JP2853215B2 - ネットワーク信頼性解析システム - Google Patents

ネットワーク信頼性解析システム

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JP2853215B2 JP1292482A JP29248289A JP2853215B2 JP 2853215 B2 JP2853215 B2 JP 2853215B2 JP 1292482 A JP1292482 A JP 1292482A JP 29248289 A JP29248289 A JP 29248289A JP 2853215 B2 JP2853215 B2 JP 2853215B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、通信ネットワークの形状や各ノードの障害
がネットワーク全体にどのように影響するかの解析を行
うために使用されるネットワーク信頼性解析システムに
関する。
「従来の技術」 例えば通信ネットワークを開発する場合には、そのネ
ットワークの信頼性を解析する必要がある。ネットワー
クの信頼性解析は、ネットワークを構成するどのノード
やリンクに障害が発生したときに、個々のノード間に1
つも経路が存在しない状況(悲連結の状況)が発生する
かということを見い出すことであるということができ
る。
このような解析は、通常、グラフ理論で定義されるカ
ットセットを求める問題として扱われる。カットセット
を求めることで、解析の対象となるネットワークが非連
結となるようなノード障害あるいはリンク障害の組み合
わせを見い出すことができ、ネットワークの弱点を知る
ことができる。
「発明が解決しようとする課題」 ところが、ネットワークの信頼性を解析する従来の手
法では、このようなノード障害あるいはリンク障害の組
み合わせを求めることができるものの、どのノードが一
番重要であるか、どのノードの障害確率を下げることが
ネットワーク全体の信頼性の向上とつながるのか、どの
ノードの信頼性を向上させることが容易であるかといっ
た順位付けを行うことはできず、ネットワークの信頼性
を効果的に高める手法としては不十分なものであった。
そこで本発明の第1の目的は、ネットワークの各ノー
ドに関する構造重要度を表示することのできるネットワ
ーク信頼性解析システムを提供することにある。
本発明の第2の目的は、ネットワークの各ノードに関
する確率重要度を表示することのできるネットワーク信
頼性解析システムを提供することにある。
本発明の第3の目的は、ネットワークの各ノードに関
するクリティカリティ重要度を表示することのできるネ
ットワーク信頼性解析システムを提供することにある。
「課題を解決するための手段」 請求項1記載の発明では、(i)ノードの数やネット
ワークの形状等から構成されるネットワーク情報の入力
を行うネットワーク情報入力部と、(ii)ネットワーク
情報からこのネットワークの障害発生確率を演算する障
害発生確率演算部と、(iii)演算された障害発生確率
から各ノードに関する構造重要度を演算する構造重要度
演算部と、(iv)この構造重要度演算部の演算結果を表
示する表示手段とをネットワーク信頼性解析システムに
具備させる。
そして、構造重要度演算部でネットワークの各ノード
に関する構造重要度の演算を可能とさせる。
また、請求項2記載の発明では、(i)ネットワーク
情報の入力を行うネットワーク情報入力部と、(ii)ネ
ットワーク情報からこのネットワークの障害発生確率を
演算する障害発生確率演算部と、(iii)演算された障
害発生確率から各ノードに関する確率重要度を演算する
確率重要度演算部と、(iv)この確率重要度演算部の演
算結果を表示する表示手段とをネットワーク信頼性解析
システムに具備させる。
そして、確率重要度演算部でネットワークの各ノード
に関する確率重要度の演算を可能とさせる。
また、請求項3記載の発明では、(i)ネットワーク
情報の入力を行うネットワーク情報入力部と、(ii)ネ
ットワーク情報からこのネットワークの障害発生確率を
演算する障害発生確率演算部と、(iii)演算された障
害発生確率から各ノードに関するクリティカリティ重要
度を演算するクリティカリティ重要度演算部と、(iv)
このクリティカリティ重要度演算部の演算結果を表示す
る表示手段とをネットワーク信頼性解析システムに具備
させる。
そして、クリティカリティ重要度演算部でネットワー
クの各ノードに関するクリティカリティ重要度の演算を
可能とさせる。
「実施例」 以下、実施例につき本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例におけるネットワーク信頼
