Hệ thống thông tin điện lực Độ tin cậy và các phương pháp đánh giá độ tin cậy

LỜI MỞ ĐẦU
Bảo đảm chất lượng điện năng để cung cấp dịch vụ điện với chất lượng ngày
càng cao, liên tục, an toàn và hiệu quả luôn là mối quan tâm thường xuyên và cấp thiết
đối với ngành Điện.
Với định hướng phát triển ngành điện theo hướng đa dạng hóa sở hữu, hình thành
thị trường điện trong nước, trong đó Nhà nước giữ độc quyền ở khâu truyền tải và chi
phối trong khâu sản xuất và phân phối điện, nâng cao chất lượng cung cấp điện là yếu
tố quyết định hàng đầu đối với các Công ty Điện lực khi tham gia vào thị trường bán
buôn điện cạnh tranh.
Chất lượng cung cấp điện ngoài các yêu cầu về điện áp, tần số thì tính liên tục
cấp điện cho khách hàng cũng là một yêu cầu hết sức quan trọng.
Lưới điện phân phối là khâu cuối cùng của hệ thống điện, đưa điện năng trực tiếp
đến hộ tiêu dùng. Vì vậy tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải có mối quan hệ mật
thiết và phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy của lưới điện phân phối. Độ tin cậy của lưới
điện phân phối được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu khác nhau, trong đó các chỉ tiêu đánh
giá độ tin cậy lưới điện phân phối theo phương pháp cây hỏng hóc hiện nay được sử
dụng phổ biến.
Do hạn chế về kinh nghiêm thực tiễn, nguồn tài liệu hạn chế và kiến thức thực tế
và thời gian nên báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót mong thầy và các bạn
thông cảm bỏ qua và góp ý thêm để báo cáo được hoàn chỉnh hơn.
Em xin trân thành cảm ơn. Báo cáo thực tập gồm những nội dung cơ bản sau:
• Chương 1: Độ tin cậy và các phương pháp đánh giá độ tin cậy.
• Chương 2: Nghiên cứu cấu trúc của HTTTDL Việt Nam.
• Chương 3: Công nghệ truyền dẫn Quang trong HTTTDL Việt Nam.
• Chương 4: Độ tin cậy của hệ thống thông tin quang.
GVHD: Thầy Nguyễn Tùng Linh
LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ,
giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian
từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự
quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Nhân cơ hội này, em muốn bày

tỏ lòng biết ơn sâu sắc của em tới họ.
Đầu tiên, em muốn cảm ơn người hướng dẫn của em thầy Nguyễn Tùng Linh, vì
sự hướng dẫn tận tình và khoa học. Đó là một cơ hội lớn cho em để được nghiên cứu
và làm việc dưới sự hướng dẫn của thầy. Cảm ơn rất nhiều tới thầy vì sự hướng dẫn
em và cách đặt ra các câu hỏi nghiên cứu giúp em tìm hiểu các vấn đề.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ, giảng viên trong khoa Công
nghệ thông tin – Trường Đại học Điện Lực đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình
để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em – những thành viên trong lớp D6-
Tin trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em muốn cảm ơn những thành viên lớp D6-Tin – Trường Đại học Điện Lực.
Những người bạn luôn chia sẻ và cổ vũ em trong những lúc khó khăn và em luôn ghi
nhớ điều đó.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn đối với cha mẹ và gia đình đã luôn
ủng hộ, giúp đỡ em.
Hà Nội, tháng 06 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Hoa
Vy Thị Quỳnh Như
GVHD: Thầy Nguyễn Tùng Linh
MỤC LỤC
GVHD: Thầy Nguyễn Tùng Linh
DANH MỤC CÁC HÌNH
GVHD: Thầy Nguyễn Tùng Linh
DANH MỤC CÁC BẢNG
LIỆT KÊ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Từ đầy đủ
HTTTDL Hệ thống thông tin Điện Lực
NMĐ Nhà máy điện
HTĐ Hệ thống điện
CHH Cây hỏng hóc

