Устройство для моделирования вероятностного графа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЖРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНОГО ГРАФА, содержащее первый генератор случайных сигналрв, выход которого соединен с информационным входом ключа, выходкоторого подключен к счетному входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационно входу первого блока индикации, одновибратор, выход которого соединен с первым.входом второго элемента ИЛИ, с у(тановленными входами первого и второго блоков индикации , с установленным входом счетчика, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого ; соединен с вторым входом.первого элементй И и через элемент НЕ с вто рым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, вы ход KOTdporo подключен к нулевому входу второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены третий элемент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выCD СО ходом счетчика, инверсный выход вто , рого триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с первым входом третьегр элемента ИЛИ, выход которог го подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьегр элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

31511 G 06 G 7/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3544304/18-24 (22) 25.01.83 (46) 07.05.84.Бюл. - 17 (72) В.M.Гурулев, Г.Г.Держо, Т.А.Филимонова и И.Д.Шантин (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 68-1.333(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ь"- 389506, кл.С 06 G 7/52., 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 807341, кл. G 06 С 7/52, 1978 (прототип) ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНОГО ГРАФА, содержащее первый генератор слччайньцс сигналов, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационному входу первого блока индикации, одновибратор, выхбд которого соединен с первым. входом второго элемента ИЛИ, с установленными входами первого и второго блоков индикации, с установленным входом счетчика, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса ге„„SU„„1091191 нератора входных сигналов, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход которого . соединен с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом. первого элемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, вы» ход котдрого подключен к нулевому входу второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ, н третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности. моделирования, в него введены третий элемент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выходом счетчика, инверсный выход вто, рого триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которо= го подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И.

1 1091

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессов технического обслуживания сложных систем. Ъ

Известно устройство для моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигналов, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации, а второй †. с первьщ входом ключа, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, выход ключа соеди-.. нен с входом счетчика, выход которо.го соединен с входом элемента ИЛИ и одним из входов первого триггера, второй вход которого является входом устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и через зле-20 мент НŠ— к первому входу второго элемента И, выходы элементов И соеди иены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации, а вторые входы элементов И подключены к выходу элемента ИЛИ. Устройство дает возможность моделировать процесс функционирования сложной системы,. представленной в виде вероятностного грфа, а именно, процессов выполне-. ния случайных объемов работ, ассоциируемых с вершинами графа 51 1.

Однако данное устройство.не позволяет исследовать процесс функционирования сложной системы е учетом ее. отказов и восстановлений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дпя моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигналов, выход .

40 которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика, выход которого поключен к первому входу

: paoro элемента ИЛИ и к первому вхо- ф элемента ЗАПРЕТ, выход которого . соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого

-элемента И подключен к информационному входу первого блока индикации, Ж бдновибратор, выход которого соеди= нен с первым входом второго элемента ИЛИ, с установленными входами первого и второго блоков индикации, с установленным входом счетчика, с вторый входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход которого подклю191 2 чен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с уп- равляющим входом ключа; генератор импульсов, выход которого соединен вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, выход котороГо подключен к нулевому, вход второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом первого элемента ЗАПРЕТ, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого со-. единен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, причем выход второго элемента И подключен к входу второго блока индикации, а сигналы с первого генератора случайных сигналов выведены на .индикацию 32 3.

Известное устройство позволяет моделировать процесс функционирования сложной системы, представленной веро ятностным графом, с учетом ее отказов и восстановлений.

Однако это устройство позволяет учесть отказы системы лишь для вероятности P выполнения случайного объема работ, но не учитывает их для вероятности И невыполнения случайного объема работ при отказах системы, что приводит к нарушению условия Р+й= 1 и понижает точность моделированияия .

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее первый генератор случайных сигналов, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к ачетному входу счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ и к перво му входу элемента запрет, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационному входу первого блока индикации, одновибратор, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, с установленными входами первого и второго блоков индикации, с установочным входом счетчика, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса гене:

3 1091 ратора входных сигналов, выход которого подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов, выход которого подключен к нулевому !0 входу второго триггера, прямой выход которого соединен r. вторым входом первого элемента запрета, и третий генератор случайных сигналов, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которога соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемен.та ИЛИ подключен к нулевому входу первого триггера, введены третий эле. gp мент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ, первый вход которого соединен с выходом счетчика, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход 25 которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом-второго элемента И.

На чертеже изображена структурная схема устройства для моделирования вероятностного графа.

Устройство содержит первый генера. 35 тор 1 случайных сигналов, ключ 2, счетчик 3, первый триггер 4, первый элемент ИЛИ 5, первый элемент 6 запрета, второй триггер 7, второй и третий генераторы 8 и 9 случайных сигналов, генератор 10 импульсов с регулируемой частотой и скважностью. элемента НЕ 11, первый и второй элементы И 12 и 13, первый и второй блоки 14 и !5 индикации, одновибратор 16, второй элемент ИЛИ 17, генератор 18 входных сигналов, второй элемент 19 запрета и третий элемент

ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом.

