JP2006324959A - Apparatus, method and program for calculating failure frequency of communication network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信網の信頼性を評価する技術に係り、特に、通信網において、複数のノード間の通信が途絶する単位時間当たりの平均回数である「故障頻度」を効率的に求めるのに好適な技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for evaluating the reliability of a communication network, and in particular, to efficiently obtain a “failure frequency” that is an average number of times per unit time at which communication between a plurality of nodes is interrupted in a communication network. It relates to a suitable technique.
通信網の信頼性とは、通信が安定して行われる度合い、または性質を表す。通信網は点(ノード)と線(リンク)で表され、点(ノード)は通信装置(交換機、多重化装置等)、線(リンク)は回線装置を表す。 The reliability of the communication network represents the degree or nature of the stable communication. The communication network is represented by points (nodes) and lines (links), points (nodes) represent communication devices (switches, multiplexers, etc.), and lines (links) represent line devices.
通信網の信頼性は、特定の指定されたK個(2≦K≦通信網を構成する全ノード数)のノード(以下「Kノード」と呼び、特に重要な大型交換機等に対応する)に着目し、Kノード間が互いに通信可能である確率(稼働率)あるいは、Kノード間が通信不可能となる故障の単位時間当たりの平均発生回数(故障頻度)で評価される。 The reliability of the communication network is specified by K nodes (2 ≦ K ≦ the total number of nodes constituting the communication network) (hereinafter referred to as “K node”, which corresponds to a particularly important large-scale exchange, etc.). Attention is paid to the evaluation (probability) that the K nodes can communicate with each other (operating rate), or the average number of occurrences per unit time (failure frequency) that the K nodes cannot communicate with each other.
稼働率は「0〜1」の範囲の値をとる確率として表される。故障頻度は、例えば、年に何回という尺度で表される。稼働率も故障頻度も共に重要な信頼性評価尺度として用いられている。 The operating rate is expressed as a probability that takes a value in the range of “0 to 1”. The failure frequency is expressed, for example, on a scale of how many times a year. Both availability and failure frequency are used as important reliability evaluation measures.
ここで、ノードは故障しないと仮定する。この前提の下で、各リンクの正常確率(故障していない確率)と故障率(修理されてから故障するまでの平均時間の逆数)から、稼働率、および、故障頻度を計算する従来技術にはいくつかあるが、広範囲に使用されている効率的な技術として、例えば非特許文献1に記載の縮退法がある。 Here, it is assumed that the node does not fail. Based on this assumption, the conventional technology for calculating the operation rate and failure frequency from the normality probability (probability of not having failed) and failure rate (reciprocal of the average time from repair to failure) of each link. As an efficient technique that is widely used, there is a degeneration method described in Non-Patent Document 1, for example.
尚、この非特許文献1においては、縮退法を稼働率計算に利用する具体的方法は示されているが、「故障頻度」の計算については記載されていない。 In Non-Patent Document 1, a specific method using the degeneration method for operating rate calculation is shown, but calculation of “fault frequency” is not described.
縮退法を「故障頻度」の計算に利用することに関しては、例えば非特許文献5において、理論的にその適用可能性が暗示されているに過ぎない。
Regarding the use of the degeneracy method for the calculation of “fault frequency”, for example, Non-Patent
以下、稼働率の計算を対象として、縮退法について、図1〜図10を用いて説明する。 Hereinafter, the degeneration method will be described with reference to FIGS.
図1に示す通信網構成で、二つのKノード(以下、図中の「黒丸」はKノードを表し、「白丸」はKノードではないノード、「二重丸」はどちらのノードであるかを指定する必要がない場合のノードを表す)を設定したときを例として、稼働率を計算する縮退法を説明する。 In the communication network configuration shown in FIG. 1, two K nodes (hereinafter, “black circle” in the figure represents a K node, “white circle” represents a node that is not a K node, and “double circle” represents which node. The degeneration method for calculating the operation rate will be described by taking as an example the case where the node is set).
説明のため、リンクには図中のような番号(1〜3)を与える。各リンクは、以下、この番号(1〜3)で識別される。また、各リンクiの正常確率をそれぞれAiとする。 For the sake of explanation, the links are given numbers (1-3) as shown in the figure. Each link is identified below by this number (1-3). Further, the normal probability of each link i is Ai.
リンク1とリンク2は、いずれかが故障しても、他方が正常であれば、Kノード間の通信の確保に支障は無い。すなわち、リンク1,2の何れかが正常であれば、通信は確保できる。尚、このような関係を並列と呼ぶ。
Even if one of the
この場合、リンク1,2という二つのリンクは、リンク1,2の何れかが正常である確率を、リンクが正常である確率として与えられた一つのリンクに置き換えても稼働率は計算上等価である。すなわち、図2に示すように、リンク1,2をリンク4に置き換えて表すことができる。
In this case, for the two
ここでリンク4が正常である確率「A4」は、リンク1が正常である確率を「A1」、リンク2が正常である確率を「A2」とすると、「A4=(A1+A2)−(A1×A2)」の式で求めることができる。
Here, the probability “A4” that the link 4 is normal is “A4” where the probability that the link 1 is normal is “A1”, and the probability that the
このようにKノード間の稼働率を変えずに、通信網をより簡単な構成に置き換えることを「縮退」と呼び、特に図2に示すように、並列構成のリンクを1リンクに置き換える操作を「並列の縮退」と呼ぶ。 Replacing the communication network with a simpler configuration without changing the operating rate between the K nodes in this way is called “degeneration”. In particular, as shown in FIG. 2, the operation of replacing the parallel link with one link is performed. This is called “parallel degeneration”.
図2の縮退で得られた通信網はリンク3とリンク4から構成されるが、これらの二つのリンクは、両方が正常であって初めてKノード間の通信が確保できる。このような関係を「直列の関係」と呼ぶ。
The communication network obtained by the degeneration in FIG. 2 is composed of the
さらに、リンク3とリンク4は、リンク3とリンク4の両方が正常である確率を、改めて、リンクの正常確率として与えられたリンクに置き換えても、Kノード間信頼度の計算上は等価である。すなわち、図3に示すように、リンク3,4をリンク5に置き換えて表すことができる。
Furthermore, even if the probability that both the
このリンク5が正常である確率「A5」は、リンク3が正常である確率を「A3」、リンク4が正常である確率を「A4」とすると、「A5=A3×A4」の式で求めることができる。このような図3に示す縮退を「直列の縮退」と呼ぶ。
The probability “A5” that the
結局、図1における通信網は、図3における等価な1リンクに置き換えることができる。この場合、稼働率は、Kノードが通信できる確率であるから、「A5」となる。すなわち、図3における直列の縮退の変換式より、「稼働率=A5=A3×A4」となる。 Eventually, the communication network in FIG. 1 can be replaced with one equivalent link in FIG. In this case, the operation rate is “A5” because it is the probability that the K node can communicate. That is, “operating rate = A5 = A3 × A4” is obtained from the serial degeneracy conversion formula in FIG.
ところが、図2における並列の縮退の変換式において、「A4=(A1+A2)−(A1×A2)」であるから、結局、図1における通信網の稼働率は、「稼働率=A5=A3×A4=A3×{(A1+A2)−(A1×A2)}」の式で求められる。 However, since “A4 = (A1 + A2) − (A1 × A2)” in the parallel degeneracy conversion formula in FIG. 2, the operation rate of the communication network in FIG. 1 is eventually “operation rate = A5 = A3 ×”. A4 = A3 × {(A1 + A2) − (A1 × A2)} ”.
このように、通信網が、直列と並列で構成されていれば、縮退を用いて、その稼働率を求めることができる。 In this way, if the communication network is configured in series and in parallel, the operation rate can be obtained using degeneration.
しかし、この技術は計算法として十分ではない。すなわち、図3で示す「直列の縮退」の場合、直列構成の2つのリンクを結合している中間のノードをKノードではない(白丸)と暗に想定しているのである。 However, this technique is not sufficient as a calculation method. In other words, in the case of “serial degeneration” shown in FIG. 3, it is implicitly assumed that an intermediate node connecting two links in a serial configuration is not a K node (white circle).
もし、この中間のノードがKノードである場合、例えば、図4の場合には、「直列の縮退」は利用できない。以下、図4に示す構成の通信網に「直列の縮退」を用いることができないことを説明する。 If this intermediate node is a K node, for example, in the case of FIG. 4, “serial degeneration” cannot be used. Hereinafter, it will be described that “serial degeneration” cannot be used in the communication network having the configuration shown in FIG.
仮に、図4に示す構成の通信網に「直列の縮退」が適用可能だとする。まず、リンク41,42に「直列の縮退」を適用すると、これにより得られたリンクと、リンク43が並列になっていることを利用すれば、「稼働率=(A1×A2)+A3−(A1×A2×A3)」で求められ、次に、リンク42,43に「直列の縮退」を適用すると、これにより得られたリンクがリンク1と並列であることを利用すれば、「稼働率=(A2×A3)+A1−(A2×A3×A1)」となる。
Assume that “serial degeneration” is applicable to the communication network having the configuration shown in FIG. First, when “serial degeneration” is applied to the
これらの式は、恒等的には等しくない。このように、同じ通信網を対象としているにもかかわらず、稼働率の計算結果が異なることは有り得ないのでこれは矛盾である。この矛盾は、図4に示す構成の通信網に対しては「直列の縮退」が適用できないにも関わらず適用してしまったことによって引き起こされたものである。 These equations are not equal. In this way, although the same communication network is targeted, the calculation result of the operation rate cannot be different, so this is contradictory. This contradiction is caused by the fact that “serial degeneration” cannot be applied to the communication network having the configuration shown in FIG.
このような事態が発生するのは、図4の場合、「直列の縮退」によって、Kノードの1つが消滅してしまうことが、問題の性格を変えてしまうからである。 This situation occurs because, in the case of FIG. 4, the disappearance of one of the K nodes due to “serial degeneration” changes the nature of the problem.
非特許文献1においては、リンクが直列構造であっても、その中間のノードがKノードである場合には、直列の縮退とは呼ばず、図4の例の場合、中間のノードが接続しているリンクの数(以下「次数」と呼ぶ)が「2」であることから次数2縮退と呼んだ上で、一般に、稼働率を変化させずに、次数2縮退を適用することは不可能であると記載されている。
In Non-Patent Document 1, even if the link has a serial structure, if the intermediate node is a K node, this is not called serial degeneration. In the example of FIG. 4, the intermediate node is connected. Since the number of links (hereinafter referred to as “order”) is “2”, it is generally impossible to apply
しかし、同非特許文献1では、その対策として、補正係数Ωを用いることで、この問題を解決できることが記載されている。すなわち、もし、稼働率が次数2縮退によって変化したとしても、ある値Ωを、次数2縮退を適用した通信網に積算すれば、次数2縮退を適用する前の通信網の稼働率を求めることができる。
However, the non-patent document 1 describes that this problem can be solved by using a correction coefficient Ω as a countermeasure. That is, even if the operating rate changes due to
例えば、次数2のノードがKノードで、さらに、この次数2のノード(Kノード)に接続する2つのノードもまたKノードである場合(以下「タイプ1」と呼ぶ)、縮退を、以下の手順で行う。
For example, when a node of
タイプ1の次数2縮退:
手順1:次数2の縮退を、図5に示すように実行する。
手順2:縮退したリンク51'の正常確率(「A51'」)を「A51'=(A51×A52)/{(A51+A52)−(A51×A52)}」で計算する。尚、「A51」は、リンク51の正常確率であり、「A52」は、リンク52の正常確率である。
手順3:「Ω=(A51+A52)−(A51×A52)」とする。
手順4:次数2縮退前の稼働率は、次数2縮退後の通信網稼働率にΩを積算することで得られる。
Type 1
Procedure 1: Degeneration of
Procedure 2: The normal probability (“A51 ′”) of the
Procedure 3: “Ω = (A51 + A52) − (A51 × A52)”.