ĐTC Độ tin cậy
GVHD: Thầy Nguyễn Tùng Linh
CHƯƠNG 1: ĐỘ TIN CẬY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
1.1 Tầm quan trọng của việc đánh giá độ tin cậy
Hệ thống điện lực Việt Nam bao gồm các nhà máy điện, các lưới truyền tải, phân
phối, các thiết bị biến đổi, đo đếm, bảo vệ, … nhằm truyền tải, phân phối điện năng
đến các phụ tải.
Khi có sự cố gây tổn thất nghiêm trọng và rộng khắp do quá trình xảy ra sự cố rất
nhanh nếu không có biện pháp ngăn chặn kịp thời sẽ nhanh chóng lan rộng. Do đó việc
vận hành và bảo vệ hệ thống điện cần có các phương tiện hữu hiệu, đắc lực trợ giúp.
Một trong các phương tiện đắc lực đó là HTTTDL, với vai trò:
1.1.1 Đáp ứng nhu cầu thông tin vận hành cho các trung tâm điều độ:
Điều độ Quốc gia, Điều độ Miền, Điều độ các Tỉnh với các dịch vụ thông tin:
• Điện thoại trực thông (Nhấc thẳng)
Các máy điện thoại được đầu nối tương ứng 1:1, khi các máy ở trạm đầu xa nhấc
máy, máy điện thoại tương ứng ở trung tâm sẽ reo chuông và ngược lại.
Bảng 1.1 Điạ chỉ các trạm điện, các trung tâm điều độ có kênh Hotline với A0
TT Địa chỉ TT Địa chỉ
1 Trung tâm Điều độ A1 21 Trạm 500 kV Phú Lâm
2 Trạm 220 kV Hà Đông 22 NMĐ Phú Mĩ 1
3 Trạm 220 kV Phố Nối 23 NMĐ Phú Mĩ 2
4 NMĐ Phả Lại 1 24 NMĐ Trị An
5 NMĐ Phả Lại 2 25 NMĐ Hàm Thuận
6 NMĐ Ninh Bình 26 NMĐ Đa Nhim
7 NMĐ Uông Bí 27 Trung tâm Điều độ A2
8 NMĐ Thác Bà 28 Tần số A2
9 NMĐ Hoà Bình 29 NMĐ Đà My
10 Tx Tần số Hoà Bình 30 NMĐ Thủ Đức
11 Rx Tần số Hoà Bình 31 NMĐ Hồng Phước
6

12 Trạm 500 kV Hoà Bình 32 Tần số NMĐ Thác Bà
13 Trạm 500 kV Hà Tĩnh 33 Tần số NMĐ Phả Lại 2
14 Trạm 500 kV Đà Nẵng 34 Tần số NMĐ Phú Mỹ 1
15 Trung tâm Điều độ A3 35 Tần số NMĐ Phả Lại 1
16 Tần số A3 36 Tần số NMĐ Uông Bí
17 NMĐ Sồng Hinh 37 Tần số NMĐ Ninh
Bình
18 NMĐ Vĩnh Sơn 38 NMĐ Thác Mơ
19 Trạm 500 kV Play Ku 39
20 Trạm 500 kV Y A Ly 40
Bảng 1.2 Điạ chỉ các trạm điện, các trung tâm điều độ có kênh Hotline với A1
T
T
Địa chỉ T
T
Địa chỉ
1 NMĐ Phả Lại 1 16 Trạm Tràng Bạch
2 NMĐ Phả Lại 2 17 Trạm Việt Trì - 220 kV
3 NMĐ Ninh Bình 18 Trạm Việt Trì - 110 kV
4 NMĐ Uông Bí 19 Trạm Hưng Đông
5 NMĐ Thác Bà 20 Trạm Ba Chè
6 NMĐ Hoà Bình 21 Trạm Phủ Lý
7 Trạm Chèm 22 Trạm Hoành Bồ
8 Trạm Mai Động 23 Trạm Hải Dương
9 Trạm Đông Anh 24 Trạm Xuân Mai
10 Trạm Thái Nguyên 25 Trạm Ba La
11 Trạm Ninh Bình 26 Trạm Nghi Sơn
12 Trạm Nam Định 27 Trạm Mộc Châu
7
13 Trạm Phố Nối 28 Trạm Đình Trạm

