВ-Петербург. 2008. 704 с.
6. Гельфман Т.Э., Пирхавка А.П. Оценка эффективности скользящего резервирования радиоэлектронных средств // Russian Technological Journal. 2023. 11(5):45–53. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2023-11-5-45-53
7. Жаднов В.В. Расчетная оценка показателей долговечности электронных средств космических аппаратов и систем // Надежность и качество сложных систем. 2013. 2:65–73.
8. Kofanov Y.N., Lvov B.G., Meleh N.A., Sotnikova S.Y. Reliability of space infocommunications equipment. In: Proceedings of the 2018 International Conference «Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies». IEEE. 2018. 354–357.
9. Jung S., Choi J.P. End-to-end reliability of satellite communication network systems // IEEE Systems Journal. 2021. 15(1):791–801. DOI: 10.1109/jsyst.2020.2980760 https://scholar.dgist.ac.kr/handle/20.500.11750/12938 
10. Jung S., Choi J.P. Reliability of small satellite networks with software-defined radio and enhanced multiple access protocol // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2021. 57:1891–1902. DOI: 10.1109/TAES.2021.3050652 http://hdl.handle.net/20.500.11750/13477
11. Mehmet N., Selman D., Hasan H. E., Cenk S. Reliability and cost focused optimization approach for a communication satellite payload redundancy allocation problem // International Journal of Electrical, Electronic and Communication Sciences. 2018. 11.0(5). https://doi.org/10.5281/zenodo.1316576
12. Системы резервирования https://rc-tech.ru/products/backup-system / Дата обращения 16.08.2024.