Procedure 4: The operation rate before the
例えば、図4における通信網に次数2縮退を適用すると、図6に示すようになる。この場合、まず、縮退後の通信網の稼働率は、並列構成であるから、リンク61'の正常確率を「A61'」、リンク63の正常確率を「A63」とすると、「(A61'+A63)−(A61'×A63)」で求められる。
For example, when
さらに、次数2縮退の手順により、「A61'=(A61×A62)/{(A61+A62)−(A61×A62)}」として求められる。補正係数Ωは、「Ω=(A61+A62)−(A61×A62)」である。
Further, it is obtained as “A61 ′ = (A61 × A62) / {(A61 + A62) − (A61 × A62)}” by the
整理すると、次数2縮退前の稼働率は以下の式で求めることができる。
In summary, the operation rate before the
稼働率=Ω×{(A61’+A63)−(A61’×A63)}
={(A61+A62)−(A61×A62)}×[(A61×A62)/{(A61+A62)−(A61×A62)}+A63]−[(A61×A62)/{(A61+A62−A61×A62)}×A63]
=A61×A62+A63(A61+A62−A61×A62)−A61×A62×A63
=A61×A62+A62×A63+A63×A61−2×A61×A62×A63
Occupancy rate = Ω × {(A61 ′ + A63) − (A61 ′ × A63)}
= {(A61 + A62)-(A61 * A62)} * [(A61 * A62) / {(A61 + A62)-(A61 * A62)} + A63]-[(A61 * A62) / {(A61 + A62-A61 * A62)} × A63]
= A61 * A62 + A63 (A61 + A62-A61 * A62) -A61 * A62 * A63
= A61 * A62 + A62 * A63 + A63 * A61-2 * A61 * A62 * A63
非特許文献1では、次数2縮退の適用可能なタイプを、図7に示す8通り(タイプ1〜8)に整理し、その各々の場合の縮退後のリンクの正常確率を与える式(以下「縮退式」と呼ぶ)と、補正係数Ωを与える式(以下「補正係数式」と呼ぶ)を下記のように与えている。
In Non-Patent Document 1, the applicable types of
タイプ1の縮退式と補正係数式については、以下のとおりである。
A71’=A71×A72/(A71+A72−A71×A72),
Ω=A71+A72−A71×A72
The type 1 degeneracy equation and correction coefficient equation are as follows.
A71 ′ = A71 × A72 / (A71 + A72−A71 × A72),
Ω = A71 + A72−A71 × A72
タイプ2〜4の縮退式と補正係数式については以下のとおりである
A71’=δ/(α+δ),
A72’=δ/(β+δ),
Ω=(α+δ)×(β+δ)/δ
The degeneration formulas and correction coefficient formulas of
A72 ′ = δ / (β + δ),
Ω = (α + δ) × (β + δ) / δ
これらの式に登場するパラメータは、タイプ2とタイプ3については、以下のとおりである。
The parameters appearing in these equations are as follows for
α=(1−A71)×A72×(1−A73),
β=A71×(1−A72)×(1−A73),
δ=A71×A72×A73×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73}
α = (1-A71) × A72 × (1-A73),
β = A71 × (1-A72) × (1-A73),
δ = A71 × A72 × A73 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73}
タイプ4の縮退式と補正係数式については以下のとおりである。 The type 4 degeneracy equation and correction coefficient equation are as follows.
α=A71×(1−A72)×(1−A73)×A74+(1−A71)×A72×A73×(1−A74)+(1−A71)×A72×(1−A73)×A74,
β=A71×(1−A72)×A73×(1−A74),
δ=A71×A72×A73×A74×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73+(1−A74)/A74}
α = A71 × (1-A72) × (1-A73) × A74 + (1-A71) × A72 × A73 × (1-A74) + (1-A71) × A72 × (1-A73) × A74,
β = A71 × (1-A72) × A73 × (1-A74),
δ = A71 × A72 × A73 × A74 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73 + (1-A74) / A74}
タイプ5〜8(ただし、タイプ6において、Kノードの数が2のときを除く)の縮退式と補正係数式については以下のとおりである。
Degeneration formulas and correction coefficient formulas of
A71’=γ/(α+γ),
A72’=γ/(β+γ),
A73’=γ/(δ+γ),
Ω={(α+γ)×(β+γ)×(δ+γ)}/γ2
A71 ′ = γ / (α + γ),
A72 ′ = γ / (β + γ),
A73 ′ = γ / (δ + γ),
Ω = {(α + γ) × (β + γ) × (δ + γ)} / γ 2
これらの式に登場するパラメータは、タイプ5については以下のように与えられる。
The parameters appearing in these equations are given for
α=(1−A71)×A72×(1−A73)×A74,
β=A71×(1−A72)×(1−A73)×A74+(1−A71)×A72×A73×(1−A74),
δ=A71×(1−A72)×A73×(1−A74),
γ=A71×A72×A73×A74×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73+(1−A74)/A74}
α = (1-A71) × A72 × (1-A73) × A74,
β = A71 × (1-A72) × (1-A73) × A74 + (1-A71) × A72 × A73 × (1-A74),
δ = A71 × (1-A72) × A73 × (1-A74),
γ = A71 × A72 × A73 × A74 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73 + (1-A74) / A74}
タイプ6については以下のように与えられる。 Type 6 is given as follows.
α=(1−A71)×A72×A73×(1−A74),
β=A71×(1−A72)×A73×(1−A74),
δ=A71×A72×(1−A73)×(1−A74),
γ=A71×A72×A73×A74×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73+(1−A74)/A74}
α = (1-A71) × A72 × A73 × (1-A74),
β = A71 × (1-A72) × A73 × (1-A74),
δ = A71 × A72 × (1-A73) × (1-A74),
γ = A71 × A72 × A73 × A74 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73 + (1-A74) / A74}
タイプ7については、以下のように与えられる。 For type 7, it is given as:
α=(1−A71)×A72×A73×(1−A74)×A75,
β=A71×(1−A72)×A73×{A74×(1−A74)+(1−A74)×A75}+A72×{(1−A71)×A73×A74×(1−A75)+A71×(1−A73)×(1−A74)×A75},
δ=A71×A72×(1−A73)×A74×(1−A75),
γ=A71×A72×A73×A74×A75×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73+(1−A74)/A74+(1−A75)/A75}
α = (1-A71) × A72 × A73 × (1-A74) × A75,
β = A71 × (1-A72) × A73 × {A74 × (1-A74) + (1-A74) × A75} + A72 × {(1-A71) × A73 × A74 × (1-A75) + A71 × ( 1-A73) × (1-A74) × A75},
δ = A71 × A72 × (1-A73) × A74 × (1-A75),
γ = A71 × A72 × A73 × A74 × A75 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73 + (1-A74) / A74 + (1-A75) / A75}
タイプ8については以下のように与えられる For type 8, it is given as
α=(1−A71)×A72×A73×(1−A74)×A75,
β=A71×(1−A72)×A73×{(1−A74)×A75×A76+A74×(1−A75)×A76+A74×A75×(1−A76)}+A71×A72×(1−A73)×A76×{A74×(1−A75)+(1−A74)×A75}+(1−A71)×A72×A73×A74×{(1−A75)×A76+A75×(1−A76)},
δ=A71×A72×(1−A73)×A74×A75×(1−A76),
γ=A71×A72×A73×A74×A75×A76×{1+(1−A71)/A71+(1−A72)/A72+(1−A73)/A73+(1−A74)/A74+(1−A75)/A75+(1−A76)/A76}
α = (1-A71) × A72 × A73 × (1-A74) × A75,
β = A71 × (1-A72) × A73 × {(1-A74) × A75 × A76 + A74 × (1-A75) × A76 + A74 × A75 × (1-A76)} + A71 × A72 × (1-A73) × A76 × {A74 × (1-A75) + (1-A74) × A75} + (1-A71) × A72 × A73 × A74 × {(1-A75) × A76 + A75 × (1-A76)},
δ = A71 × A72 × (1-A73) × A74 × A75 × (1-A76),
γ = A71 × A72 × A73 × A74 × A75 × A76 × {1+ (1-A71) / A71 + (1-A72) / A72 + (1-A73) / A73 + (1-A74) / A74 + (1-A75) / A75 + (1-A76) / A76}
タイプ6でKノードの数が2のときの縮退式と補正係数式については、以下のとおりである。 The degeneracy formula and correction coefficient formula when the number of K nodes is 2 in type 6 are as follows.
A71’={A72+A71×(1−A72)×A73×A74}/Ω,
Ω=A72+A71×(1−A72)×A73
A71 ′ = {A72 + A71 × (1−A72) × A73 × A74} / Ω,
Ω = A72 + A71 × (1-A72) × A73
また、非特許文献2では、さらに、図8に示すように、次数1のノード(あるノードがd個のリンクに接続している時、dをそのノードの次数と呼ぶ)を縮退する(以下、「次数1縮退」(Degree−1 reduction)と呼ぶ)技術について記載されている。これは、他の縮退を実行する前に行われる。
Further, in
次数1のノードがKノードでなければ、そのノードと接続するリンクを除去しても、稼働率は変化しない。次数1のノードがKノードであれば、除去後の通信網の稼働率に、「Ω=Aj」からなる補正係数Ωを積算する。ここで、「j」は次数1のノードに接続するリンク番号とする。 If the node of degree 1 is not a K node, the availability factor does not change even if the link connected to that node is removed. If the node of degree 1 is a K node, a correction coefficient Ω composed of “Ω = Aj” is added to the operation rate of the communication network after the removal. Here, “j” is a link number connected to a node of degree 1.
尚、図1の縮退では、本来は「次数1縮退」によってリンク3を除去することができることは容易にわかる。にも関わらず、図1の縮退の説明では、「次数1縮退」を用いず、「並列の縮退」の例をまず示したのは、縮退の導入説明を分かりやすくするためである。実際の計算では、最も単純な縮退である「次数1の縮退」をまず行うことになる。以下、このような順序で縮退を行うものとする。
In the degeneration of FIG. 1, it can be easily understood that the
これらの縮退(並列、直列、次数2縮退、次数1縮退)によって、通信網の形状が直列構造と並列構造と次数1の構造から成り立っている場合には、その稼働率を求めることができる。しかし、そうでない場合、例えば図9に示す通信網の構成の場合には、上述の縮退のみでは、稼働率を求めることは簡単ではない。
When the communication network has a serial structure, a parallel structure, and an order 1 structure due to these degenerations (parallel, serial,
このような場合に、例えば、非特許文献3や特許文献1に記載のように、デルタ−スター変換と呼ばれる技術が用いられる。
In such a case, for example, as described in
この技術は、例えば図10に示すように、三角形状の構造を、スター型の構造に置き換える縮退技術である。厳密には、デルタ−スター変換は、稼働率を正確に保存できない。しかも、ある補正係数を与えることで、正確に、変換前の稼働率を、変換後の稼働率から求めることもできない。しかし、近似法として有効である。 For example, as shown in FIG. 10, this technique is a degenerate technique in which a triangular structure is replaced with a star-shaped structure. Strictly speaking, the delta-star conversion cannot accurately store the availability. In addition, by giving a certain correction coefficient, the operating rate before conversion cannot be accurately obtained from the operating rate after conversion. However, it is effective as an approximation method.
このデルタ−スター変換による変換後の各リンク101’〜103’の正常確率(A101’〜103’)は以下の式で与えられる。 The normal probabilities (A101 'to 103') of the links 101 'to 103' after conversion by the delta-star conversion are given by the following equations.