14 Trạm Đông Hoa 29
15 Trạm Vật Cách 30
• Quay số tự động:
Hay còn gọi là giả trực thông, ở đây mỗi một điện thoại ở trạm đầu xa có một số
để liên lạc, khi thiết lập phiên đàm thoại, tổng đài sẽ tự động quay số tới trạm đầu xa
đó.
Hiện nay trung tâm A0, A1 đang sử dụng các kênh giả trực thông sau:
Bảng 1.3 Điạ chỉ và số điện thoại các kênh giả trực thông nối với trung tâm điều độ
A0, A1
T
T
Địa chỉ Số quay tự động
1 Trạm 220 kV Mai Động 46390
2 Trạm 220 kV Hà Đông 46579
3 Trạm 220 kV Phố Nối 46424
4 NMĐ Phả Lại 1 46053, 46052
5 NMĐ Phả Lại 2 46054, 46056
6 NMĐ Ninh Bình 15390
7 NMĐ Uông Bí 14311
8 NMĐ Thác Bà 46841, 17260
9 NMĐ Hoà Bình 18300
10 Trạm 220 kV Chèm 49180
11 Trạm 220 kV Đông Anh 46240
12 Trạm 220 kV Nam Định 46319
13 Trạm 220 kV Vật Cách 31699
8
14 Trạm 220 kV Tràng Bạch 33699
15 Trạm 220 kV Việt Trì 21501
16 Trạm 220 kV Hưng Đông 38120
17 Trạm 220 kV Ba Chè 46060

18 Trạm 500 kV Hoà Bình 45102
19 Trạm 220 kV Thái Bình 36320
20 Trạm 110 kV Mộc Châu 46022
• Lượng thông tin truyền tín hiệu rơle bảo vệ:
Bảng 1.4 Các loại thông tin Rơle bảo vệ
TT Tên
trạm
Tín hiêụ Số
bít
Chú thích
1 E1.17 CB 02 Tín hiệu trạng thái máy cắt
2 E1.17 ISOL 02 Tín hiệu trạng thái dao cách ly
3 E1.17 DC 01 Tín hiệu nguồn 1 chiều của trạm
4 E1.17 AC Tín hiệu nguồn xoay chiều của trạm
5 E1.17 Communication Tín hiệu về thông tin của trạm
6 E1.17 Bucholz Tín hiệu bảo vệ dòng dầu
7 E1.17 Temp Tín hiệu nhiệt độ dầu máy biến áp
8 E1.17 Diff Prot Op Tín hiệu bảo vệ so lệch
9 E1.17 TC Fault Tín hiệu bộ điều chỉnh điện áp bị hỏng
10 E1.17 TC Start/LDC
Tín hiệu chế độ điều khiển bộ điều chỉnh
điện áp là tại trạm hay tại trung tâm (Local/
Remote)
11 E1.17 Earth Fault Tín hiệu bảo vệ chạm đất
12 E1.17 Over Current Tín hiệu bảo vệ quá dòng
9
13 E1.17 C.B. Not Ready
Tín hiệu máy cắt bị đưa ra khỏi vị trí làm
việc
14 E1.17 Protection Fault Tín hiệu rơ le bảo vệ bị hỏng

15 E1.17 L/S
Tín hiệu chế độ điều khiển máy cắt tại trạm
hay tại trung tâm (Local/ Remote)
•Hệ thống SCADA: Giám sát, điều khiển và thu thập số liệu sản xuất, do đó
lượng thông tin phục vụ các hệ thống SCADA là rất lớn với nhiều loại thông
tin khác nhau như:
o Trạng thái tiếp điểm phụ của máy cắt, cầu dao cách ly
o Tín hiệu đo lường: U, I, P, Q, Cos ϕ
o Tín hiệu điều khiển đóng cắt các máy cắt, điều khiển nấc
máy biến áp
• Kênh truyền dữ liệu tốc độ cao: Phục vụ công tác tự động hoá, điều khiển hệ
thống điện như các kênh bảo vệ tần số.
•Cung cấp dịch vụ đa phương tiện: Như truyền hình quan sát từ xa, truyền số
liệu thời gian thực.
Về kênh truyền: Hiện nay HTTTDL đang sử dụng các loại kênh truyền sau:
o Cáp quang
o Vô tuyến siêu cao tần (Vi ba)
o Tải ba (PLC – Power Line Carrier)
o Dây dẫn phụ hoăc cáp thông tin
Và đang dần thay thế các kênh có dung lượng nhỏ (16kbps, 64kbps) bởi các kênh
truyền công nghệ quang có dung lượng lớn gấp nhiều lần (2Mbps) nâng cao khả năng
tải của các tuyến kênh thông tin.
Về thiết bị tổng đài: Hiện nay HTTTDL đang sử dụng nhiều loại tổng đài khác
nhau của các hãng lớn trên thế giới đảm bảo phù hợp với các nút thông tin theo tiêu
chuẩn và dung lượng truyền qua.
Bảng 1.5 Các loại tổng đài và các nút thông tin tương ứng
10
TT Loại tổng đài Nút thông tin
1
Flexicom-

