Устройство для моделирования систем массового обслуживания Советский патент 1985 года по МПК G06N1/00 

к входам линий задержки группы,выходы которых соединены с одноименными входами пороговых элементов Г1)уппы, выходы которых подключегйл к первым входам одноименщ.1х элементов И группы, выходы которых соединены с входом блока регистрации и входами элементов ИШ группы, выходы которых подключены к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом третьего .элемента И, выход второго триггера подключен к вторым входам элементов И группы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержа|дее генератор потока заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок : и с прямым входом первого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, выход которого через первую дифференцирующую цепочку соединен с входом запуска генератора случайнь1х интервалов времени подготовки, выход которого подключен к входу второй дифференцирующей цепочки,выход генератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входом второго элемента И и через третью дифференцирующую це- . почку подключен к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества заявок, выход генератора потока отказов подключен к второму входу второго .элемента И, выход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен с первым входом четвертого элемента И и с инверсным входом третьего элемен та И, счетчик количества срывов I KKtfmtff.s I Ш;Г:-: л| обслуживания заявок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режима воз-i действия возмущающих факторов на процесс функционирования систем массового обслуживания, в него введены генератор случайных напряже- . НИИ, блоки нелинейнЬгх элементов, второй триггер, интегратор, группа линий задержки, группа пороговых элементов, группа элементов И,группа элементов ИЛИ, блок регистрации, причем выход генератора случайных напряжений соединен с входами первого и второго блоков нелинейных элементов и с входом интегратора, выхода первоСО го и второго блоков нелинейных элемен.тов подключены.соответственно к входам запуска генератора потока заявок и генератора потока отказов, выход второго элемента И соединен с входом останова генератора случайных интервалов времени работы и входом запусск ка генератора случайных.интервалов 4 времени восстановления, выход которого подключен к инверсному входу первого элемента И, выход третьей дифференцирующей цепочки соединен с СП единичным входом первого триггера, с входом сброса интегратора и с вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества срьшов обслз яйв.ания заявок, выход второй дифференцирующей цепочки -соединен с .входом запуска генератора случайных интервалов времени работы и с входом задания начала интегрирования интегратора, выход которого подключен

. I , Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования систем массового обслуживания (СМО) с учетом условий применения, динамики их функционирования и качества работы обслужива ющих приборов при различных внешних воздействиях. Известно устройство для моделирования СМО, содержащее управляемый генератор случайного потока импульсов, блоки генераторов случайных интервалов времени, блок случайных временных задержек, счетчики, дешифратор, элементы ИЛИ, элементы И. Данное устройство позволяет моделировать СМО с-учетом возможности возникновения отказов и их устраненияЩ. Однако данное устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования; характерных для реальных СМО, а именно - режимо ожидания поступления заявки, подготовки к обслуживанию заявки и не уч тывает влияния внешних возмущающих воздействий на процесс функционирования СМО. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство дпя моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, выход которого по ключен к входу счетчика общего коли tjecTBa заявок, счетчик количества н обслуженных заявок, первый генерато случайных последовательностей импул сов, выход которого соединен с перв входом первого элемента И, выход ко торого подключен к входу первого счетчика количества отказов, форми рователь одиночного нмпульса, второ третий, четвертый элементы И, первы второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, .генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки,генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик количества срывов обслуясивания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счетчик капичестЕ1а необслуженных заявок, элемент задержки, второй Н третий генераторы случайньпс последовательностей 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 случайн1ых интервалов времени работы, установочный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, а выход генератора случайных интервалов времени работы подключен к первом:рг входу восьмого элемента И и к входу третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента И и входом девятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу десятого элемента И, выход генератора случайных интервалов времени восстановления с динен с вторым входом третьего и четвертого элементов И,с первым в дом второго элемента И и инверciaiMH входами седьмого, девятого и десятого элементов И,выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента Ш1И, выход которого соединен с входом счетчика количества срывов обслуживания заявок и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выгход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ШШ, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входо элемента задержки, выход которого подключен к входу генератора заявок выход которого соединен с входом десятого элемента И, пятого элемента Ни вторым входом второго эле мента И, выходы пятого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества необслужеи ных заявок, выход второго генератора случайш 1х последовательностей импульсов подключен к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика количества отказов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы первого и восьмого элементов И подключены соответственно второму и третьему входам третьего элемента ШШ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановления и входом счетчика общего количества отказов, выход третьего генерато ра случайных последовательностей, импульсов подключен к второму.