A101’=(W1×W2×W3)1/2/W1,
A102’=(W1×W2×W3)1/2/W2,
A103’=(W1×W2×W3)1/2/W3
A101 ′ = (W1 × W2 × W3) 1/2 / W1,
A102 ′ = (W1 × W2 × W3) 1/2 / W2,
A103 ′ = (W1 × W2 × W3) 1/2 / W3
ここで、W1,W2,W3は、以下の式で定義される。 Here, W1, W2, and W3 are defined by the following equations.
W1=A101+A102×A103−A101×A102×A103,
W2=A102+A103×A101−A101×A102×A103,
W3=A103+A101×A102−A101×A102×A103
W1 = A101 + A102 × A103−A101 × A102 × A103,
W2 = A102 + A103 × A101−A101 × A102 × A103,
W3 = A103 + A101 × A102−A101 × A102 × A103
以上説明した縮退法を利用しても通信網を1リンクに変形できない場合には、分解法と呼ばれる技術が用いられる。この技術は、通信網を一定の方法で二つの通信網に分解し(分解後の通信網は少しサイズが小さくなっている)、分解後の通信網の稼働率から一定の式によって、分解前の通信網の稼働率を計算する技術である。分解後の通信網の稼働率は、縮退によって求める。縮退によって求められなければ、さらに、分解と縮退を繰り返せばよい。 If the communication network cannot be transformed into one link using the degeneration method described above, a technique called a decomposition method is used. This technology disassembles the communication network into two communication networks in a certain way (the disassembled communication network is a little smaller in size), and calculates the pre-disassembly according to a certain formula from the operation rate of the disassembled communication network. This is a technique for calculating the operation rate of a communication network. The operation rate of the communication network after disassembly is obtained by degeneration. If it is not obtained by degeneration, further decomposition and degeneration may be repeated.
この技術の効率は、共に利用される縮退法の効率に入きく左右される。従って、縮退法は、効率的な通信網稼働率の計算技術の基礎となっている。尚、分解法の詳細については非特許文献4に詳しく述べられているので、ここでの説明は省略する。 The efficiency of this technique depends on the efficiency of the degeneration method used together. Therefore, the degeneration method is the basis of an efficient communication network operation rate calculation technique. Since details of the decomposition method are described in detail in Non-Patent Document 4, description thereof is omitted here.
以上のように、これらの従来の技術では、縮退法によって通信網における稼働率を計算することができる。しかし、これらの従来技術では、故障頻度の評価に用いる具体的な技術は開示されていない。 As described above, in these conventional techniques, the operation rate in the communication network can be calculated by the degeneration method. However, these conventional techniques do not disclose specific techniques used for evaluating the failure frequency.
通信網における故障頻度は、リンクの正常確率だけでは求めることはできず、リンクの正常確率と、リンクの故障率(故障から回復して再び故障するまでの平均時間の逆数)との2つのパラータが必要であり、このような2つのパラメータを扱うため、縮退の実行が複雑であり、例えば非特許文献5において、理論的な可能性は暗示されていたものの、現実的な手順は、未解決であった。
The failure frequency in the communication network cannot be obtained only by the normal probability of the link, but two parameters, the normal probability of the link and the link failure rate (reciprocal of the average time from recovery from failure to failure again). Is necessary, and the execution of the degeneration is complicated. For example, in
解決しようとする問題点は、従来の技術では、縮退法によって通信網における稼働率を計算することができるだけであり、故障頻度の評価に用いる具体的な技術は開示されていない点である。 The problem to be solved is that the conventional technique can only calculate the operation rate in the communication network by the degeneration method, and does not disclose a specific technique used for evaluating the failure frequency.
すなわち、通信網における故障頻度は、リンクの正常確率だけでは求めることはできず、リンクの正常確率と、リンクの故障率(故障から回復して再び故障するまでの平均時間の逆数)との2つのパラータが必要であり、このような2つのパラメータを扱うため、縮退の実行が複雑であり、例えば非特許文献5において、理論的な可能性は暗示されていたものの、現実的な手順は、未解決であった。
In other words, the failure frequency in the communication network cannot be obtained only by the normal probability of the link, but is a normality probability of the link and a link failure rate (reciprocal of the average time from recovery from failure to failure again). Since two parameters are required and the two parameters are handled, the execution of degeneration is complicated. For example, in
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、故障頻度を効率的に計算することを可能とすることである。 The object of the present invention is to solve these problems of the prior art and to efficiently calculate the failure frequency.
上記目的を達成するため、本発明は、通信網の網構成がノード(点)とリンク(線)で構成され、各リンクが正常である正常確率と故障率が与えられている時、特定のK個(2≦K≦網を構成する全ノード数)のノード間の通信が途絶する単位時間あたり平均回数(以下故障頻度と呼ぶ。一方、K個のノード間の通信が確保できる確率を稼働率と呼ぶ)を導出するために、通信網の形状を表すデータと各リンクの信頼性データを、通信網データとして物理媒体に入力、記憶した上で、通信網の部分構造を表すデータをより簡単にする操作(縮退)を実行し、操作後に得られた、より簡易化された通信網データから、簡易化される前の通信網データに関わる故障頻度を算出し、さらに縮退を繰り返すことで、最終的に得られた通信網データから、そもそも入力された通信網データに関わる故障頻度を算出する。その際、縮退後の通信網データと補正係数を、縮退前の通信網の通信網データから、リンクの正常確率、0、リンクの故障頻度、リンクの正常確率からなる行列形式を用いて計算手続きを実行する。また、リンクの並列構造、および、各ノードに隣接するリンクの数(以下次数と呼ぶ)に着目した上で、次数1の場合、次数2の場合、さらに次数2の場合において、直列、3角形、4角形、5角形に対応する構造を判別、分類し、分類された構造の各々について決定される演算手続きを実行する。また、次数1のノードを判別し、そのノードとそのノードに隣接するリンクを削除する縮退を実現したとき、縮退前の故障頻度を縮退後の通信網データから算出するための行列形式の補正係数を算出する。また、並列構造を判別し、並列構造の2つのリンクを一つのリンクに置き換える縮退を実現したとき、置き換え後のリンクの信頼性データを行列形式で決定する。また、次数2のノードを判別し、そのノードに接続するノードの次数、さらにそのノードに接続するノードの次数を探索し、かつ、探索されたノードの接続関係を確認することで、直列、3角形、4角形、5角形に対応する部分構造を判別した上で、直列、3角形、4角形、5角形に対応する部分構造をより簡単な構造に置き換える縮退を実現したとき、縮退後のリンクの信頼性データを行列形式で決定し、補正係数を行列形式で決定する。また、縮退に対応する通信網データの書き換えを繰り返し適用することで、通信網データを最終的に1リンク化した状態を示す通信網データを獲得し、その通信網データから読み敢れる当該リンクの故障頻度と正常確率から縮退前の通信網の故障頻度を求めることで通信網の故障頻度を導出する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a specific configuration when a network configuration of a communication network includes nodes (points) and links (lines), and each link has a normal probability and a failure rate. Average number of times per unit time that communication between K nodes (2 ≦ K ≦ number of all nodes constituting the network) is interrupted (hereinafter referred to as failure frequency. On the other hand, the probability that communication between K nodes can be ensured is activated. In order to derive the communication network data and the reliability data of each link are input and stored in the physical medium as communication network data, the data representing the partial structure of the communication network is obtained. By executing a simple operation (degeneration), calculating the failure frequency related to the communication network data before simplification from the simplified network data obtained after the operation, and further repeating the reduction From the network data finally obtained Begin to calculate the fault frequency related to the inputted network data. At this time, the decrement communication network data and the correction coefficient are calculated from the communication network data of the degeneration network using a matrix form including link normal probability, 0, link failure frequency, and link normal probability. Execute. Further, focusing on the parallel structure of links and the number of links adjacent to each node (hereinafter referred to as the order), in the case of order 1, in the case of
本発明によれば、従来の通信網の稼働率を計算するために利用されてきた計算手法である縮退法に用いられる式を、行列形式で変換することにより、故障頻度計算として利用できる。縮退法は極めて効率的な手法であることから、本発明によって、故障頻度の計算を極めて高速に行うことが可能である。 According to the present invention, an equation used in the degeneration method, which is a calculation method that has been used to calculate the operation rate of a conventional communication network, can be used as a failure frequency calculation by converting it in a matrix format. Since the degeneracy method is a very efficient method, the present invention makes it possible to calculate the failure frequency at a very high speed.
以下、本発明を実施するための最良の形態例を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below.
本例では、従来の縮退で用いる稼働率の計算とは異なり、リンクiには、予め正常確率Aiと故障率λiが与えられているとする。また、以下の「数1」で示す行列Miを定義する。 In this example, unlike the calculation of the operation rate used in the conventional degeneration, it is assumed that the normal probability Ai and the failure rate λi are given to the link i in advance. Further, a matrix Mi represented by the following “Equation 1” is defined.
そして、従来技術で述べた稼働率の縮退において、以下の処理(1)〜(3)を実行する。
処理(1):各リンクiに行列Miをパラメータとして対応させる。
処理(2):全ての縮退において、リンクの稼働率の算出式および補正係数式における正常確率Aiを行列Miに置き換える。
処理(3):全ての和差積商と累乗の演算を行列の意昧での和差積商と累乗に置き換える。ただし、行列Mi1を行列Mj2で割る操作Mi1/Mj2は、Mi1とMj2の逆行列の積を意味するとする。
Then, the following processes (1) to (3) are executed in the degeneration of the operation rate described in the related art.
Process (1): The matrix Mi is made to correspond to each link i as a parameter.
Process (2): In all degenerations, the normal probability Ai in the link operation rate calculation formula and the correction coefficient formula is replaced with the matrix Mi.
Process (3): All sum / product quotients and powers are replaced with sum / product quotients and powers in the sense of a matrix. However, the operation Mi1 / Mj2 for dividing the matrix Mi1 by the matrix Mj2 means the product of the inverse matrix of Mi1 and Mj2.
各縮退におけるリンクの稼働率の算出式および補正係数式については、具体的には、以下のようになる。尚、α',β',γ',δ',Ω'は、以下の式では行列を意味している。 Specifically, the link utilization rate calculation formula and the correction coefficient formula in each degeneration are as follows. Note that α ′, β ′, γ ′, δ ′, and Ω ′ mean a matrix in the following expression.
並列の縮退の場合:
M1'=M1+M2−M1×M2
For parallel degeneracy:
M1 ′ = M1 + M2−M1 × M2
直列の場合の場合:
M1'=M1×M2
In case of series:
M1 ′ = M1 × M2
次数2縮退の場合:
タイプ1については、以下の式で与えられる。
M1'=M1×M2/(M1+M2−M1×M2),
Ω'=M1+M2−M1×M2
For
Type 1 is given by the following equation.