6000
Hà Tĩnh 500KV, VT3, VT2, Phú lâm 500KV, ĐL. Gia lai, A2
2
Flexicom-
5000
T.Nguyên
5 Acatel- 4400
Hà đông 220 KV, A2, Rạch giá, Tháp chàm, Long thành, Nhà
bè, Callay, Sải gòn,Hóc môn, Phú lâm, Đa nhim
7 AT&T
ĐL.Cần thơ, ĐL N.Định, ĐL.T.Bình, L.H.Dương,
ĐL.H.Phòng, ĐL.Q.Ninh L.L.Sơn, CTV.ĐL 3, NMĐ Cần
Thơ, Rạch Giá
8 Coral.1 ĐL.ĐiệnBiên
9 Coral.1 Ban A miền Bắc
9 Ericson Sóc Sơn, Bắc Giang, Phả Lại 2
10 Medin BQL NMĐ. PL
12 Nitsuco Cty TTĐ2
13 Hicom 353 Mai Đông, Chèm, Đông Anh
14 Hicom 300 220V Việt trì, Tuyên Quang, 220V Nghi Sơn, Xuân Mai
1.1.2 Tăng cường cho mạng viễn thông Quốc gia:
Khai thác tối đa các ưu thế sẵn có của các tuyền đường dây tải điện để phối hợp
xây dựng các tuyến cáp quang trên các đường dây tải điện này là một giải pháp chủ
yếu của hầu hết các quốc gia. Thực hiện chương trình quang hoá hệ thống viễn thông
vừa được lợi về cả kỹ thuật và kinh tế.
1.2 Độ tin cậy và các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy
1.2.1 Khái niệm Độ tin cậy
Là khả năng của đối tượng thực hiện đầy đủ chức năng của mình, đảm bảo các
chỉ tiêu vận hành trong giới hạn cho trước tương ứng với điều kiện và chế độ sử dụng,
chế độ bảo hành kỹ thuật, sửa chữa, tàng trữ và chuyên chở đã được quy định.

1.2.2 Chỉ tiêu đánh đánh giá độ tin cậy của HTTTDL
Khả năng đáp ứng lưu lượng thông tin truyền trên mạng (Khả năng thông qua)
11
Graph: Là một đối tượng gồm các đỉnh và các cạnh sao cho mọi cạnh đều nối
hai đỉnh khác nhau và không có hai cạnh nào cùng nối hai đỉnh giống nhau.
Hình 1.1 Graph thông thường Hình 1.2 Graph có hướng
Networks and Flows
Bây giờ chúng ta sẽ coi các cạnh giống như những đường dẫn có kích cỡ thay đổi
và các đỉnh giống như những điểm mà ở đó những đường dẫn cùng với dữ liệu có thể
đổi hướng.
Hình 1.3 Network
C
i,j
= Dung lượng của cung từ đỉnh i tới j (0 nếu không có cung nào)
Sau đây là ma trận của Graph đã trình bày ở trên:
12
Để tìm ra lưu lượng lớn nhất có thể bơm từ nguồn đến đích chúng ta sẽ xây dựng
khái niệm luồng (flow).
Những Flow phải thoả mãn một vài giới hạn:
Thứ nhất: Các đường dẫn của Flow không thể dẫn số lượng âm
X
i,j
≥ 0 với mọi giá trị i và j. (1)
Thứ hai: Mối flow không thể có một đường dẫn mà đang dẫn một số lượng nhiều
hơn nó có thể dẫn, vì vậy đòi hỏi rằng:
X
i,j
≤ C
i,j
với mọi giá trị i và j. (2)

Thứ ba: Số lượng đi vào một đỉnh bằng số lượng đi ra từ đỉnh đó (Trừ những
đỉnh là nguồn và đích):
∑
=
n
k
ik
X
1
,
=
∑
=
n
k
ki
X
1
,
(3)
Trong đó n là số đỉnh của network
Hàm mục tiêu: muốn nhiều nhất lượng dữ liệu mà được bơm từ nguồn đến đích.
Theo luật Kirchkoff thì mọi dữ liệu đi ra từ nguồn cuối cùng phải đến đích vì vậy số
lượng dữ liệu được bơm từ nguồn đến đích là:
∑
=
n
k
k
X