Сигналом одновибратора 16 устанавливается устройство в исходное состояние по цепям сброса триггеров

4 и 7 через элементы ИЛИ 5 и 17 соответственно, счетчика 3, блоков

14 и 15 индикации, и одновременно возбуждается генератор 18. Генератор

191 4

18, выполненныи, например, в виде генератора пачки импульсов, определяется объем выборки К, задаваемой, например, соотношением

М= 100

t где И вЂ” число импульсов в пачке; п — число десятичных разрядов счетчиков, как первого, так и второго блоков индикации, а эти счетчики через дешифра-. торы соединены с цифровь1ми индикаторами, запятая на которых устанавливается на и десятичных разрядов влево, начиная с младшего разряда.

Первым блоком 14 индикации фиксируется за выборку К вероятность P вы» полнения случайного объема работ, а вторым блоком 15 индикации — вероятность и = 1 — Р.

С приходом каждого импульса от генератора 18 триггер 4 по второму .входу устанавливается в единичное состояние. Ключ 2 открывается и импульсы от генератора 1 поступают на вход счетчика 3. Через случайный интервал времени i! после отсчета числа импульсов, соответствующего дуге взвешенного графа, счетчик 3 переполняется и выдает импульс, который через элемент ИЛИ 5 перебрасывает триггер в нулевое состояние, закрывая ключ 2, и одновременно поступает на первые входы элементов 6 и 19 запрета соответственно. При единичном сигнале на прямом выходе триг . гера 7, соответствующем исправному с

1 состоянию представленной графом системы, импульс с выхода элемента 6 запрета поступает на вторые входы элементов И 12 и 13. На первый вход элемента И 12 поступают импульсы от генератора 10 непосредственно, а на первый вход элемента И 13 — через элемент НЕ 11. Изменением частоты

1 т.

Г = — и скважности оо,. = — (T и период, 7 и — длительность импульса ) импульсов генератора 10 устанавливается соответственно вероятность P и Я при абсолютной надежности представленной графом системы, т.е.

P= 8ep (Y> c )

О = Вер 1 Т . > . )

И

Тогда вероятность P определяется количеством импульсов 7, прошедших а вероятность 9:

Й /ЪФ

6= р

ЯЙ1 и "и

1 hpn Ф + i l Ъ

"и з 1 и

0, прм ..(„ надежности систе.

Тогда при абсолютной мый еео м, ъ

М ф+ь р и

Р+3= — + — „ т.е. на блоки .14 и 15 индикации пройдут все.8 импульсов j oT счетчика

3 через элемент 6 запрета и элементы,И 12 и 13, так как эти импульсы

25 совпадут илн с импульсом Ти с выхода генератора 10 нли с импульсом t и с выхода. элемента НЕ.

Процесс отказов и восстановлений .моделируется сменой состояний тригге- ЗО ра 7. При поступлении на .первый вход триггера 7 импульса от генератора 8, моделирующего отказы в процессе выполнения случайного объема работ, триггер 7 устанавливается в состоя- jg ние, соответствующее нулевому сигналу. на его прямом выходе и единичному сигналу на инверсном выходе.,Процесс

5 10911 через элемент 12 на блок 14 индикации. за выборку. Й, т.е.

N 7. Г 1, при С

91 б устранения отказа моделируется генератором 9, с выхода которого появляется сигнал через временйый интер. вал ty о ., равный времени устранения отказа. В течение времени д импульсы с выхода счетчика 3 не проходят через элемент 6 запрета на счетчик 14 и тем самым, вероятность P уменьшается на величину 5р др=&ер ((с .. ь. ) Л численное значение которой равно р + JAP= —

М 1=1 N

t.+f,. 1,. ори Vь + . y7 ео j 11о и гое си О, при + ь о С „

Введение второго элемента 19 запрета и третьего элемента ИЛИ 20 позволяет за временные интервалы увеличитЬ вероятность Й на ве1ЪО личину уменьшения вероятности P„ так как при отказе импульсы с выхода счетчика 3 поступают через второй элемент 19 запрета и третий элемент ИЛИ 20 на счетчик 15 вероятности 9 . Тогда с учетом отказов . P +6 =(P-ap)+(asst)=Р+Й=1.

Таким, образом, введение второго элемента запрета и третьего элемента ИЛИ позволяет уточнить вероятность невыполнения случайного объе-. ма работ при отказах тем самым повысить точность моделирования.

l09ll9l

Составитель А.Яицков

Редактор П.Макаревич Техред С.Мигунова Корректбр А.Тяско

Заказ 3083/47, Тираж 699 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

}13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4