性解析システムの構成を表わしたものである。このネッ
トワーク信頼性解析システムは、ユーザがネットワーク
情報11を入力するためのネットワーク入力部12を備えて
いる。ネットワーク入力部12は例えば入力装置としての
キーボードで構成されていてもよいし、他の入力手段で
構成されていてもよい。ネットワーク入力部12から入力
されたネットワーク情報は、FT作成部13に入力される。
FT作成部13は、ネットワーク情報に基づいてFTの作成を
行う。これにより出力されるFT情報14は、構造重要度計
算部15と、確率重要度計算部16と、クリティカリティ重
要度計算部17にそれぞれ入力されるようになっている。
構造重要度計算部15は、ネットワークの各ノードに関
する構造重要度を計算する。確率重要度計算部16はネッ
トワークの各ノードに関する確率重要度の計算を行う。
クリティカリティ重要度計算部17は、ネットワークの各
ノードにおけるクリティカリティ重要度の計算を行う。
これらの計算結果18〜20は、結果出力部23に入力され、
ユーザに対してこれらの結果が出力される。結果の出力
方法としては、プリンタによってプリントアウトする方
法や、ディスプレイ上に視覚表示する方法がある。
まず、このネットワーク信頼性解析システムにおける
FT作成部13について説明する。
今、関数χとネットワークの状態φをそれぞれ次の
ように定義する。
ここで関数χは、基本事象すなわちノードiの状態
を表わす関数である。また、ネットワーク障害とは、障
害ノードを除いたとき、そのネットワーク内で任意の1
対1の通信が不可能になったときと定義する。ネットワ
ークの障害発生確率を演算するために、FTA(故障木解
析)の基本となるFT(Fault tree)は、この基本事象と
これを結ぶ論理和または論理積の論理ゲートならびに頂
上事象であるネットワークの状態φからなるものであ
る。
第2図はこのFTの一例を表わしたものである。この例
のFTは、頂上事象(φ)31と、それぞれの基本事象(χ
)32〜36と、これらを結ぶアンドゲート37、38および
オアゲート39、40から構成されている。この例のFTでア
ンドゲート37に着目してみると、2つの基本事象32、33
におけるそれぞれのノードが同時に障害を発生させてい
る状態でゲート出力が“1"となる。アンドゲート37と頂
上事象31の間にはオアゲート39が配置されているので、
この同時障害の場合にネットワークに障害が発生するこ
とになる。2つの基本事象32、33におけるいずれか一方
のノードが障害を発生させている状態では、アンドゲー
ト37の出力は“1"とならず、オアゲート39の他方の入力
が“1"でないかぎりネットワークは正常に動作すること
になる。
同様にして他の2つの基本事象35、36については、こ
れらの一方のノードに故障が生ずればオアゲート38の出
力が“1"となる。したがって、このとき他の基本事象34
に相当するノードに故障が生じていればネットワークに
障害が発生することになる。
以上の定義より、各ノードに関する構造重要度Iφ
(i)は次の(1)式で表わすことができる。
また、確率重要度Ig(i)は次の(2)式で表わすこ
とができる。
更にクリティカリティ重要度CIg(i)は次の(3)
式で表わすことができる。
構造重要度計算部15では、(1)式にしたがって構造
重要度Iφ(i)を計算する。また、確率重要度計算部
16では、(2)式にしたがって確率重要度Ig(i)を計
算する。更にクリティカリティ重要度計算部17では、
(3)式にしたがってクリティカリティ重要度CIg
(i)の計算を行う。このような計算結果18〜20は結果
出力部23から出力されることになる。
ネットワークの信頼性解析例 次に簡単なネットワークを示して、これについてのネ
ットワークの信頼性解析を行う。
第3図は、解析の対象となるネットワークを表わした
ものである。このネットワークは、第1〜第5のノード
“1"〜“5"とこれらを結ぶリンクによって構成されてい
る。
オペレータは、第1図に示したネットワーク入力部12
から、ネットワークを構成する各ノード“1"〜“5"やネ
ットワークの形状等のネットワーク情報11を入力する。
FT作成部13には、各種の基本的なネットワークの形状に
対応したFTがROM(リード・オンリ・メモリ)内に格納
されており、オペレータの操作によってこれらが読み出
され、単独で、あるいは適宜組み合わされて所望のFTが
作成される。この作成結果はFT作成部13内の図示しない
ディスプレイに表示され、オペレータがその内容を確認
し、必要な場合にはネットワーク入力部12から修正のた