1
,1
Ở đây chúng ta ngầm định nguồn là đỉnh số 1. Trở lại với luật Kirchkoff thì mọi
dữ liệu vào đến đích là:
∑
=
n
k
nk
X
1
,
13
Ở đây ngầm định đích là đỉnh số n. Kết hợp (1), (2), (3) có:
Max x =
∑
=
n
k
k
X
1
,1

∑
=
n
k
ik
X

1
,
=
∑
=
n
k
ki
X
1
,
Với mọi i từ 2 đến n-1
X
i,j
≤ C
i,j
với mọi giá trị i và j từ 1 đến n.
X
i,j
≥ 0 với mọi giá trị i và j từ 1 đến n.
Thuật toán Ford-Fulkerson:
- Bắt đầu đặt bằng không với mọi cung.
- Tìm augmenting path, có rất nhiều cách, có thể bắt đầu đi theo hướng 1→3→6.
Lượng dữ liệu có thể truyền trên đường này: Đường dẫn từ 1 → 3 có dung lượng 9
(c
1,3
= 9) và hiện tại đang dẫn số lượng là 0 (x
1,3
= 0), vì vậy có thể dẫn thêm 9 nữa.
Đường dẫn từ 3 → 6 có dung lượng 2 (c

3,6
= 2) và hiện tại đang dẫn số lượng là 0
(x
3,6
= 0), vì vậy có thể dẫn thêm 2 nữa.
Chỉ có thể dẫn được Min trong các số đó, vì vậy chúng ta chỉ có thể gửi 2 đơn vị
dữ liệu trên hướng đó.
- Thêm Flow:
14
Lặp lại quá trình như trên, đi theo augmenting path 1 → 3 → 5 → 6. Với mỗi
cung kiểm tra còn bao nhiêu dung lượng thừa:
Dung lượng phụ trội nhỏ nhất là 3 cập nhật Flow như sau:
- Tiếp tục với augmenting path khác, lần này đi theo 1 → 2 → 4 → 6. Dung
lượng phụ trội của các cung này là 5, 4 và 3 vậy có thể truyền trên đường này là 3, cập
nhật Flow này ta có:
Đường cuối cùng: 1 → 2 → 4 → 5 → 6 có:
Qua bảng thống kê trên, chúng ta có thể truyền thêm một đơn vị dữ liệu trên
đường này, cập nhật Flow lên network ta có:
15
Khi nào thì kết thúc thuật toán?
Một lát cắt trong network là tập hợp các cung mà nếu các cung này bị dịch
chuyển đi thì không có hướng đi từ nguồn đến đích.
Ví dụ: Các cung được mô tả bởi nét đứt nằm trong graph sau đây mô tả một lát
cắt, khi dịch chuyển chúng đi, không có một hướng nào từ nguồn tới đích.
Chúng ta cần đo lượng dữ liệu có thể chảy qua tất cả các cung trong lát cắt.
Dung lượng của một lát cắt được định nghĩa là tổng dung lượng của các cung
trong lát cắt đó.
Ví dụ Dung lượng của lát cắt sau đây là: 4+8+2+9=23
Giới thiệu về cường độ hỏng hóc
16

Cường độ hỏng hóc (Failure Rate) là tần suất trung bình của các hỏng hóc.
Cường độ hỏng hóc không luôn luôn là một hằng số, vì vậy hàm rủi ro h(t) được dùng
để mô tả cường độ hỏng hóc tức thời xảy ra tại bất kỳ điểm thời gian nào.
Định nghĩa cường độ hỏng hóc
Cường độ hỏng hóc có thể được định nghĩa một cách chính xác giống như xác
suất trên một đơn vị thời gian mà hỏng hóc xảy ra trong một khoảng thời gian nào đó,
mà thường được viết trong giới hạn của hàm tin cậy, R(t) giống như sau
Hoặc
Ở đó
o t
1
và t
2
là thời gian bắt đầu và thời gian kết thúc của khoảng thời gian
o R(t) là hàm tin cậy, nghĩa là xác suất không có lỗi trước thời gian t
17
Phân bố hỏng hóc
Cường độ hỏng hóc phụ thuộc vào phân bố hỏng hóc của nó, F(t), đó là hàm
phân bố luỹ thừa mô tả xác suất hỏng hóc trước thời gian t:
Hàm phân bố hỏng hóc còn có thể tính được thông qua việc lấy tích phân của
hàm mật độ hỏng hóc f(x)

