Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1984 года по МПК G06N7/08 

цирующего элемента подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с входом третьего дифференцирующего элемента, выход которого подключен к второму входу первого

элемента ИЛИ, выход генератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входом второго элемента И второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов, выход второго элемента И соединен с входом

останова генератора случайных интервалов времени .работы и входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к инверсным входам первого, второго и третьего элементов И, первому входу четвертого элемента И и третьему входу блока-счетчиков, первый выход генератора одиночных импульсов соединен с единичным входом второго триггера, выход которого через шестой дифференцирующий элемент подключен к входу запуска первого генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, второй выход генератора одиночных импульсов соединен с входом останова первого генератора случайного потока импульсов, инверсг ным входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени свертывания обслуживающего прибора, выход которого подключен к четвертому входу блока счетчиков и входу седьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с входом второго генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, выход которого подключен к пятому входу блока счетчиков и входу восьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого триггера подключен к шестому входу блока счетчиков, второму входу шестого элемента И и прямому входу пятого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего триггера, выход которого через девятый дифференцирующий элемент подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход третьего дифференцирующего элемента, соединен с вторым входом четвертого элемента И и нулевым входом третьего триггера, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к седьмому входу блока счетчиков.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖВАНИЯ, содержащее генератор одиночных им- . пупьсов, первый элемент ИЛИ, первый триггер, первый, второй и третий дифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени под- готовки, генератор случайных интервалов времени работы, первый и второй , генераторы случайного потока импульсов, генератор случайных интервалов времени восстановления, первый, второй, третий,четвертый, пятый и шестой элементы И, второй элемент ИЛИ, счетчик количества обслуженных за- явок, счетчик общего количества заявок и счетчик количества срьшов обслуживания заявок, причем вьпсод первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента ,И и с входом первого дифференцирующего элемента, выход которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени подготовки, вьпсод которого соединен с входом второго дифференцирующего элемента, выход третьего дифференцирующего элемента подключен 13 Kfefc jsdii rt/t к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества обслуженных заявок, выход четвертого элемента И подключен к входу счетчика количества: срывов обслуживания заявок, выход первого генератора случайного потока импульсов подключен к входу счётчика общего количества заявок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности.моделирования, в него введены первый и второй генераторы случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый дифференцирующие элементы, генератор (Л случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени свертывания обслуживающего прибора и блок счет иков, причем выход первого генератора случайных интервалов времени транспорсо тировки обслуживающего прибора подклю У1 чен к первому входу блока счетчика и входу четвертого дифференцирующего элемента, выход которого соеди00 О) нен с входом генератора случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, выход которого подключен к второму входу блока счетчиков и входу пятого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска первого генератора случайного потока импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход второго дифферен

Изобретение относится к вычисли-i тельной технике, а именно к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано для исследования функционирования нестационарных систем массового обслуживания с учетом режимов и динамики функционирования.

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания(СМО), содержащее генераторы случайных последовательностей импульсов, счетчики, реверсивные счетчики, многоканальньй блок случайных временных задержек, элементы И, элементы ИЛИ, блок синхронизации lj .