M1 ′ = M1 × M2 / (M1 + M2−M1 × M2),
Ω ′ = M1 + M2−M1 × M2
Type2〜4については、以下の式で与えられる。
M1'=δ'/(α'+δ'),
M2'=δ'/(β'+δ'),
Ω'=(α'+δ')×(β'+δ')/δ'
M1 ′ = δ ′ / (α ′ + δ ′),
M2 ′ = δ ′ / (β ′ + δ ′),
Ω ′ = (α ′ + δ ′) × (β ′ + δ ′) / δ ′
これらの式に登場するパラメータは、タイプ2とタイプ3については、以下の式で与えられる。
The parameters appearing in these equations are given by the following equations for
α'=(1−M1)×M2×(1−M3),
β'=M1×(1−M2)×(1−M3),
δ'=M1×M2×M3×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3}
α ′ = (1-M1) × M2 × (1-M3),
β ′ = M1 × (1-M2) × (1-M3),
δ '= M1 * M2 * M3 * {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3}
タイプ4については以下の式で与えられる、
α'=M1×(1−M1)×(1−M3)×M4+(1−M1)×M2×M3×(1−M4)+(1−M1)×M2×(1−M3)×M4,
β'=M1×(1−M2)×M3×(1−M4),
δ'=M1×M2×M3×M4×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3+(1−M4)/M4}
For type 4, it is given by
α ′ = M1 × (1-M1) × (1-M3) × M4 + (1-M1) × M2 × M3 × (1-M4) + (1-M1) × M2 × (1-M3) × M4
β ′ = M1 × (1-M2) × M3 × (1-M4),
δ ′ = M1 × M2 × M3 × M4 × {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3 + (1-M4) / M4}
タイプ5〜タイプ8(ただし、タイプ6において、Kノードの数が2のときを除く)については以下のとおりである。
M1'=γ/(α+γ),
M2'=γ/(β+γ),
M3'=γ/(δ+γ),
Ω=(α+γ)×(β+γ)×(δ+γ)/γ2
M1 ′ = γ / (α + γ),
M2 ′ = γ / (β + γ),
M3 ′ = γ / (δ + γ),
Ω = (α + γ) × (β + γ) × (δ + γ) / γ 2
これらの式に登場するパラメータは、タイプ5については以下のように与えられる。
α'=(1−M1)×M2×(1−M3)×M4,
β'=M1×(1−M2)×(1−M3)×M4+(1−M1)×M2×M3×(1−M4),
δ'=M1×(1−M2)×M3×(1−M4),
γ'=M1×M2×M3×M4×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3+(1−M4)/M4},
The parameters appearing in these equations are given for
α ′ = (1-M1) × M2 × (1-M3) × M4
β ′ = M1 × (1-M2) × (1-M3) × M4 + (1-M1) × M2 × M3 × (1-M4),
δ ′ = M1 × (1-M2) × M3 × (1-M4),
γ ′ = M1 × M2 × M3 × M4 × {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3 + (1-M4) / M4},
タイプ6については以下のように与えられる。
α'=(1−M1)×M2×M3×(1−M4),
β'=M1×(1−M2)×M3×(1−M4),
δ'=M1×M2×(1−M3)×(1−M4),
γ'=M1×M2×M3×M4×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3+(1−M4)/M4}
Type 6 is given as follows.
α ′ = (1−M1) × M2 × M3 × (1-M4),
β ′ = M1 × (1-M2) × M3 × (1-M4),
δ ′ = M1 × M2 × (1-M3) × (1-M4),
γ ′ = M1 × M2 × M3 × M4 × {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3 + (1-M4) / M4}
タイプ7については、以下のように与えられる。
α'=(1−M1)×M2×M3×(1−M4)×M5,
β'=M1×(1−M2)×M3×{M4×(1−M5)+(1−M4)×M5}+M2×{(1−M2)×M3×M4×(1−M5)+M1×(1−M3)×(1−M4)×M5},
δ'=M1×M2×(1−M3)×M4×(1−M5),
γ'=M1×M2×M3×M4×M5×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3+(1−M4)/M4+(1−M5)/M5}
For type 7, it is given as:
α ′ = (1−M1) × M2 × M3 × (1-M4) × M5
β ′ = M1 × (1-M2) × M3 × {M4 × (1-M5) + (1-M4) × M5} + M2 × {(1-M2) × M3 × M4 × (1-M5) + M1 × (1-M3) × (1-M4) × M5},
δ ′ = M1 × M2 × (1-M3) × M4 × (1-M5),
γ '= M1 * M2 * M3 * M4 * M5 * {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3 + (1-M4) / M4 + (1-M5) / M5 }
タイプ8については以下のように与えられる。
α'=(1−M1)×M2×M3×(1−M4)×M5,
β'=M1×(1−M2)×M3×{(1−M4)×M5×M6+M4×(1−M5)×M6+M4×M5×(1−M6)}+M1×M2×{(1−M3)×M6×{M4×(1−M5)+(1−M4)×M5}+(1−M1)×M2×M3×M4×{(1−M5)×M6+M5×(1−M6)},
δ'=M1×M2×(1−M3)×M4×M5×(1−M6),
γ'=M1×M2×M3×M4×M5×M6×{1+(1−M1)/M1+(1−M2)/M2+(1−M3)/M3+(1−M4)/M4+(1−M5)/M5+(1−M6)/M6}
The type 8 is given as follows.
α ′ = (1−M1) × M2 × M3 × (1-M4) × M5
β '= M1 * (1-M2) * M3 * {(1-M4) * M5 * M6 + M4 * (1-M5) * M6 + M4 * M5 * (1-M6)} + M1 * M2 * {(1-M3) * M6 * {M4 * (1-M5) + (1-M4) * M5} + (1-M1) * M2 * M3 * M4 * {(1-M5) * M6 + M5 * (1-M6)},
δ ′ = M1 × M2 × (1-M3) × M4 × M5 × (1-M6),
γ ′ = M1 × M2 × M3 × M4 × M5 × M6 × {1+ (1-M1) / M1 + (1-M2) / M2 + (1-M3) / M3 + (1-M4) / M4 + (1-M5) / M5 + (1-M6) / M6}
タイプ6でKノードの数が2のときについては、以下のように与えられる。
M1'={M2+M1×(1−M2)×M3×M4}/Ω,
Ω'=M2+M1×(1−M2)×M3
For type 6 and the number of K nodes is 2, it is given as follows.
M1 ′ = {M2 + M1 × (1−M2) × M3 × M4} / Ω,
Ω ′ = M2 + M1 × (1−M2) × M3
次数1縮退の場合:
次数1のノードがKノードであれば、補正係数Ω「Ω'=Mj」で与える。
For degree 1 reduction:
If the node of degree 1 is a K node, the correction coefficient Ω “Ω ′ = Mj” is given.
デルタ−スター変換の場合:
M1'=(W'1×W'2×W'3)1/2/W'1,
M2'=(W'1×W'2×W'3)1/2/W'2,
M3'=(W'1×W'2×W'3)1/2/W'3,
For delta-star conversion:
M1 ′ = (W′1 × W′2 × W′3) 1/2 / W′1,
M2 ′ = (W′1 × W′2 × W′3) 1/2 / W′2,
M3 ′ = (W′1 × W′2 × W′3) 1/2 / W′3
ここで、W'1,W'2,W'3は、以下の式で定義される行列である。
W'1=M1+M2×M3−M1×M2×M3,
W'2=M2+M3×M1−MI×M2×M3,
W'3=M3+M1×M2−M1×M2×M3
Here, W′1, W′2, and W′3 are matrices defined by the following equations.
W′1 = M1 + M2 × M3−M1 × M2 × M3
W′2 = M2 + M3 × M1-MI × M2 × M3
W'3 = M3 + M1 * M2-M1 * M2 * M3
各縮退について、Miではなく、具体的な行列表示を用いた式を数2〜数13に示す。
For each degeneration, equations using specific matrix display instead of Mi are shown in
稼働率を計算する手順において登場する式を全て、上の式で置き換えれば、同様の縮退手順によって2行2列の行列が得られる。得られた行列の、その(2,1)成分が求める通信網の故障頻度になる。 If all the formulas appearing in the procedure for calculating the operating rate are replaced with the above formulas, a matrix of 2 rows and 2 columns can be obtained by the same degeneration procedure. The (2, 1) component of the obtained matrix is the communication network failure frequency.
例えば、図4の場合、図6の縮退に基づいて、
稼働率=(A1+A2−A1×A2)×[A1×A2/(A1+A2−A1×A2)+A3−{A1×A2/(A1+A2−A1×A2)}×A3]
でもとめられるが、故障頻度の場合は、下記数14となる。
For example, in the case of FIG. 4, based on the degeneration of FIG.
Occupancy rate = (A1 + A2-A1 * A2) * [A1 * A2 / (A1 + A2-A1 * A2) + A3- {A1 * A2 / (A1 + A2-A1 * A2)} * A3]
However, in the case of failure frequency, the following equation 14 is obtained.
この場合の通信網の故障頻度は、
故障頻度=A1×A2×(λ1+λ2)+A2×A3(λ2+λ3)+A3×A1×(λ2+λ3)−2×A1×A2×A3×(λ1+λ2+λ3)で求められる。
The failure frequency of the communication network in this case is
Failure frequency = A1 × A2 × (λ1 + λ2) + A2 × A3 (λ2 + λ3) + A3 × A1 × (λ2 + λ3) −2 × A1 × A2 × A3 × (λ1 + λ2 + λ3)
上記の処理(1)、(2)、(3)によって、縮退の計算結果の行列の(2,1)成分が通信網の故障頻度であることの正当性を示す。ここでは、既に知られている上述の非特許文献5に記載の事実を適用する。
By the above processes (1), (2), and (3), it is shown that the (2, 1) component of the matrix of the degeneracy calculation result is the failure frequency of the communication network. Here, the fact described in
その説明のために、以下の定義を導入する。ここで、通信網のリンクの総数はNとし、各リンクには1,2,…,nの番号が付与されているとする。
For the sake of explanation, the following definitions are introduced. Here, it is assumed that the total number of links in the communication network is N, and
定義1:
DはA1,A2,…,Anを変数として持つ関数の全体XからA1,A2,…,An、λ1,λ2,…,λnを変数として持つ関数の全体Yへの写像で以下の条件を満足する。
Definition 1:
D is a mapping from the whole function X having A1, A2,..., An as variables to the whole function Y having A1, A2,..., An, λ1, λ2,. To do.
任意のXの元f,gに対し、
D(Ai)=Ai×λi,
D(f+g)=D(f)+D(g),
D(f×g)=D(f)×g+fD(g)
が成り立つ。
For any X element f, g,
D (Ai) = Ai × λi,
D (f + g) = D (f) + D (g),
D (f × g) = D (f) × g + fD (g)
Holds.
定義2:
ψは、A1,A2,…,Anを変数とする関数の全体Xから2行2列の行列全体Zへの写像で以下の数15で示す条件を満足する。
Definition 2:
ψ is a mapping from the entire function X having variables A1, A2,..., An to the entire matrix of 2 rows and 2 columns Z, and satisfies the condition expressed by the following equation (15).
上述の非特許文献5では以下の性質を示している。
性質1:Dおよびψは存在する。
性質2:Xの任意の2つの元f,gに対し、以下の演算が成り立つ。
Property 1: D and ψ exist.
Property 2: For any two elements f and g of X, the following operation is established.
ψ(f+g)=ψ(f)+ψ(g),
ψ(f−g)=ψ(f)−ψ(g),
ψ(f×g)=ψ(f)×ψ(g),
ψ(f/g)=ψ(f)/ψ(g)
ψ (f + g) = ψ (f) + ψ (g),
ψ (f−g) = ψ (f) −ψ (g),
ψ (f × g) = ψ (f) × ψ (g),
ψ (f / g) = ψ (f) / ψ (g)
ただし、ここで、「ψ(f)/ψ(g)」は、行列ψ(f)と「ψ(g)の逆行列」の積を意味する。 Here, “ψ (f) / ψ (g)” means the product of the matrix ψ (f) and “inverse matrix of ψ (g)”.
性質3:f0を通信網の稼働率を表す関数だとすると、下記の数16で示す式において、D(f0)は故障頻度を表す関数である。 Property 3: If f0 is a function representing the operation rate of the communication network, D (f0) is a function representing the failure frequency in the following equation (16).
稼働率を縮退によって求めると言っても、所詮は、A1,A2,…,Anを和差積商の演算を繰り返し、稼働率を表す関数f0を求めているに過ぎない(累乗の演算も和差積商の繰り返しで求められることは初等的な数学的事実である)。 Even if the operation rate is determined by degeneration, it is merely the function f0 representing the operation rate obtained by repeating the calculation of the sum / difference product quotients of A1, A2,. It is an elementary mathematical fact that is required by repeated quotients.