Có nhiều phân bố hỏng hóc nhưng có một phân bố hỏng hóc phổ biến là phân bố
mũ khi đó hàm mật độ hỏng hóc:
Hình 1.4 Hàm mật độ hỏng theo luật phân bố mũ
Dựa trên cơ sở hàm mật độ hỏng hóc tuân theo luật phân bố mũ ta có hàm phân
bố hỏng hóc được tính như sau:
Trong trường hợp này, tham số ở trong phân bố mũ là cường độ hỏng hóc.
Thời gian làm việc tin cậy trung bình (Mean Time Betweet Failure–MTBF)
Ứng dụng phổ biến của cường độ hỏng hóc là xác định thời gian làm việc tin cậy

trung bình, có thể được hiểu giống như là thời gian trung bình giưa các hỏng hóc.
Thời gian làm việc tin cậy trung bình là nghịch đảo của cường độ hỏng hóc,
18
Thời gian làm việc tin cậy trung bình thường được biểu thị bằng khí đó
Thời gian làm việc tin cậy trung bình cũng có thể được định nghĩa thông qua kỳ
vọng của hàm mật độ hỏng hóc như sau.

Thời gian sửa chữa trung bình (Mean Time To Repair -MTTR)
Đây là một đại lượng cần thiết cho việc nghiên cứu ĐTC của các hệ thống có khả
năng sửa chữa được. Chúng có thể hiểu MTTR là thời gian trung bình để sửa chữa để
cho hệ thống trở lại điều kiện hoạt động bình thường.
Hàm rủi ro (Hazard function) h(t)
Bằng tính toán cường độ hỏng hóc cho một khoảng thời gian rất nhỏ, ∆t, cho ∆t
dần đến 0 khi đó
Hoặc
Như vậy hàm rủi ro chính là cường độ hỏng hóc tức thời tại mọi thời điểm.
Dữ liệu cường độ hỏng hóc
Phương pháp 1: Xem xét dữ liệu lưu trữ về thiết bị hoặc hệ thống
Nhiều tổ chức lưu trữ cơ sở dữ liệu về thông tin hỏng hóc của thiết bị hoặc hệ
thống mà họ sản xuất, mà thông tin này có thể được sử dụng để tính toán cường độ
hỏng hóc cho các thiêt bị hoặc hệ thống. Với những thiết bị hoặc hệ thống mới dữ liệu
lưu trữ về thiết bị hoặc hệ thống tương tự cũng có thể phục vụ cho việc đánh giá.
19
Phương pháp 2: Dữ liệu cường độ hỏng hóc của chính phủ quy định hoặc thị
trường thương mại cung cấp
Thông tin về cường độ hỏng hóc của các thiết bị khác nhau có thể được sưu tầm
từ nguồn tiêu chuẩn của chính phủ hoặc của thị trường thương mại. Ví dụ MIL-
HDBK-217, “Reliability Prediction of Electronic Equipment”, là một tiêu chuẩn quân
sự cung cấp cường độ hỏng hóc của nhiều thiết bị điện tử quân sự. Một vài nguồn
cung cấp cường độ hỏng hóc được tìm thấy trên thị trường thương mại, chủ yếu tập