Данное устройство позволяет моделировать СМО с учетом возможностей

возникновения отказов и устранения этих отказов, однако не предусматривает других возможных режимов функционирования, характерных для многих реальных систем - режимов прибытия на место обслуживания, развертывания системы, ожидания заявки, подготовки к работе, свертывания системы, возвращения к месту постоянного пребывания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и по достигаемому эффекту является устройство ддя моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, выход которого подключен к входу счетчика общего количества 3 заявок, счетчик количества необслуженных заявок, первый генератор случайных последовательностей импуль сов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика количества отказов, формирователь одиночного импульса, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки, генератор случайных интервалов време ни работы, шесть элементов И, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик количества срывов обслуживания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счетчик количества необслуженных заявок элемент задержки, второй и третий ге нераторы случайных последовательноетей импульсов, второй и третий счетчики количества отказов и триггер, выход которого подключен к инверсному входу пятого элемента И, второму входу первого элемента И и входу :первой дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с входом генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом четвертого элемента И и входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени работы, установочный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, выход генератора случайных интервалов времени рабрты подключен к первому входу восьмого элемента И и входом третьей цепочки дифференцирования, выход которой соединен с первым входом третьего элемента И и входом девятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок и первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход котЬ рого соединен с единичным входом три гера, нулевой вход которого подключен к выходу десятого элемента И, вы;ход генератора случайных интервалов I времени восстановления соединен с 864 вторым входом третьего и ч(гтвертого элементов И, первым входом второго элемента И и инверсным входом седьмого, девятого и десятого элементов И, выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества срьшов обслуживания заявок и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входом элемента задержки, выход которого подключен к входу генератора зайвок, выход которого соединен с входом десятого элемента И и пятого элемента И и вторым входом второго элемента И, выходы пятого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход .которого соединен с входом счетчика количества необслуженных заявок, выход второго генератора случайных последовательностей импуль ,сов подключен к второму входу щесто;го элемента И, выход которого соеди:нен с входом второго счетчика количества отказов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы первого и восьмого элементов И подключены соответственно к второму и третьему входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановления и входом счетчика общего количества отказов, выход третьего генератора случайных последовательностей импульсов подключен к второму входу восьмого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика количества отказов 2 . Недостатком известного устройства является отсутствие возможности моделирования режимов функционирова-. ния большого класса так назьшаемых нестационарньЬс систем массового Обслуживания, обслуживающих заявки вне места.своего постоянного пребывания. К таким системам относятся, например, подвижные электростанции, различные выездные ремонтные брига- f ды (станции), подвижные пункты технической помощи, технического обслуживания и контроля, передвижные магаЗИНЫ, специальные машины скорой помо щи и т.п. Система массового обслуживания функционирует следующим образом. Получив указание (команду), обслу жийающий прибор (ОП) СМО транспортируется к месту обслуживания. Прибыв на место, обслуживающий приборСМО развертывается и занимает исходное состояние - ожидает прибытия заявок По прибытии заявки обслу ива1рщий прибор СМО подготавливается к обслуживанию, выполняет обслуживание и ожидает очередную заявку. Через опре деленный интервал времени обслужийающий прибор CMC заканчивает работу (если в СМО есть заявка, то она обслуживается), свертьюается, а затем транспортируется к месту своего постоянного пребывания. С получением следующего у1 азания (команды) обслуживающий прибор СМО транспортируется на новое место обслуживания, где повторяется описанный выше цикл функционирования СМО. Цель изобретения - повьшение точности моделирования за счет воспроизведения режимов транспортировки (движения), развертывания, свертывания обслуживающих приборов, ожидания заявок и подготовки к их обслуживаншо. . Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор одиночных импульсов, первый элемент ИЛИ, первый триг гер, первый, второй и третий дифференцирующие элемента, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, первый и второй генераторы случайного потока импульсов, генераторслучайных интервалов времени восстановления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шес.той элементы И, второй элемент ИЛИ, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества заявок, счетчик количества срывов обслуживания заявок, причем выход первого элемента ИЛ1 подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом первого дифференцирующего элемента, , выход которого подключен к входу Ггёнёратора случайных интервалов времени подготовки, вьгход которого соединен с входим второго дифференцирующего элемента, выход третьего дифференцирующего элемента подключен к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества обслуженных заявок, выход четвертого элемента И подключен к входу счетчика количества срывов обслуживания заявок, выход первого генератора случайного потока импульсов подключен к входу счетчика общего количества заявок, введены первь1й и второй генераторы случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый дифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, второй и третий триггеры, генератор случайных интервалов времени- свертывания обслуживающего прибора и блок счетчиков, причем выход первого генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора подключен к первому входу -блока, счетчика и входу четвертого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, выход которого подключен к второму входу блока счетчиков и входу пятого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска первого генератора случайного потока импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход второго дифференцирующего элемента подключен к входу запуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которого соединен с входом третьего дифференцирующего элемента, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход генератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов, выход второго элемента И соединен с входом останова генератора случайных интервалов времени работы и входом генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к инверсным входам первого, второго и третьего элементов И, первому входу четвертого элемента И и третьему входу блока счетчиков, первый выход генератора одиночных импульсов соединен с единичйым входом второго триггера, выход которого через шестой дифференцирующий элемент подключен к входу запуска первого генератора случайных интервалов времени тринспортировки обслуживающего прибора, второй выход генератора одиночных импульсов соединен с входом останова первого генератора случайного потока импульсов, инверсным входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому вХоду второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени свертывания обслуживают щего прибора, .выход которого подключен к четвертому входу блока счетчиков и входу седьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с входом второго генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, выход которого подключен к пятому входу блока счетчиков и входу восьмого дифференцирующего элемента, выход которюго соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого триггера подключен к шестому входу блока счетчиков, второму входу шестого элемента И и прямому входу пятого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего .триггера, выход которого через девятый дифференцирующий элемент подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход третьего дифференцирующего элемента, соединен с вторым входом четвертого элемента И и нулевым входом третьего триггера, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к седьмому входу бло ка счетчиков.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для моделирования систем Массового обслуживания содержит генератор 1 одиночных импульсов.(распоряжений) , второй триггер 2, шес.той дифференцирующий элемент 3, первый генератор 4 случайных интервалов

времени транспортировки.обслуживающего прибора (движения), четвертый дифференцирующий элемент 5, генератор 6 случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, пятый дифференцирующий элемент 7, первый элемент ИЛИ 8, первый триггер 9, моделирующий режим, ожидания, первый генератор 10 случайного потока импульсов, моделирующий поступление заявок в СМО,-первьш элемент И 11 первый дифференцирующий элемент 12, генератор 13 случайных интервалов времени подготовки, второй дифференцирующий элемент 14, генератор 15 случайных интервалов времени работы, третий дифференцирующий элемент 16, второй генератор 17 случайного потока импульсов, моделирукнцйй отказы, второй элемент И 18,генератор 19 случайных интервалов времени восстановления, третий элемент И 20,счетчик 21 количества обслуженньк заявок четвертый элемент И 22, счетчик 23 количества срывов обслуживания заявок шестой элемент И 24, второй элемент ИЛИ 25, генератор 26 случайных интервалов времени свертывания обслуживающего прибора,седьмой диф-г ференцирующий элемент 27, второй генератор 28 случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора (движения), восьмой дифференцирующий элемент 29, пятый элемент И 30, третий триггер 31, девятый дифференцирующий элемент 32, блок счетчиков 33 и счетчик 34 обще го количества заявок.