従って、下記数17に示すように、Mi=ψ(Ai)であること(定義1,2を用いた)を踏まえれば、上述の処理(1)〜(3)を適用し、縮退を実行して得られた関数は、性質2より、下記数18であることが分かる。
Therefore, as shown in the following equation 17, if Mi = ψ (Ai) (
ここで、分かりやすさのために処理(1)〜(3)を再度掲示する。
処理(1):各リンクiに行列Miをパラメータとして対応させる。
処理(2):全ての縮退において、稼働率を求める式における正常確率AiをMiに置き換える。
処理(3):全ての和差積商と累乗の演算を行列の意味での和差積商と累乗に置き換える。
Here, the processing (1) to (3) is posted again for easy understanding.
Process (1): The matrix Mi is made to correspond to each link i as a parameter.
Process (2): In all degenerations, normal probability Ai in the equation for obtaining the operation rate is replaced with Mi.
Process (3): All sum / difference products and power operations are replaced with sum / difference products and powers in the sense of a matrix.
そして、性質3より、得られた行列の(2,1)成分は故障頻度を表す。
From the
以下、図を用いて本発明の実施例を説明する。図11は、本発明に係わる通信網故障頻度計算装置の構成例を示すブロック図であり、図12は、図11における通信網故障頻度計算装置による通信網故障頻度計算処理の対象となる通信網の構成例を示す説明図、図13は、図11における縮退部の詳細構成例を示すブロック図、図14は、図11における通信網故障頻度計算装置による通信網の縮退操作例を示す説明図、図15は、図11における通信網故障頻度計算装置による縮退対象の通信網の鎖構造例を示す説明図、図16は、図11における記憶部で記憶する第1のデータ構造例を示す説明図、図17は、図11における記憶部で記憶する第2のデータ構造例を示す説明図、図18は、図11における記憶部で記憶する第3のデータ構造例を示す説明図、図19は、図11における記憶部で記憶する第4のデータ構造例を示す説明図、図20は、図11における記憶部で記憶する第5のデータ構造例を示す説明図、図21は、図11における記憶部で記憶する第6のデータ構造例を示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a communication network failure frequency calculation apparatus according to the present invention, and FIG. 12 shows a communication network to be subjected to communication network failure frequency calculation processing by the communication network failure frequency calculation apparatus in FIG. FIG. 13 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the degeneration unit in FIG. 11, and FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating an operation example of degeneration of the communication network by the communication network failure frequency calculation apparatus in FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an example of a chain structure of a communication network to be degenerated by the communication network failure frequency calculation apparatus in FIG. 11, and FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a first data structure example stored in the storage unit in FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a second data structure example stored in the storage unit in FIG. 11. FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a third data structure example stored in the storage unit in FIG. In FIG. FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a fifth data structure example stored in the storage unit in FIG. 11, and FIG. 21 is a memory unit in FIG. It is explanatory drawing which shows the 6th data structure example.
図11における通信網故障頻度計算装置は、CPU(Central Processing Unit)や主記憶装置(主メモリ)、表示装置、入力装置、外部記憶装置、周辺装置等を具備したコンピュータ構成からなり、周辺装置としての光ディスク駆動装置等を介してCD−ROM等の記憶媒体に記録されたプログラムやデータを外部記憶装置内にインストールした後、この外部記憶装置から主メモリに読み込みCPUで処理することにより、各処理部の機能を実行する。 The communication network failure frequency calculation device in FIG. 11 has a computer configuration including a CPU (Central Processing Unit), a main storage device (main memory), a display device, an input device, an external storage device, a peripheral device, etc. After installing the program and data recorded in a storage medium such as a CD-ROM via the optical disk drive of the external storage device into the external storage device, each program is read from the external storage device into the main memory and processed by the CPU. The function of the department is executed.
すなわち、図11における通信網故障頻度計算装置は、通信網の形状を表すデータと故障頻度計算に必要なデータを格納する記憶部1104と補助記憶部1103、そのデータに対して縮退の処理を行う縮退部1107、必要な行列演算を行う行列処理部1106、キーボードやマウス等からなる入力装置1101、ディスプレイ表示部1108、表示メモリ1109、CRT等からなる出力装置1102、および、データの入出力処理や各処理部の処理を制御する制御部1105を有する。
That is, the communication network failure frequency calculation apparatus in FIG. 11 performs degeneration processing on the
まず、記憶部1104について説明し、さらに縮退部1107の処理機能、全体を統括する制御部1105の機能について説明する。
First, the
記憶部1104で記憶したデータの構造を図16に示す。尚、図16における各数値は、例としての仮想値である。図16において、各行がリンクに対応し、各行の成分は、そのリンクのリンク番号、接続ノード番号、および、そのリンクが正常である確率(正常確率)および、リンクの故障頻度に対応する。
The structure of the data stored in the
尚、ここで、リンクの故障頻度と故障率は異なる概念であるが、「リンクの故障頻度=リンクの正常確率×リンクの故障率」の関係が知られている。 Here, the link failure frequency and failure rate are different concepts, but the relationship of “link failure frequency = link normal probability × link failure rate” is known.
本例の技術は、リンクの正常確率と故障率から通信網の故障頻度を求めるものであるが、説明を簡潔にするため、本例では、入力された故障頻度は記憶部1104に保存されているときは、リンクの故障率をリンクの故障頻度に上式で変換した上で入力し(上の変換の実現は簡単で行列処理部で実行される)ているものとする。
The technology of this example obtains the communication network failure frequency from the normality probability and failure rate of the link. However, in order to simplify the explanation, in this example, the input failure frequency is stored in the
また、記憶部1104では、図16に示すように、Kノードを指定するデータも確保しておく。求める故障頻度は、Kノード間が非連結となる故障頻度を求めるものとする。
Further, as shown in FIG. 16, the
この図16に例として入力されているデータは、図12に示す構成の通信網に対応している。図12において、121a〜125aはノード番号であり、121〜125はリンク番号である。 The data input as an example in FIG. 16 corresponds to the communication network having the configuration shown in FIG. In FIG. 12, 121a to 125a are node numbers, and 121 to 125 are link numbers.
尚、補助記憶部1103においては、2行2列の行列形式で、与えられたデータを格納する。
The
行列処理部1106は、「行列生成」と「行列演算」の二つの機能を持ち、行列生成機能では、入力として、稼働率あるいはリンクの存在確率a、故障率λの値が与えられたとき、以下の数19に示す行列形式のデータを出力する。また、逆に、数19に示す形式の行列を入力としたとき、存在確率a、故障率λの値を出力する。
The
行列演算機能では、下記の数20で示す2つの行列が与えられたとき、数21で示す演算を行う。 In the matrix operation function, when the following two matrices shown in Equation 20 are given, the operation shown in Equation 21 is performed.
但し、〔数21〕における最後の行の演算は、実際には下記数22で示すようにして計算する。 However, the calculation of the last line in [Expression 21] is actually calculated as shown in Expression 22 below.
また、行列演算機能では、下記数23の演算を行うこともできる。これは通常の1変数形式のデータxにおけるxの平方根を求める手続きを行列に変えれば簡単に実現できる Further, in the matrix calculation function, the following calculation 23 can be performed. This can be easily realized by changing the procedure for obtaining the square root of x in the normal data x in one variable format to a matrix.
縮退部1107は、基本的な装置として、ノードカウンターと、各ノードの次数(各ノードに接続しているリンクの数)をカウントする装置、次数1縮退を実行する次数1縮退実行装置、次数2であるがKノードでないノードに接続する二つのリンクについて直列縮退を実行する直列縮退実行装置、並列構成の二つのリンクについて並列縮退を実行する並列縮退実行装置、タイプ1の次数2縮退を実行するタイプ1縮退実行装置、タイプ2の次数2縮退を実行するタイプ2縮退実行値置、タイプ3の次数2縮退を実行するタイプ3縮退実行装置、タイプ4の次数2縮退を実行するタイプ4縮退実行装置、タイプ5の次数2縮退を実行するタイプ5縮退実行装置、タイプ6の次数2縮退を実行するタイプ6縮退実行装置、タイプ7の次数2縮退を実行するタイプ7縮退実行装置、タイプ8の次数2縮退を実行するタイプ8縮退実行装置、デルタ−スター変換を実行するデルタ−スター変換実行装置を有する。
The
ノードカウンターと、各ノードの次数(各ノードに接続しているリンクの数)をカウントする装置については、それらの装置の実現方法と構成は特許文献1で既に報告されている。尚、特許文献1では故障頻度を扱っていないが、この特許文献1の一部の装置を本例の一部に利用する。 Regarding the device that counts the node counter and the degree of each node (the number of links connected to each node), the implementation method and configuration of these devices have already been reported in Patent Document 1. In addition, although the failure frequency is not dealt with in patent document 1, the one part apparatus of this patent document 1 is utilized for a part of this example.
各縮退実行装置は、図13に示すように、記憶部1104からデータを収集し、行列処理部1106の機能を利用しながら、各縮退の操作を行い、記憶部1104のデータを書き換える縮退制御装置131と、計算に必要な数値を一時的に保存する一時記憶装置132から構成される。一時記憶装置132におけるデータ構造は2行2列の行列である。
As shown in FIG. 13, each degeneration execution device collects data from the
以下に、各縮退実行装置の縮退制御装置131の処理手順を説明する。尚、各処理手順で使用する行列演算は全て行列処理部1106を用いて実行する。
The processing procedure of the
まず、次数1縮退実行装置の縮退制御装置の処理手順について説明する。
記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数1のノード番号を抽出する。抽出したノードの各々(以下nで表す)について以下の操作を行う。
First, the processing procedure of the degeneration control device of the order 1 degeneration execution device will be described.
A node number of degree 1 is extracted from the data in the
「If nがKノードでないならば、ノードnを含む行のデータを全て消去する。
Else(nがKノードであれば) ノードnを含む行のデータを全て消去する。ただし、nに接続するリンクiのリンク正常確率をAi、故障率をλiとしたとき、以下の数24で示す行列を一時記憶装置132に格納する。
“If If n is not a K node, erase all the data in the row containing the node n.
Else (if n is a K node) Erase all data in a row containing node n. However, when the link normal probability of the link i connected to n is Ai and the failure rate is λi, the matrix shown in the following Expression 24 is stored in the
次に、直列縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、直列の構造を以下の手順で判定する。
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Next, the processing procedure of the serial degeneration execution device will be described.
First, the serial structure is determined by the following procedure.
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4.リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
手順5:ノードnがKノードでなければ、直列の構造が判別できたので手順を終了する。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4. A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 5: If the node n is not a K node, the serial structure can be discriminated and the procedure is terminated.
直列の構造が判別できれば、リンクL(1)およびリンクL(2)に対応する行を記憶部1104のデータから削除し、新たに以下のように決まる行を記憶部1104のデータに追加する。
If the serial structure can be determined, the lines corresponding to the link L (1) and the link L (2) are deleted from the data in the
リンク番号:L(1)。
接続ノード番号:n(1),n(2)。
リンク正常確率:本発明の実施の形態例において示した直列の縮退式から求められる値。
リンク故障頻度:本発明の実施の形態例において示した直列の縮退式から求められる値。
Link number: L (1).
Connection node number: n (1), n (2).
Link normal probability: A value obtained from the serial degeneracy equation shown in the embodiment of the present invention.
Link failure frequency: A value obtained from the serial degenerative equation shown in the embodiment of the present invention.
さらに、一時記憶装置に、下記の数25で示す行列データを格納する。 Further, the matrix data represented by the following formula 25 is stored in the temporary storage device.
次に、並列縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、並列の構造を以下の手順で判定する。
手順1:記憶部1104のデータから、各リンクの接続ノードの対をチェックする。
手順2:2つのリンクの接続ノードの対が完全に一致すれば、並列構造が判別できた。
Next, the processing procedure of the parallel degeneration execution device will be described.
First, the parallel structure is determined by the following procedure.