めのネットワーク情報11を入力してFTの修正を行う。な
お、装置によってはオペレータの入力したネットワーク
情報をグラフ理論で解析し、カットセットを求めて論理
回路からなる木(ツリー)を構成することでFTを作成す
るようにしてもよい。
第4図は、第3図に示したネットワークがFTに変換さ
れた結果を表わしたものである。このFTは、各ノード
“1"〜“5"についての基本事象y1〜y5を所定の組み合わ
せで論理積をとった3つのアンドゲート61〜63と、これ
らのアンドゲート61〜63の論理和をとるオアゲート64
と、このオアゲート64の出力側に配置された頂上事象65
から構成されている。ここでアンドゲート61が3つの基
本事象y1、y3、y5の論理積をとっているのは、3つのノ
ード“1"、“3"、“5"がすべて故障すると、これらを除
いた任意の2点間での通信が不可能となる組み合わせの
1つに相当するからである。これは、先のネットワーク
障害の定義から導かれるものである。アンドゲート62が
3つの基本事象y2、y4、y5の論理積をとっているのも、
アンドゲート63が4つの基本事象y1〜y4の論理積をとっ
ているのも同様の理由である。オアゲート64は、このよ
うなネットワーク障害のそれぞれを集めてネットワーク
障害発生の頂上事象(φ)とするためのものである。
構造重要度の算出 第5図は、各基本事象y1〜y5の状態と頂上事象φの状
態との関係を表わしたものである。これは、第4図のFT
から導かれるものである。ここで各基本事象y1〜y5につ
いて“1"とは対応するノードが故障であることを示し、
“0"とはそのノードが正常に動作していることを示す。
頂上事象φについてはこれが“1"のときネットワーク障
害が発生しており、“0"のときには発生していない。
まず、基本事象y1についての構造重要度Iφ(1)を
求める。
第5図より、y1=1でかつφ=1であるベクトル(y1
y2 y3 y4 y5)は、次の6通り存在する。
(1,0,1,0,1)、(1,0,1,1,1)、(1,1,0,1,1)、(1,
1,1,0,1)、(1,1,1,1,0)、(1,1,1,1,1) このうち、y1=0に変化したときφ=1に変化するベク
トルは、次の4つである。
(1,0,1,0,1)、(1,0,1,1,1)、(1,1,1,0,1)、(1,
1,1,1,0) 以下同様にして構造重要度Iφ(2)〜Iφ(4)を
求めると、これらは共に構造重要度Iφ(1)と等しく
4/16である。
次に、基本事象y5についての構造重要度Iφ(5)を
求める。
第5図よりy5=1かつφ=1であるベクトルであるベ
クトルは次の7通り存在する。
(0,1,0,1,1)、(0,1,1,1,1)、(1,0,1,0,1)、(1,
0,1,1,1)、(1,1,0,1,1)、(1,1,1,0,1)、(1,1,1,
1,1) このうち、y5=0に変化したときφ=0となるベクト
ルは、次の6つである。
(0,1,0,1,1)、(0,1,1,1,1)、(1,0,1,0,1)、(1,
0,1,1,1)、(1,1,0,1,1)、(1,1,1,0,1) よって、 Iφ(5)=6/16> Iφ(1)=Iφ(2)=Iφ(3)=Iφ(4)=4/
16 確率重要度の算出 第5図より、頂上事象が“1"となっている各場合に着
目し、頂上事象の発生確率G(q)は、次の(4)式で
与えられる。
G(q)=(1−q1)q2(1−q3)q4q5 +(1−q1)q2q3q4q5 +q1(1−q2)q3(1−q4)q5 +q1(1−q2)q3q4q5 +q1q2(1−q3)q4q5 +q1q2q3(1−q4)q5 +q1q2q3q4(1−q5) +q1q2q3q4q5 ……(4) また、確率重要度Ig(i)は前記した(2)式で与え
られる。
すなわち、それぞれ与えられた各ノードの確率をqi
代入し、更にこれから確率重要度Ig(i)を求めようと
するノードiの確率を(2)式右辺第1項では“1"と
し、右辺第2項では“0"と置く。このようにして確率重
要度Ig(i)が算出できる。
今、各ノード“1"〜“5"の確率q1〜q5をそれぞれ次の
ように設定する。
q1=0.01 q2=0.02 q3=0.03 q4=0.04 q5=0.05 このとき、ノード“1"に対する確率重要度Ig(1)は
次のようになる。
同様にしてノード“2"〜ノード“5"に対する確率重要
度Ig(2)〜Ig(5)は、次のようになる。
Ig(2)=0.0020 Ig(3)=0.0005 Ig(4)=0.00105 Ig(5)=0.00109 よって、確率重要度Ig(i)の大小関係は次のように
なる。
Ig(2)>Ig(1)>Ig(5)>Ig(4)>Ig(3) クルティカリティ重要度の算出 各ノード“1"〜“5"の確率q1〜q5が前記した通りであ