Устройство моделирует работу СМО, обслуживающей заявки вне места своего постоянного пребывания и имеющей следующий цикл функционирования.

Получив распоряжение (команду) , ОП транспортируется (двизлется) к месту обслуживания заявок. Прибыв на место, СМО развертывается и занимает исходное состояние - ожидает поступление заявки. Одновременно в СМО может находиться не более одной заявки Очередная заявка переводит СМО в режим подготовки к обслуживанию, по окончании которого начинается режим работы - непосредственное обслуживание заявки. По окончании режима работы система вновь переходит в режим ожидания и цикл обслуживания повторяется. Б режиме работы возможно возникновение отказа, при этом заявка

9

теряется, а система переходит в режим восстановления. В режиме росстановления очередные заявки в СМО не лоступают. По окончании восстановления система переходит в режим ожида ния.

Получив распоряжение (команду) на окончание работы, ОП СМО свертывается (если.в СМО есть заявки, то осуществляется ее обслуживание), а затем транспортируется (движется) к месту своего постоянного пребывания. С получением следукяцей команды ОП СМО движется к новому месту обслуживания, где повторяется описанный вьппе цикл функционирования СМО.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора t команд (распоряжений) запускает триггер 2, при этом от дифференцирующего элемента 3 запускается первый г.енера-. тор 4 случайньк интервалов времени транспортировки (движения). По окончании случайного интервала времени движения (прибытие ОП СМО на место обслуживания) от дифференцирующего элемента 5 запускается генератор 6 случайных интервалов времени развертывания ОП СМО, а по окончании .случайного интервала времени развертывания ОП СМО от дифференцирующего элемента 7 через элемент ИЛИ 8 запУскается триггер 9, моделирующий режим ожидания, а также запускается первый генератор 10 случайного потока импульсов, который через некоторый интервал временя начинает вырабатывать случайных поток импульсов, имитирующих заявки. Заявка, поступаю щая от первого генератора 10 случайного потока импульсов через элемент И 11, перебрасывает триггер 9, при этом от дифференцирующего элемента 12 запускается генератор 13 случайных интервалов времени подготовки. По окончании интервала времени подготовки от дифференцирующего элемента 14 запускается генератор 15 случайных интервалов времени работы. По.окончании интервала времени работы от дифференцирующего элемента 16 через элемент ИЛИ 8 триггер 9 устанавливается в единичное состояние, ОП СМО переходит в режим ожидания. Цикл обслуживания повторяется с приходом очередной заявки.

При возникновении отказа импульс -с выхода второго генератора 17 слу18610

чайного потока импульсов через элемент. И 18 запускает генератор 19 слу чайных интервалов времени восстановления, а также поступает на установочный вход генератора 15 случайных интервалов времени работы и прерьюает обслуживание заявки. При этом импульс с выхода дифференцирующего элемента |16 поступает не на счетчик 21 количества обслуженных заявок через элемент И 20, а на счетчик 23 срывов обслуживания заявок через элемент И 22. Напряжение с выхода генератора 19 случайных интервалов времени восстановления блокирует элембнты И 11 и 18, не разрешая поступать заявкам и отказам. По окончании восстановления блокировка снижается. Генератор 1 вырабатывает два вида команд - на начало цикла функционирования и на. его окончание.

Импульс на окончание функционирования СМО от генератора 1 команд (распоряжений) в случае отсутствия заявки в СМО поступает через элементы И 24 и ИЛИ 25 на генератор 26 случайных интервалов времени свертывания ОП СМО и запускает его. По окончании интервала времени свертывается импульс от дифференцирующего элемента 27, запускает второй генератор 28 случайных интервалов времени транспортировки (движения). По окончании интервала времени движения (прибытие ОП СМО на место постоянного пребывания) импульс от -дифференцирующего элемента 29 устанавливает триггер 2 в нулевое состояние, тем самым подготавливая систему к новому выдвижению на место обслуживания.

При наличии заявки в СМО импульс от генератора 1 команд (распоряжений) через элемент И 30 устанавливает триггер 31 в единичное состояние, по окончании обслуживания заявки импульс от дифференцирующего элемента 16 устанавливает триггер 31 в нулевое состояние, а импульс от дифференцирукнцего элемента 32 через элемент ИЖ 25 запускает генератор 26 случайных интервалов времени свертывания ОП СМО.

В блоке счетчиков 33 подсчитывается время нахождения СМО в каждом режиме, число команд и заявок.

По показаниям счетчиков можно оценить различные вероятностные характеристики СМО, в том числе вероятное