Procedure 1: The pair of connection nodes of each link is checked from the data in the
Procedure 2: If the pair of connection nodes of the two links completely matched, the parallel structure could be determined.
並列構造が判別できれば、片方のリンクに対応する行を削除し、もう片方のリンクの正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示した並列の縮退式を用いて書き換える。尚、この書き換えの演算には行列処理部1106を用いる。そして、一時記憶装置132に、上記数25で示した行列データを格納する。
If the parallel structure can be determined, the row corresponding to one link is deleted, and the normal probability and failure frequency of the other link are rewritten using the parallel degeneracy formula shown in the embodiment of the present invention. Note that the
次に、タイプ1縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、タイプ1の構造を以下の手順で判定する。
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Next, a processing procedure of the type 1 degeneration execution device will be described.
First, the type 1 structure is determined by the following procedure.
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
手順5:n,n(1),n(2)が全てKノードであれば、タイプ1の構這が判別できたので手順を終了する。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 5: If n, n (1), and n (2) are all K nodes, the type 1 structure has been determined and the procedure is terminated.
タイプ1の構造が判別できれば、リンクL(1)とリンクL(2)に対応する行を記憶部1104のデータから削除し、新たに、以下のように決められる行を付け加える。
If the type 1 structure can be determined, the rows corresponding to the link L (1) and the link L (2) are deleted from the data in the
リンク番号:L(1)。
接続ノード番号:n(1),n(2)。
リンク正常確率:本発明の実施の形態例において示したタイプ1縮退から求められる。
リンク故障頻度:本発明の実施の形態例において示したタイプ1縮退から求められる。
Link number: L (1).
Connection node number: n (1), n (2).
Link normal probability: It is obtained from the type 1 degeneration shown in the embodiment of the present invention.
Link failure frequency: obtained from the type 1 degeneration shown in the embodiment of the present invention.
そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ1の補正係数式から求められる行列Ω'の値を格納する。
Then, the value of the matrix Ω ′ obtained from the type 1 correction coefficient equation shown in the embodiment of the present invention is stored in the
次に、タイプ2縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、タイプ2の構造を以下の手順で判定する。
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1)、L(2)とする。
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
Next, the processing procedure of the
First, the
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
手順5:記憶部1104のデータから、n(1)とn(2)に接続するリンクを探し、存在すれば、L(3)とする。
手順6:ノードnのみがKノードであれば、タイプ2の構造が判別できたので手順を終了する。
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 5: A link connected to n (1) and n (2) is searched from the data in the
Procedure 6: If only the node n is a K node, the
タイプ2の構造が判別できれば、リンクL(3)に対応する行を記憶部1104のデータから削除し、以下の操作を行う。
If the
L(1)の正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ2の縮退式から求められる値に書き換える。
L(2)の正常確率と故障頻度を、上記タイプ2の縮退式から求められる値に書き換える。
The normality probability and failure frequency of L (1) are rewritten to values obtained from the
The normal probability and failure frequency of L (2) are rewritten to values obtained from the
そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ2の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The
次に、タイプ3縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、タイプ3の構造を以下の手順で判定する。
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Next, a processing procedure of the
First, the
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:記憶部1104のデータから、n(1)とn(2)に接続するリンクを探し、存在すれば、L(3)とする。
手順6:ノードnとn(1)がKノードで、n(2)がKノードでなければ、タイプ3の構造が判別できた。
手順7:ノードnとn(2)がKノードで、n(1)がKノードでなければ、やはり、タイプ3の構造が判別できたので手順を終了する。
Procedure 5: A link connected to n (1) and n (2) is searched from the data in the
Procedure 6: If the nodes n and n (1) are K nodes and n (2) is not a K node, the
Procedure 7: If the nodes n and n (2) are K nodes and n (1) is not a K node, the
このようにして、タイプ3の構造が判別できれば、リンクL(3)に対応する行を記憶部1104のデータから削除し、以下の操作を行う。
If the
L(1)の正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ3の縮退式から求められる値に書き換える。
L(2)の正常確率と故障頻度を、上記タイプ3の縮退式から求められる値に書き換える。
The normality probability and failure frequency of L (1) are rewritten to values obtained from the
The normality probability and failure frequency of L (2) are rewritten to values obtained from the
そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ3の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The
次に、タイプ4縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、タイプ4の構造を以下の手順で判定する。
Next, the processing procedure of the type 4 degeneration execution device will be described.
First, the type 4 structure is determined by the following procedure.
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:記憶部1104のデータから、n(1)とn(2)に接続する次数2のノードを探し(nを除く)、存在すれば、n(3)とする。
手順6:ノードnとn(1)とn(3)がKノードで、n(2)がKノードでなければ、タイプ4の構造が判別できた。
手順7:ノードnとn(2)とn(3)がKノードで、n(1)がKノードでなければ、やはり、タイプ4の構造が判別できたので手順を終了する。
Procedure 5: A node of
Procedure 6: If the nodes n, n (1), and n (3) are K nodes and n (2) is not a K node, the type 4 structure can be determined.
Procedure 7: If the nodes n, n (2), and n (3) are K nodes and n (1) is not a K node, the type 4 structure can be determined, and the procedure ends.
このようにして、タイプ4の構造が判別できれば、ノードn(3)に接続するリンクに対応する行を記憶部1104のデータから削除し、以下の操作を行う。
If the type 4 structure can be determined in this way, the row corresponding to the link connected to the node n (3) is deleted from the data in the
L(1)の正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ4の縮退式から決まる値に書き換える。
L(2)の正常確率と故障頻度を、上記タイプ4の縮退式から決まる値に書き換える。
The normality probability and failure frequency of L (1) are rewritten to values determined from the type 4 degenerative equation shown in the embodiment of the present invention.
The normal probability and failure frequency of L (2) are rewritten to values determined from the above type 4 degeneracy.
そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ4の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The
次に、タイプ5縮退実行装置の処理手順について説明する。
まず、タイプ5の構造を以下の手順で判定する。
Next, the processing procedure of the
First, the
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:記憶部1104のデータから、n(1)とn(2)に接続する次数2のノードを探し(nを除く)、存在すれば、n(3)とする。
手順6:ノードnとn(3)がKノードで、n(1)とn(2)がKノードでなければ、タイプ5の構造が判別できたので手順を終了する。
Procedure 5: A node of
Step 6: If the nodes n and n (3) are not K nodes and the n (1) and n (2) are not K nodes, the
このようにして、タイプ5の構造が判別できれば、リンクL(1)とL(2)、および、n(3)に接続するリンクに対応する行を記憶部1104のデータから削除し、新たに、以下のように決められる三つの行I〜IIIを付け加える。
If the
行I:
リンク番号:L(1)。
接続ノード番号:n(1)、n。
リンク正常確率:本発明の実施の形態例において示したタイプ5の縮退式から決まる値。
リンク故障頻度:上記タイプ5の縮退式から決まる値。
Line I:
Link number: L (1).
Connection node number: n (1), n.
Link normal probability: A value determined from the
Link failure frequency: A value determined from the
行II:
リンク番号:L(2)。
接続ノード番号:n、n(3)。
リンク正常確率:上記タイプ5の縮退式から決まる値。
リンク故障頻度:上記タイプ5の縮退式から決まる値。
Line II:
Link number: L (2).
Connection node number: n, n (3).
Link normal probability: A value determined from the
Link failure frequency: A value determined from the
行III:
リンク番号:L(3)。
接続ノード番号:n(3),n(2)。
リンク正常確率:上記タイプ5の縮退式から決まる値。
リンク故障頻度:上記タイプ5の縮退式から決まる値。
Line III:
Link number: L (3).
Connection node number: n (3), n (2).
Link normal probability: A value determined from the
Link failure frequency: A value determined from the
ここで、n(1),n,n(2)はKノードに指定する。 Here, n (1), n, n (2) are designated as K nodes.
そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ5の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
Then, the
次に、タイプ6縮退実行装置における処理手順について説明する。
まず、タイプ6の構造を以下の手順で判定する。
Next, a processing procedure in the type 6 degeneration execution device will be described.
First, the type 6 structure is determined by the following procedure.
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する2つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出しn(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:もし、n(1)の次数が2であれば、n(1)に接続するノード(nでない)は一つであり、そのノードをn(3)とする。そして、n(1)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。そうでなければ、手順7に進む。
手順6:n(2)とn(3)を接続するリンクL(4)が存在し、nとn(1)がKノード、n(2)とn(3)がKノードでなければ、タイプ6の構造が判別されたので手順を終了する。
Procedure 5: If the order of n (1) is 2, there is one node (not n) connected to n (1), and that node is n (3). A link connecting n (1) and n (3) is L (3). Otherwise, go to step 7.
Procedure 6: A link L (4) connecting n (2) and n (3) exists, and n and n (1) are not K nodes, and n (2) and n (3) are not K nodes. Since the type 6 structure has been determined, the procedure is terminated.
手順7:もし、n(2)の次数が2であれば、n(2)に接続するノード(nでない)は一つあり、そのノードをn(3)とする。n(2)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。
手順8:n(1)とn(3)を接続するリンクL(4)が存在し、nとn(2)がKノード、n(1)とn(3)がKノードでなければ、タイプ6の構造が判別されたので手順を終了する。
Procedure 7: If the order of n (2) is 2, there is one node (not n) connected to n (2), and that node is n (3). Let L (3) be the link connecting n (2) and n (3).
Procedure 8: A link L (4) connecting n (1) and n (3) exists, and n and n (2) are not K nodes, and n (1) and n (3) are not K nodes. Since the type 6 structure has been determined, the procedure is terminated.
このようにして、タイプ6の構造が判別でき、かつ、Kノードの総数が2であれば、判別された構造の中で、次数2のノードとそれらに接続するリンクに対応する行を記憶部1104から削除し、以下の操作を行う。
In this way, if the type 6 structure can be determined and the total number of K nodes is 2, the row corresponding to the node of
リンクL(4)の正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ6の縮退式から決まる値に書き換える。そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ2の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The normal probability and failure frequency of the link L (4) are rewritten to values determined from the type 6 degeneracy equation shown in the embodiment of the present invention. The
もし、Kノードの総数が2でなければ、判別された構造の中でL(3)に対応する行を記憶部1104から削除し、以下の操作を行う。
If the total number of K nodes is not 2, the row corresponding to L (3) in the determined structure is deleted from the
リンクL(1),L(2),L(3)のそれぞれの正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ6の縮退式から決まる値に書き換える。そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ6の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
Respective normal probabilities and failure frequencies of the links L (1), L (2), and L (3) are rewritten to values determined from the type 6 degenerative equation shown in the embodiment of the present invention. The
次に、タイプ7縮退実行装置における処理手順について説明する。
まず、タイプ7の構造を以下の手順で判定する。
Next, a processing procedure in the type 7 degeneration execution device will be described.
First, the type 7 structure is determined by the following procedure.
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出されたノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1),L(2)とする。
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as “n”) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:もし、n(1)の次数が2であれば、n(1)に接続するノード(nでない)は一つであり、そのノードをn(3)とする。n(1)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。そうでなければ、手順7に進む。
手順6:n(2)とn(3)の両方に接続する次数2のノードn(4)が存在し、nとn(1)とn(4)がKノードで、n(2)とn(3)がKノードでなければ、タイプ7の構造が判別されたので手順を終了する。
Procedure 5: If the order of n (1) is 2, there is one node (not n) connected to n (1), and that node is n (3). Let L (3) be the link connecting n (1) and n (3). Otherwise, go to step 7.
Procedure 6: There is a node n (4) of
手順7:もし、n(2)の次数が2であれば、n(2)に接続するノード(nでない)は一つあり、そのノードをn(3)とする。n(2)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。
手順8:n(1)とn(3)の両方に接続するノードn(4)が存在し、nとn(2)とn(4)がKノードで、n(1)とn(3)がKノードでなければ、タイプ7の構造が判別されたので手順を終了する。
Procedure 7: If the order of n (2) is 2, there is one node (not n) connected to n (2), and that node is n (3). Let L (3) be the link connecting n (2) and n (3).