входу восьмого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика количества отказов 2J. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности моделирования условий применения,т.е. моделирования воздействия различны возмущающих факторов, характеризующих условия применения обслуживающих приборов СМО и влияющих на процесс их функционирования и на результаты обслуживания заявок. К таКИМ факторам относятся естественные и искусственные воздействия.- например помехи, наводимые в телефонном кабеле, промьщшенные шумы, атмосферные помехи, воздействующие на системы радио связи и т.п. Целью изобретения является расширеш1е функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения рб)сИма воздействия возмущающих факторов на процесс функционирования -гсвстемы массового обслуживания. Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирований систем массового обслуживания, содержащее генератор потока заявок, вы ход которого соединен с входом счетчика общего количества эаявок и с прямым входом первого элемента И, выход которого подключен к нуяевому входу первого триггера, выход которого через первую дифференцирукяппо . цепочку соединен с вхоощой запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к входу второй дифференцирующей цепочки, выход генератора случайных интервалов времени работы соединенс первым входом второго элемента И и через грбть№дифференцирующую цепочку подключен к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен е входом счетШка количества заявок, выход генератора потока отказов подключен к второму входу второго элемента И, выход генератора случайных интервалов емени восстановления соединен с перЯЕФ вхо-т дом четвертого элемента И и с инверсным входом третьего элемента И, счетчик количества срьгоов обслуживания заявок, введешл генератор случайных напряжений, блоки нелинейных элементов, второй триггер, интегратор, группа линий задержки, группа пороговых элементов, группа элементов И, группа элементов ШШ, блок регистрации, причем выход генератора случайных напряжений соединен с входами первого и второго блоков нелинейных элементов и с входом .интегратора, выходы первого и второго блоков нелинейных элементов подключены соответственно к входам запуска генератора по-тока заявок и генератора потока отказов , выход второго элемента И соеинен с входом останова генератора случайных интервалов времени работы 5 и входом запуска генератора случайны интервалов времени восстановления, выход которого подключен к инверсному входу первого элемента И, выход третьей дифференцирующей цепочки соединен с единичным входом первого триггера, с входом сброса интегратора и с вторым входом четвертого элемента И,выход которого подключен к входу счетчика кояичества срывов обслуживания заявок, выход второй дифференциру|(Я(ей цепочки co«gspiHeH с входом запуска гейёра ора случайных интервалов 5ремени работы и с входом задания начала интегрирования ин тегратора, выход которого подключен , к входам линий задеряеки группы, вдлхо ды которых соединены с одноименными входами п«ч оговых элeмeнtoв группы, выходы которых подключены к первьм входам одноименных элементов И.групШ 1, : выходы которого соединены с входом блока регистрации и входами элементов ИЛИ группы, выходы которьис подключены к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого соединен с №1ходом третьего элемента И, выход второго триггера подключен к вторым входам элементов И группы. ; На чертеже изображена схема устройства. Устройство для моделирования систем массового обслуживания содержит генератор 1 случайных напряжений, блоки 2 и 3 нелинейных элементов, генератор 4 потока заявок, первый элемент И 5, первый триг гер 6, первую дифференцирующую цепочку 7, генератор 8 случайных интервалов времени подготовки, вторую дифференцируквдую Цепочку 9, гене .lO случайных интервалов врёмени рабош, третью дифференцирующую цепочку 11, генератор t2 пото ка отказов, второй элемент И 13, генератор 14 случайных интервалов времени восстановления, третий элемент И 15, счетшк 16 количества обепуженных заявок, четвертый элемент И 17, счетчик 18 количества срывов обслуживания заявок, интегратор 19, группу 20 линий задержки, группу 21 пороговых элементов, группу 22 элементов И, счетчик 23 общег количества заявок, блок 24 регистрации, группу 25 элементов ИПИ и триггер 26, 25 Устройство моделирует р.аботу СМО, имеющей четыре режима функционирования: восстановления, ожидания, подготовки и работы (обслуживание заявки). В режиме Работа возможно возникновение отказа. При возникновении отказа происходит срыв обслуживания заявки и сразу начинается восстановление. При этом вновь посту.пИвшиё заявки, пришедаие в период восстановления, теряются. В режиме Работа на СМО оказывают возмущающие воздействия различные внешние факторы (шумы, помехи и т.