ったとする。このときの確率重要度は次のようになっ
た。
Ig(1)=0.0015 Ig(2)=0.0020 Ig(3)=0.0005 Ig(4)=0.00105 Ig(5)=0.00109 ここで、クリティカリティ重要度CIg(i)は(3)
式によって与えられる。したがって、この(3)式右辺
の分母に確率q1〜q5の値を代入し、この結果を用いてク
リティカリティ重要度CIg(i)を次のように求める。
したがって、クリティカリティ重要度CIg(i)の大
小関係は次のようになる。
CIg(5)>CIg(4)=CIg(2)>CIg(3)=CIg(1) 以上求められた各大小関係やそれらの基になるデータ
が結果出力部23に表示されることになる。
「発明の効果」 このように請求項1記載の発明によれば、各ノードに
関する構造重要度を演算する構造重要度演算部を配置し
ているので、ネットワーク内の各ノードの強弱を順序付
けることができる。これにより、ネットワークの形状の
変更を行う際に有効な情報を得ることができる。
また、請求項2記載の発明によれば、各ノードに関す
る確率重要度を演算する確率重要度演算部を配置したの
で、ネットワーク内のどのノードの障害発生確率を下げ
ることがネットワークの信頼性向上に最も寄与するかを
順序付けることができ、ネットワーク内の構成機器を新
しい機器に交換する順序等を考察する上で重要な情報を
得ることができる。
更に請求項3記載の発明によれば、各ノードに関する
クリティカリティ重要度を演算するクリティカリティ重
要度演算部を配置したので、ネットワーク内のノードに
対して与えられた障害発生確率を考慮して、ネットワー
クの信頼性を向上させるためにどのノードの信頼性を向
上させるのが最も容易であるかについて順序付けを行う
ことができる。
このようにして、本発明では構造重要度等の解析結果
を表示手段によって視覚的に認識し、対応することでネ
ットワークの信頼性を容易に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を説明するためのもので、この
うち第1図はネットワーク信頼性解析システムのシステ
ム構成の概要を示すブロック図、第2図はFTの一例を示
す説明図、第3図は解析の対象となるネットワークを表
わしたネットワーク構成図、第4図は第3図に示したネ
ットワークをFTに変換した説明図、第5図は各基本事象
y1〜y5の状態と頂上事象φの状態との関係を表わした説
明図である。 11……ネットワーク情報、 12……ネットワーク入力部、 13……FT作成部、 15……構造重要度計算部、 16……確率重要度計算部、 17……クリティカリティ重要度計算部、 23……結果出力部、31、65……頂上事象、 39、40、64……オアゲート、 37、38、61〜63……アンドゲート。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノードの数やネットワークの形状等から構
    成されるネットワーク情報の入力を行うネットワーク情
    報入力部と、 ネットワーク情報からこのネットワークの障害発生確率
    を演算する障害発生確率演算部と、 演算された障害発生確率から各ノードに関する構造重要
    度を演算する構造重要度演算部と、 この構造重要度演算部の演算結果を表示する表示手段 とを具備することを特徴とするネットワーク信頼性解析
    システム。
  2. 【請求項2】ネットワーク情報の入力を行うネットワー
    ク情報入力部と、 ネットワーク情報からこのネットワークの障害発生確率
    を演算する障害発生確率演算部と、 演算された障害発生確率から各ノードに関する確率重要
    度を演算する確率重要度演算部と、 この確率重要度演算部の演算結果を表示する表示手段 とを具備することを特徴とするネットワーク信頼性解析
    システム。
  3. 【請求項3】ネットワーク情報の入力を行うネットワー
    ク情報入力部と、 ネットワーク情報からこのネットワークの障害発生確率
    を演算する障害発生確率演算部と、 演算された障害発生確率から各ノードに関するクリティ
    カリティ重要度を演算するクリティカリティ重要度演算
    部と、 このクリティカリティ重要度演算部の演算結果を表示す
    る表示手段 とを具備することを特徴とするネットワーク信頼性解析
    システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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