Procedure 8: There exists a node n (4) connected to both n (1) and n (3), n, n (2) and n (4) are K nodes, and n (1) and n (3 ) Is not a K node, the type 7 structure has been determined, and the procedure ends.
このようにして、タイプ7の構造が判別できれば、ノードn(4)に接続する二つのリンクに対応する行を記憶部1104から削除し、以下の操作を行う。
If the type 7 structure can be determined in this way, the rows corresponding to the two links connected to the node n (4) are deleted from the
リンクL(4)の正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ7の縮退式から定める。そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ7の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The normal probability and failure frequency of the link L (4) are determined from the type 7 degeneracy equation shown in the embodiment of the present invention. The
次に、タイプ8縮退実行装置における処理手順について説明する。
まず、タイプ8の構造を以下の手順で判定する.これはまず以下のサブ手順を定める。
Next, a processing procedure in the type 8 degeneration execution device will be described.
First, the type 8 structure is determined by the following procedure. This first defines the following sub-procedures.
サブ手順=鎖の判定:
手順1:記憶部1104のデータから、ノードカウンターを用いて、次数2のノード番号を抽出する。
手順2:抽出したノードの各々(以下nで表す)に接続する二つのリンクを記憶部1104のデータから抽出し、それぞれL(1)、L(2)とする。
Sub-procedure = chain determination:
Procedure 1: A node number of
Procedure 2: Two links connected to each of the extracted nodes (hereinafter referred to as n) are extracted from the data in the
手順3:リンクL(1)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(1)とする。
手順4:リンクL(2)に接続するノードで、nでないノードを記憶部1104のデータから抽出し、n(2)とする。
Procedure 3: A node that is connected to the link L (1) and is not n is extracted from the data in the
Procedure 4: A node that is connected to the link L (2) and is not n is extracted from the data in the
手順5:もし、n(1)の次数が2であれば、n(1)に接続するノード(nでない)は一つであり、そのノードをn(3)とする。n(1)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。そうでなければ、手順6に進む。
手順6:もし、n(2)の次数が2であれば、n(2)に接続するノード(nでない)は−つあり、そのノードをn(3)とする。n(2)とn(3)を接続しているリンクをL(3)とする。
Procedure 5: If the order of n (1) is 2, there is one node (not n) connected to n (1), and that node is n (3). Let L (3) be the link connecting n (1) and n (3). Otherwise, go to step 6.
Procedure 6: If the order of n (2) is 2, there are two nodes (not n) connected to n (2), and that node is n (3). Let L (3) be the link connecting n (2) and n (3).
手順7:上の手順で次数2であることが確認されたノードが全てKノードであり、それ以外の二つのノードがKノードでなければ、「鎖」と呼ばれる構造(図27参照)が判別される。
Procedure 7: If all the nodes confirmed to be of
このようなサブ手順を用いたタイプ8の構造の判定は以下の手順で行う
手順1:上記サブ手順によって鎖の判別を行う。
手順2:二つの鎖が確認され、かつ、その鎖が二つのノードを共有しているとき、タイプ8の構造が判別される。
The type 8 structure determination using such a sub-procedure is performed according to the following procedure. Procedure 1: The chain is determined by the sub-procedure.
Procedure 2: When two chains are identified and the chains share two nodes, a type 8 structure is determined.
タイプ8の構造が確認されたならば、2つの鎖が存在するはずである。その一つの鎖を構成するリンクに関する行を記憶部1104から削除し、以下の操作を行う。
If a type 8 structure is confirmed, there should be two chains. The row relating to the link constituting the one chain is deleted from the
残された方の鎖のリンクの正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したタイプ8の縮退式から定める。そして、一時記憶装置132に、本発明の実施の形態例において示したタイプ8の補正係数式から求められるΩ'の値を格納する。
The normality probability and failure frequency of the remaining link of the chain are determined from the type 8 degeneracy equation shown in the embodiment of the present invention. The
次に、デルタ−スター変換実行装置における処理手順について説明する。尚、記憶部1104からデルタ−スター変換が適用できる構造を判別する処理技術は特許文献1に記載されている。
Next, a processing procedure in the delta-star conversion execution device will be described. A processing technique for determining a structure to which delta-star conversion can be applied from the
この特許文献1に記載の技術により、デルタ−スター変換が適用できる構造が判別されれば、変換を実行し、実行後のリンクの正常確率と故障頻度を、本発明の実施の形態例において示したデルタ−スター変換の詳細に従って定める。そして、一時記憶装置132に、上記数25で示す行列データを格納する。
If a structure to which the delta-star conversion can be applied is determined by the technique described in Patent Document 1, the conversion is executed, and the normal probability and failure frequency of the link after execution are shown in the embodiment of the present invention. It is determined according to the details of the delta-star conversion. Then, the matrix data represented by Equation 25 is stored in the
図11における制御部1105では、以下の処理手順に基づいて、通信網の故障頻度を計算し、ディスプレイ表示部1108と表示メモリ1109を介して表示装置の画面上に表示出力する。尚、演算処理は行列処理部1106で実行される。
The
手順1:N0=通信網のノードの数とする。N=0とする。補助記憶部1103に上記数25で示す行列データを格納する。
手順2:もし、N0=Nならば終了する。これ以上、縮退はできない。
手順3:N0にNの値を代入する。
Procedure 1: N 0 = number of nodes in the communication network. Let N = 0. The
Procedure 2: If N 0 = N, end. No further reduction is possible.
Step 3: assigns a value of N to N 0.
手順4:次数1縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 4: The degree 1 reduction is executed, and the data in the
手順5:直列縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 5: Serial degeneration is executed, and the data in the
手順6:並列縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 6: Parallel degeneration is executed, and the data in the
手順7:タイプ1縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 7: Type 1 degeneration is executed, and the data in the
手順8:タイプ2縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 8:
手順9:タイプ3縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータjに書き換える。
Step 9:
手順10:タイプ4縮退を実行し、補明記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Step 10: Type 4 degeneration is performed, and the data in the
手順11:タイプ5縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Step 11:
手曜12:タイプ6縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Day 12: Type 6 degeneration is executed, and the data in the
手順13: タイプ7縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Step 13: Type 7 degeneration is performed, and the data in the
手順14:タイプ8縮退を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 14: Type 8 degeneration is performed, and the data in the
手順15:デルタ−スター変換を実行し、補助記憶部1103のデータを「既保存データ」×「一時記憶装置132に格納されたデータ」に書き換える。
Procedure 15: Delta-star conversion is executed, and the data in the
手順16:縮退後の全ノード数をNとし、手順2の処理に戻る。
Step 16: Set the number of all nodes after degeneration to N, and return to the processing of
以下、このような本計算例を図16に示すデータと、図12に示す通信網を例にして説明する。 Hereinafter, this calculation example will be described by taking the data shown in FIG. 16 and the communication network shown in FIG. 12 as examples.
本例の通信網故障頻度計算装置を用いると、図12における通信網を表すデータは、図14に示された段階を踏んで、1リンクに縮退される。 When the communication network failure frequency calculation apparatus of this example is used, the data representing the communication network in FIG. 12 is degenerated into one link through the steps shown in FIG.
この縮退のプロセスによって、記憶部1104のデータ構造がどのように書き換えられていくかを以下に示す。
The following describes how the data structure of the
図12に示す通信網に、図14における段階1での次数1の縮退か適用されることで、図17に示すデータが得られる。ここでは、単に1行目が削除されている。 The data shown in FIG. 17 is obtained by applying the degree 1 degeneration at stage 1 in FIG. 14 to the communication network shown in FIG. Here, the first line is simply deleted.
この図17のデータに直列の縮退が適用されることで、すなわち、図14における段階2での直列の縮退か適用されることで、図18におけるデータが得られる。この図18に示すリンク142の正常確率と故障頻度は、直列の縮退に関する縮退式に基づいて、以下の数26で示す計算式から求められた。
The data in FIG. 18 is obtained by applying the serial degeneration to the data in FIG. 17, that is, by applying the serial degeneration in
上記数16における右辺の(1,1)成分が正常確率であり、(2、1)成分が故障頻度である。 The (1,1) component on the right side in the equation 16 is the normal probability, and the (2,1) component is the failure frequency.
図18のデータに並列の縮退を適用することで、すなわち、図14における段階3での並列の縮退か適用されることで、図19におけるデータが得られる。この図19に示すリンク146の正常確率とリンク故障頻度は、並列の関する縮退式に基づいて、以下の数27で示す計算式から求められた。
The data in FIG. 19 is obtained by applying the parallel degeneration to the data in FIG. 18, that is, by applying the parallel degeneration in
図19のデータにタイプ1次数2の縮退を適用することで、すなわち、図14における段階4でのタイプ1次数2の縮退か適用されることで、図20におけるデータが得られる。この図20に示すリンク144の正常確率とリンク故障頻度は、タイプ1に関する縮退式に基づいて、以下の数28で示す計算式から求められる。
The data in FIG. 20 is obtained by applying the type 1
このとき、一時記憶装置132には、下記の数29で示すデータが格納される。
At this time, the
図20のデータに再び並列の縮退が適用されることで、すなわち、図14における段階5での並列の縮退か適用されることで、図21におけるデータが得られる。この図21に示すリンク145の正常確率と故障頻度は、並列の縮退式から、以下の数30で示す計算式により求められる。
By applying the parallel degeneration again to the data in FIG. 20, that is, by applying the parallel degeneration in
最終的に求める故障頻度は、得られた図21におけるデータと、一時記憶装置132に格納されたデータから以下の数31で示す行列演算により得ることができる。
The finally determined failure frequency can be obtained from the obtained data in FIG. 21 and the data stored in the
上記数31における右辺の行列の(2,1)成分が、求める通信網の故障頻度を表しており、その値は「0.00083」である。 The (2,1) component of the matrix on the right side in Equation 31 represents the required communication network failure frequency, and its value is “0.00083”.
以上、図11〜図21を用いて説明したように、本例の通信網故障頻度計算装置では、予め与えられた、通信網を構成する各リンクの正常確率と故障率を用いて、各リンクで接続されるノード間の通信が途絶する単位時間あたり平均回数である故障頻度を算出するために、予め与えられた各リンクの正常確率および、この正常確率と故障率との積を含む行列データを記憶する記憶部1104と、指定されたノード間の各リンクに対する縮退を行う縮退部1107と、この縮退部1107により縮退したリンクの稼働率の算出に用いる式における正常確率を、記憶部1104で記憶した行列データに置き換えた式を用いて、縮退部1107により縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する行列処理部1106と、縮退部1107による縮退および行列処理部1106による正常確率と故障率との積の算出の繰り返しで最終的に得られた正常確率と故障率との積を、リンク縮退操作を行う前の、指定されたノード間の故障頻度として出力する制御部1105とを有する構成としている。特に、記憶部1104では、予め与えられた各リンクの正常確率とゼロ(0)および上記正常確率と故障率との積と上記リンクの正常確率からなる行列データ、より具体的には、予め与えられた各リンクの正常確率を2行2列の行列データにおける(1,1)成分と(2,2)成分として記憶し、当該行列データの(1,2)成分として0を、(2,1)成分として上記正常確率と故障率との積を記憶する。そして、行列処理部1106は、縮退部1107による並列の縮退、直列の縮退、次数1縮退、次数2縮退を含むそれぞれの縮退操作に応じたリンクの稼働率の算出式における正常確率を、記憶部1104で記憶した当該行列データに置き換えた式を用いて、縮退部1107により縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する。さらに、行列処理部1106は、縮退部1106による次数1縮退、次数2縮退のそれぞれの縮退操作に応じたリンクの稼働率の算出に用いる補正係数の算出式における正常確率を、記憶部1104で記憶した行列データに置き換えた補正係数式を用いて、当該補正係数を算出する。
As described above with reference to FIGS. 11 to 21, in the communication network failure frequency calculation apparatus of this example, each link is used by using the normal probability and failure rate of each link constituting the communication network. Matrix data including the normal probability of each link given in advance and the product of the normal probability and the failure rate in order to calculate the failure frequency, which is the average number of times per unit time at which communication between nodes connected by
このように、本例の通信網故障頻度計算装置では、従来の通信網の稼働率を計算するために利用されてきた計算手法である縮退法に用いられる式を、行列形式で変換することにより、故障頻度計算として利用する。縮退法は極めて効率的な手法であることから、本例によれば、故障頻度の計算を極めて高速に行うことができる。 Thus, in the communication network failure frequency calculation device of this example, by converting the formula used in the degeneration method, which is a calculation method that has been used to calculate the operation rate of the conventional communication network, in a matrix format. It is used as a failure frequency calculation. Since the degeneracy method is an extremely efficient method, according to this example, the calculation of the failure frequency can be performed very quickly.