д.). Ка- чествО процесса функционирования СМО зависит от уровнявоздействия возмуща«да(их факторов (например, помех), накоппенных в системе за время работы. В зависимости от уровня возмущающего воздействия различ1В)1х внешних факторов устанавливаются градации качества обслуживания заявки и каждая обслуженная заявка регистрИ7 руется вместе с информацией о качестве обслуживания. Устройство работает следукмдим образом. В генераторе 1 вырабатываются случайшле напряжения с нормальным распределением мгновенных амплитудных значений. Поступающие на входы блоков 2 и 3 случайные на;пряжения с помощью диодных нелинейных элементов (или злектрических фильтров) по известным правилам преобразуются в елучайные величи1№1 времени обслуживания и наработки обслуживакщих приборов на отказ с требуемьпчи для моделирования входных потоков заявок законами распределения вероятностей. В генераторе 4 потока заявок непрерывные случайные напряжения подвергаются квантованию и преобразо временные интервалы. Импуль, ограничивающие получаемые временные интервалы, имитируют поток заявок на обслуживание. Вид закона распределения вероятностей времен методу моментами постутения заявок. а также его хгГрактерисгика устанавливаются постоянными или изменяющимися во времени, по одре,челейным зависимостям в блоке 2 нелинейных элементов . В Исходном положении триггер 6 наг ходится в нулевом состоянии,что соответствует нaxoждeн ю СМО в режи ме откидания, триггер 26 находится в нулевом состоянии, что соответствует положению группы 22 элементов И, при котором импульсы с выходов группы 21 пороговых элементов не проходят на входы блока 24 регистрирующих устройств. Импульс с выхода генератора 4 заявок через элемент И 5 поступает, на нулевой вход триггера 6, что соответствует окончанию режима ожидания. При этом импульс с выхода дифференцирующей цепочки 7 запускает генератор 8 случайных интервалов времени подготовки, на выходе которого формируется интервал времени, имитирующий режим подготовки. По окончании интервала времени подготовки импульс от дифференцирующей цепочки 9 запускает генератор 10 случайных интервалов времени работы на выходе которого формируется временной интервал, имитирующий режим работы (непосредственное обслуживание заявки), по окончании этого интервала импульс с выхода дифференцирующей цепочк,и 11 поступает на (единичный вход триггера 6 и система переходит в режим ожидания. С приходом очередной заявки описанный : вьппе цикл функционирования повторяется. В режиме работы возможно возникновение отказа. Отказы имитируются с помощью импульсов, вырабатываемых генератором 12 потока отказов.№«пульс с выхода генератора 12 потока отказов через элемент И 13 nocTjmaет на вход генератора 10 случайных интервалов времени работы и прерыва ет обслуживание заявки,а также запускает генератор 14 случайных интервалов времени восстановления. Пр нахождении CMC в режиме восстановления заявки не могут поступать, по этому напряжение с выхода генератора 14 блокирует элемент И 5. импульсы, соответствующие заявкам, через элемент И 15, инверсный вход которого подключен к выходу генератора 14 случайных интералов времени восстановления, поступают на счетчик 16 количества обслуженных заявок, одновременно приходя наединичный вход триггера 26,переводя его в единичное состояние, при котором открываются входы группы 22 элементов И, Заявки, обслуживание которых прервано возникновением отказа, поступают через, элемент И 17. второй вход которого подключен к выходу генератора 14 случайных интервалов времени восстановления, на счетчик 18. количества срывов обслуживания заявок. С третьего выхода генератора 1 случайных напряжений поступает на интегратор 19 напряжение, имитирующее воздействие внешних возмущающих факторов. С началом режима работы импульс с выхода дифференцирующей цепочки 9 включает интегратор 19, который накапливает напряжение,поступающее с третьего выхода генератора J случайных напряжений, имитирующее воздействие внешних возмущающих факторов..Считается, что чем более воздействие внешних возмущающих факторов (помех) накоплено интегратором за время работы, тем хуже качество обслуживания заявки. По окончании интервала времени работы с выхода дифференцирующей цепочки 11 на интегратор 19 поступает импульс, при этом сигнал определенного уровня поступает на выходы 20 линий задержки группы, содвржад(его п элементов. В i-м канале группы 20 линий задержки импульс задерживается на время - i , i 1,п. Далее с выходов 20 линий задержки группы импульсы поступают на соотвётствукйцие входы пороговых элементов 2I группы, каждый из каналов которого настроен на определенный уровень и импульса, причем U;,,. и,и. ..Ur. Если уровень поступивщего импульса превьщгает порог настройки i-ro канала, то с соответствующего выхода пороговых элементов 21 группы через открытый i-и канал элементов И 22 группы, содержащего также п элементов, импульс поступает на i-и вход блока 24 регистрации, а также на соответструкяций вход группы элементов ИЛИ 25, импульс с выхода которого поступает на нулевой вход триггера 26, переводя его в нулевое состояние, при котором входы элементов И 22 группы закрываются и задержанные импульсы с выходов пороговых 21 группы, настроенных на более низкие уровни входных импульсов, не проходят на остальные входы блока 24 регистрации, и, следовательно, теряются, В блоке 24 фгассируются заявки, обслуженные с уровнем качества, пежапщм в данном диапазоне. . Счетчик 23 подсчитывает общее количство заявок, поступивших на вход СМО.

По показаниям счетчиков и блока регистрации можно оценить различные вероятностные характеристики процесса функционирования СМО, такие как вероятности обслуживания заявки, срыва обслз живания, обслуживания с заданным качеством в соответствии с установленным критерием и другие показатели.

Данное устройство позволяет моделировать системы массового обслуживания с учетом режимов jn условий функционирования, а именно с учетом характерных для многих реальных СМО режимов ожидания поступ-пения заявки, подготовки к обслуживанию заявки, обслуживанию заявки, восстановления отказов, возникших при обслуживании, а также влияния внешних возмущающих воздействий на процесс функционирования СМО.