trung ở thiết bị thương mại, trong đó bao gồm cả thiết bị không phải là điện tử.
Phương pháp 3: Kiểm tra
Hầu hết các nguồn dữ liệu là kiểm tra thiết bị hoặc hệ thống tương tự theo trình
tự phát sinh cường độ hỏng hóc. Làm như vậy thường rất tốn kém hoặc không thực tế,
vì vậy các nguồn dữ liệu thu thập từ hai cách trên thường được sử dụng hơn.
Đơn vị của cường độ hỏng hóc
Cường độ hỏng hóc có thể được thể hiện với việc sử dụng một hình thức đo
thời gian nào đó, nhưng “giờ” là một đơn vị phổ biến nhất trong thực tế. Những đơn vị
khác, như dặm, vòng, có thể được sử dụng thay thế cho đơn vị thời gian. Cường độ
hỏng hóc thường xuyên được thể hiện trong các chú thích trên máy móc là số lỗi trên
một triệu, hoặc 10
-6
, đặc biệt là cho các thiết bị độc lập, do đó cường độ hỏng hóc
thường là rất thấp.
Cường độ hỏng hóc của một hệ thống phức tạp
Cường độ hỏng hóc của một hệ thống phức tạp thông thường là tổng hợp những
cường độ hỏng hóc độc lập của chính các thiết bị của nó, với điều kiện là đơn vị của
các hỏng hóc thành phần phải phù hợp, như số lỗi trên một triệu giờ. Điều này cho
phép kiểm tra những thiết bị độc lập hoặc các hệ thống con, cường độ hỏng hóc sau đó
được tổng hợp lại và ta có cường độ hỏng hóc cho cả hệ thống.
Ví dụ về tính toán cường độ hỏng hóc
Giả sử ta thiết kế tính toán cường độ hỏng hóc của một thiết bị nhất định. Kết
quả kiểm tra có được thể hiện giá trị cường độ hỏng hóc của thiết bị đó. Mười thiết bị
được kiểm tra cho đến khi chúng bị hỏng hóc hoặc đạt đến giới kiểm tra là 1000 giờ,
và kết quả như sau:
20
Bảng 1.6 Thiết bị kiểm tra cường độ hỏng hóc
Thiết bị Giờ Hỏng hóc
Thiết bị 1 1000 Không hỏng hóc
Thiết bị 2 1000 Không hỏng hóc

Thiết bị 3 467 Hỏng hóc
Thiết bị 4 1000 Không hỏng hóc
Thiết bị 5 630 Hỏng hóc
Thiết bị 6 590 Hỏng hóc
Thiết bị 7 1000 Không hỏng hóc
Thiết bị 8 285 Hỏng hóc
Thiết bị 9 648 Hỏng hóc
Thiết bị 10 8821000 Hỏng hóc
Tổng 7502 6
Từ bảng thống kê trên ta tính được cường độ hỏng hóc là:
O=
7502
6
=0.0007998 hỏng hóc/giờ=7.998*10
-6
hỏng hóc/giờ
Hệ số không sẵn sàng
Được dùng để đánh giá ĐTC của các phần tử hoặc hệ thống thông qua việc xác
định hệ số không sẵn sàng K
ks
thực hiện nhiệm vụ của nó. K
ks
được tính qua hai đại
lượng là thời gian sửa chữa trung bình (MTTR) và thời gian làm việc tin cậy trung
bình (MTBF), khi đó
K
ks
=
MTBF
MTTR

= O*MTTR
Ví dụ, với thiết bị đã tính toán được cường độ hỏng hóc ở trên với giả thiết thiết
bị đó có thời gian sửa chữa trung bình là 2 ngày, khi đó ta tính được độ không sẵn sàng
của thiết bị đó là
21
K
ks
= O*MTTR= 7.998 *10
-6
*2=15.996*10
-6
1.3 Phương pháp đánh giá độ tin cậy của HTTTDL
• Phương pháp Dynamic Model
• Phương pháp The Cross – Entropy
• Phương pháp Mô hình (Mô phỏng) như:
o Mô hình tương tự
o Mô hình toán
o Mô hình ghép “ Tương tự – Toán”
• Phương pháp giải tích như:
o Phương pháp điểm kê trạng thái,
o Phương pháp biến đổi sơ đồ,
o Phương pháp phân tích khai trển theo phần tử,
o Phương pháp phân tích cấu trúc
• Phương pháp không gian trạng thái trong đó có sử dụng quá trình ngẫu nhiên
Markov
• Phương pháp phân tích hư hỏng theo cây sự cố.
1.4 Phương pháp cây hỏng hóc
CHH là phương pháp rất hiệu quả để nghiên cứu ĐTC của các hệ thống phức tạp,
có thể áp dụng tốt cho HTĐ. CHH cho phép đánh giá hệ thống về chất lượng cũng như
về số lượng liên quan đến ĐTC. Về chất lượng, CHH cho hình ảnh rõ ràng về nguyên