尚、本発明は、図11〜図21を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、数1に示す行例を定義して用いているが、正常確率Ai、故障率λの配置は、この数1に示す行例に限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to the example demonstrated using FIGS. 11-21, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, in this example, the row example shown in Equation 1 is defined and used, but the arrangement of the normal probability Ai and the failure rate λ is not limited to the row example shown in Equation 1.
また、本例のコンピュータ構成例に関しても、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、FD(Flexible Disk)等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。 The computer configuration example of this example may also be a computer configuration without a keyboard or optical disk drive. In this example, an optical disk is used as a recording medium, but an FD (Flexible Disk) or the like may be used as a recording medium. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.
1〜5,41〜43,51,51’,52,61,61’,62,63,71,71’,72,71a〜71g,71a’〜71g’,72a〜72g,72a’〜72g’,73a〜73g,73d’〜73g’,74c〜74g,75f〜75g,76g,101〜103,101’〜103’,141〜146:リンク、141a〜145a:ノード、131:縮退制御装置、132:一時記憶装置、1101:入力装置、1102:表示装置、1103:補助記憶部、1104:記憶部、1105:制御部、1106:行列処理部、1107:縮退部、1108:ディスプレイ表示部、1109:表示メモリ。 1-5, 41-43, 51, 51 ', 52, 61, 61', 62, 63, 71, 71 ', 72, 71a-71g, 71a'-71g', 72a-72g, 72a'-72g ' 73a to 73g, 73d 'to 73g', 74c to 74g, 75f to 75g, 76g, 101 to 103, 101 'to 103', 141 to 146: link, 141a to 145a: node, 131: degeneration control device, 132 : Temporary storage device 1101: Input device 1102: Display device 1103: Auxiliary storage unit 1104: Storage unit 1105: Control unit 1106: Matrix processing unit 1107: Degeneration unit 1108: Display display unit 1109: Display memory.
Claims (8)
上記予め与えられた各リンクの正常確率および該正常確率と上記故障率との積を含む行列データを記憶する記憶手段と、
指定されたノード間の各リンクに対する縮退を行う縮退手段と、
該縮退手段により縮退したリンクの稼働率の算出に用いる式における正常確率を、上記記憶手段で記憶した上記行列データに置き換えた式を用いて、上記縮退手段により縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する処理手段と、
上記縮退手段による縮退および上記処理手段による上記正常確率と故障率との積の算出の繰り返しで最終的に得られた上記正常確率と故障率との積を、リンク縮退操作を行う前の上記指定されたノード間の故障頻度として出力する制御手段と
を有することを特徴とする通信網故障頻度計算装置。 A device that calculates the failure frequency, which is the average number of times per unit time at which communication between nodes connected by each link is disrupted, using the normal probability and failure rate of each link that constitutes the communication network. And
Storage means for storing matrix data including a normal probability of each link given in advance and a product of the normal probability and the failure rate;
Degeneration means for performing degeneration for each link between specified nodes;
The normal probability and failure rate of the link degenerated by the degeneration means are replaced with the normal probability in the expression used for calculating the operation rate of the link degenerated by the degeneration means by using the matrix data stored in the storage means. Processing means for calculating a product of
The product of the normal probability and the failure rate finally obtained by the reduction of the reduction by the reduction means and the calculation of the product of the normal probability and the failure rate by the processing means is the designation before the link reduction operation. A communication network failure frequency calculation apparatus, comprising: a control unit that outputs the failure frequency between the nodes as described above.
上記予め与えられた各リンクの正常確率とゼロ(0)および上記正常確率と故障率との積と上記リンクの正常確率からなる行列データを記憶する記憶手段と、
指定されたノード間の各リンクに対する縮退を行う縮退手段と、
該縮退手段により縮退したリンクの稼働率の算出に用いる式における正常確率を、上記記憶手段で記憶した上記行列データに置き換えた式を用いて、上記縮退手段により縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する処理手段と、
上記縮退手段による縮退および上記処理手段による上記正常確率と故障率との積の算出の繰り返しで最終的に得られた上記正常確率と故障率との積を、リンク縮退操作を行う前の上記指定されたノード間の故障頻度として出力する制御手段と
を有することを特徴とする通信網故障頻度計算装置。 A device that calculates the failure frequency, which is the average number of times per unit time at which communication between nodes connected by each link is disrupted, using the normal probability and failure rate of each link that constitutes the communication network. And
Storage means for storing matrix data comprising the normal probability of each link given in advance and zero (0), the product of the normal probability and failure rate, and the normal probability of the link;
Degeneration means for performing degeneration for each link between specified nodes;
The normal probability and failure rate of the link degenerated by the degeneration means are replaced with the normal probability in the expression used for calculating the operation rate of the link degenerated by the degeneration means by using the matrix data stored in the storage means. Processing means for calculating a product of
The product of the normal probability and the failure rate finally obtained by the reduction of the reduction by the reduction means and the calculation of the product of the normal probability and the failure rate by the processing means is the designation before the link reduction operation. A communication network failure frequency calculation apparatus, comprising: a control unit that outputs the failure frequency between the nodes as described above.
上記記憶手段は、
上記予め与えられた各リンクの正常確率を2行2列の行列データにおける(1,1)成分と(2,2)成分として記憶し、該行列データの(1,2)成分として0を、(2,1)成分として上記正常確率と故障率との積を記憶することを特徴とする通信網故障頻度計算装置。 The communication network failure frequency calculation device according to claim 1 or 2,
The storage means is
The normal probability of each link given in advance is stored as (1,1) component and (2,2) component in the matrix data of 2 rows and 2 columns, and 0 as the (1,2) component of the matrix data, A communication network failure frequency calculation apparatus that stores the product of the normal probability and the failure rate as a (2,1) component.
上記処理手段は、
上記縮退手段による並列の縮退、直列の縮退、次数1縮退、次数2縮退を含むそれぞれの縮退操作に応じた上記リンクの稼働率の算出式における正常確率を、上記記憶手段で記憶した上記行列データに置き換えた式を用いて、上記縮退手段により縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出することを特徴とする通信網故障頻度計算装置。 A communication network failure frequency calculation device according to any one of claims 1 to 3,
The processing means includes
The matrix data in which the normal probability in the calculation formula for the link utilization rate corresponding to each reduction operation including parallel reduction, serial reduction, degree 1 reduction, and order 2 reduction by the reduction means is stored in the storage means A communication network failure frequency calculation apparatus that calculates a product of a normal probability and a failure rate of a link that has been degenerated by the degeneration means, using the expression replaced with:
上記処理手段は、
上記縮退手段による次数1縮退、次数2縮退のそれぞれの縮退操作に応じた上記リンクの稼働率の算出に用いる補正係数の算出式における正常確率を、上記記憶手段で記憶した上記行列データに置き換えた補正係数式を用いて、当該補正係数を算出する手段を有することを特徴とする通信網故障頻度計算装置。 The communication network failure frequency calculation device according to any one of claims 1 to 4,
The processing means includes
The normal probability in the calculation formula of the correction coefficient used for calculating the link utilization rate corresponding to each reduction operation of degree 1 reduction and order 2 reduction by the reduction means is replaced with the matrix data stored in the storage means. A communication network failure frequency calculation apparatus comprising means for calculating a correction coefficient using a correction coefficient equation.
上記予め与えられた各リンクの正常確率および該正常確率と上記故障率との積を含む行列データを記憶装置に記憶する第1の手順と、
指定されたノード間の各リンクに対する縮退を行う第2の手順と、
該第2の手順で縮退したリンクの稼働率の算出に用いる式における正常確率を、上記記憶装置に記憶した上記行列データに置き換えた式を用いて、上記第2の手順で縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する第3の手順と、
上記第2の手順での縮退および上記第3の手順での上記正常確率と故障率との積の算出の繰り返しで最終的に得られた上記正常確率と故障率との積を、リンク縮退操作を行う前の上記指定されたノード間の故障頻度として出力する第4の手順と
を有することを特徴とする通信網故障頻度計算方法。 A computer apparatus that calculates a failure frequency that is an average number of times per unit time at which communication between nodes connected by each link is interrupted using a normal probability and a failure rate of each link that constitutes a communication network, which is given in advance. A communication network failure frequency calculation method,
A first procedure for storing in a storage device matrix data including a normal probability of each link given in advance and a product of the normal probability and the failure rate;
A second procedure for performing degeneration for each link between designated nodes;
The normality of the link degenerated in the second procedure is replaced with the normal probability in the equation used to calculate the availability of the link degenerated in the second procedure by the matrix data stored in the storage device. A third procedure for calculating the product of the probability and the failure rate;
The product of the normal probability and the failure rate finally obtained by the repetition of the degeneration in the second procedure and the calculation of the product of the normal probability and the failure rate in the third procedure is used as a link degeneration operation. A communication network failure frequency calculation method, comprising: a fourth procedure for outputting the failure frequency between the designated nodes before performing the operation.
上記予め与えられた各リンクの正常確率とゼロ(0)および上記正常確率と故障率との積と上記リンクの正常確率からなる行列データを記憶装置に記憶する第1の手順と、
指定されたノード間の各リンクに対する縮退を行う第2の手順と、
該第2の手順で縮退したリンクの稼働率の算出に用いる式における正常確率を、上記記憶装置に記憶した上記行列データに置き換えた式を用いて、上記第2の手順で縮退したリンクの正常確率と故障率との積を算出する第3の手順と、
上記第2の手順での縮退および上記第3の手順での上記正常確率と故障率との積の算出の繰り返しで最終的に得られた上記正常確率と故障率との積を、リンク縮退操作を行う前の上記指定されたノード間の故障頻度として出力する第4の手順と
を有することを特徴とする通信網故障頻度計算方法。 A computer apparatus that calculates a failure frequency that is an average number of times per unit time at which communication between nodes connected by each link is interrupted using a normal probability and a failure rate of each link that constitutes a communication network, which is given in advance. A communication network failure frequency calculation method,
A first procedure for storing, in a storage device, matrix data composed of the normal probability of each link given in advance and zero (0), the product of the normal probability and failure rate, and the normal probability of the link;
A second procedure for performing degeneration for each link between designated nodes;
The normality of the link degenerated in the second procedure is calculated using an equation in which the normal probability in the equation used to calculate the availability of the link degenerated in the second procedure is replaced with the matrix data stored in the storage device. A third procedure for calculating the product of the probability and the failure rate;
The product of the normal probability and the failure rate finally obtained by the repetition of the degeneration in the second procedure and the calculation of the product of the normal probability and the failure rate in the third procedure is expressed as a link degeneration operation. And a fourth procedure for outputting as a failure frequency between the designated nodes before performing the communication.
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