nhân, cách thức xảy ra hỏng hóc và hành vi của hệ thống. Hơn nữa, phương pháp CHH
cho phép tính được các chỉ tiêu ĐTC của hệ thống.
CHH mô tả bằng đồ thị quan hệ nhân quả giữa các dạng hỏng hóc hệ thống và
hỏng hóc thành phần trên cơ sở hàm đại số Boole. Cơ sở cuối cùng để tính toán là các
hỏng hóc cơ bản của các phần tử.
22
1.4.1 Các thành phần của cây hỏng hóc:
• Cây: Là hình ảnh toàn bộ cấu trúc của đồ thị: cây gồm, cành, cổng và lá.
• Gốc: Là sự kiện hỏng hóc của hệ thống được xét, còn gọi là sự kiện hỏng hóc
đỉnh.
• Lá: Là các hỏng hóc cơ bản ký hiệu bằng vòng tròn.
• Cành: Là các hỏng hóc trung gian nằm giữa các hỏng hóc cơ bản và hỏng
hóc đỉnh.
• Cổng: Nằm giữa cành và lá, các cổng logíc mô tả quan hệ nhân quả giữa các
hỏng hóc.
Hình 1.5 Mô tả ví dụ một cây hỏng hóc
23
1.4.2 Các biểu tượng của CHH:
Bảng 1.7 Các ký hiệu sử dụng trong cây hỏng hóc
Ký hiệu Sự kiện Ý nghĩa
Những ký hiệu sự kiện cơ bản
Sự kiện cơ
bản
Lỗi khởi đầu cơ sở với ràng buộc không phát triển
Sự kiện điều
kiện
Những điều kiện đặc trưng hoặc sự giới hạn mà ứng
dụng cho mọi cổng logic
Sự kiện
không phát

triển
Sự kiện mà không phát triển bởi vì nó thiếu kết quả
hoặc bởi vì thông tin không có giá trị
Sự kiện bên
ngoài
Sự kiện mà thông thường mong đợi xuất hiện
Những ký hiệu sự kiện trung gian
Sự kiện trung
gian
Sự kiện hỏng hóc mà xuất hiện bởi vì một hoặc nhiều
sự việc có trước làm nguyên nhân tác động thông qua
cổng logic
Những ký hiệu cổng
Và
Hỏng hóc đầu ra xuất hiện nếu tất cả hỏng hóc đầu
vào xuất hiện
Hoặc
Hỏng hóc đầu ra xuất hiện nếu ít nhất một trong những
hỏng hóc đầu vào xuất hiện
Hoặc độc
nhất
Hỏng hóc đầu ra xuất hiện nếu chỉ một trong những
hỏng hóc đầu vào xuất hiện
Và ưu tiên Hỏng hóc đầu ra xuất hiện nếu tất cả hỏng hóc đầu
vào xuất hiện trong một chuỗi đặc trưng (Chuỗi được
miêu tả bởi Sự kiện điều kiện được thể hiện phía bên
24
phải của cổng)
Hạn chế
Hỏng hóc đầu ra xuất hiện nếu hỏng hóc đầu vào xuất

hiện trong hiện tại của một điều kiện cho phép (Điều
kiện cho phép được miêu tả bởi Sự kiện điều kiện
được thể hiện phía bên phải của cổng)
Ký hiệu dẫn truyền
Truyền vào
Biểu thị rằng cây được phát triển tiếp tại sự kiện của
đầu truyền ra phù hợp
Truyền ra
Biểu thị rằng sự phân chia này của cây phải được gắn
tại đầu truyền vào phù hợp
1.4.3 Phương pháp phân tích hệ thống:
1.4.3.1 Phân tích định tính:
Trong nhiều hệ thống, phân tích định tính rất hữu ích cho việc đánh giá ảnh
hưởng của các hỏng hóc thành phần khác nhau đến sự kiện đỉnh, kinh nghiệm và khả
năng đánh giá tốt có thể xác định thay đổi thiết kế không cần thực hiện phân tích định
lượng các sự kiện hỏng hóc cơ bản của cấu trúc CHH.
1.4.3.2 Phân tích định lượng:
Phân tích định lượng thường được yêu cầu trước khi thiết kế để chứng tỏ tính
thích hợp hoặc khả năng thoả mãn được đặc tính kỹ thuật bản thiết kế. Đôi khi còn sử
dụng phân tích định lượng để kiểm nghiệm đưa ra các sách lược vận hành HTĐ.
1.4.3.3 Phân tích sự kiện đỉnh:
Một trong các loại phân tích định lượng quan trọng là phân tích định lượng sự
kiện đỉnh của CHH, đặc biệt đối với các hệ thống phức tạp. Hỏng hóc hệ thống được
biểu diễn là sự kiện đỉnh, được xác định bằng cách kết hợp tất cả các loại hỏng hóc
trong một cổng OR. Do đó, hệ thống được xem là tin cậy khi không xảy ra tất cả các
loại hỏng hóc này.
25