Устройство для моделирования систем массового обслуживания

 

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 подготовки, 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 заявок, 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

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) зсю G 06 15 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н СВ ТОР С РОССУ С В С ВСТР ОВСТ В У (21) 3563807!18-24 (22) 17.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) И.В.Адерихин и В.А.Карасев (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 826358, кл. G 06 Р 15/20, 1979 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N - 3460893/24, кл. С 06 F 15/20, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

СИСТЕМ MACCOBOI ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор одиночных импульсов, первый элемент ИЛИ, первый триггер, первый, второй и третий дифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени подготовки, 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 заявок, счетчик общего количества за- явок и счетчик количества срывов обслуживания заявок, причем выход 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, выход которого соединен с входом 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 Я дифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени развертыОССОТВНВСВВОГО ООНСОСО 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 временй развертывания обслуживающего прибора, выход которого подключен к второму входу блока счетчиков и входу пятого дифференцирующего элемента, выход которого соеди- « нен с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запуска первого гене,ратора случайного потока импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выход второго дифферен1095186 цирующего элемента подключен к входу

i запуска генератора случайных интерва лов 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 подклю. чеи к выходу второго генератора случайного потока импульсов, выход второго элемента И соединен с входом останова генератора случайных интервалов времени работы и входом генера. тора 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, инверс-, ным входом пятого элемента И и перИзобретение относится к вычисли- тельной технике, а именно к специализированным средствам электронного. моделирования, и может быть использовано для исследования функциониро- 5 вания нестационарных систем массово. го обслуживания с учетом режимов и динамики функционирования.

Известно устройство для моделиро-: вания систем массового обслуживания . (СМО), содержащее генераторы случайных последовательностей импульсов, счетчики, реверсивные счетчики, многоканальный блок случайных временных задержек, элементы И, элементы ИЛИ, блок синхронизации (1) .

Данное устройство позволяет моделировать СМО с учетом возможностей вым 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 триггеI ра, 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. возникновения отказов и устранения этих отказов, однакс 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

1095186 з аявок, счетчик количества неабслуженных заявок, первый генератор случайных последовательностей импульсов, 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 чет- 10 вертый элементы ИЛИ, генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки, генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, гене- 15 ратор случайных интервалов времени восстановления, счетчик количества срывов обслуживания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счет- 20 чик количества необслуженных заявок, элемент задержки, второй и третий генераторы случайных последовательнос-. тей 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 гене- З0 ратора случайных интервал в времени подготовки, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей це почки, выход которой соединен с пер- 35 вым входом четвертого элемента И и входом седьмого элемента И, выход

t которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени рабаты, установочный вход которого 40 соединен с выходом восьмого элемента И, выход генератора случайных интервалов времени работы подключен к первому входу восьмого элемента И и входом третьей цепочки дифференци- 45 рования, выход которой соединен с первым входом третьего элемента И и входом девятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок и пер- 50 вому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход кото рого соединен с единичным входом триг. гера, нулевой вход которого подключен 55 к выходу десятого элемента И, вы,ход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен с а вторым входом третьего и четвертого элементов И, первым входом второго элемента И и инверсным входом седь- . мого, девятого и десятого элементов И, выход четвертого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества срывов 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 заявок, выход которого соединен с входом дееятого 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 шесто1

;го элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика коли чества 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 функционирования большого класса так называемых нестационарных систем массового обслуживания, обслуживающих заявки вне места, своего постоянного пребывания. К таким системам относятся, например, подвижные электростанции, различные выездные ремонтные брига- ды (станции). подвижные пункты технической помощи, технического обслуживания и контроля, передвижные мага1095186 зины, специальные машины скорой помощн И Теле

Система массового обслуживания функционирует следующим образом.

Получив указание (команду), обслу- 5 живающий прибор (ОП) СИО транспортируется к месту обслуживания. Прибыв на место, обслуживающий прибор CN0 развертывается и занимает исходное состояние — ожидает прибытия заявок.

По прибытии заявки обслуживающий прибор СМО подготавливается к обслуживанию, выполняет обслуживание и ожидает очередную заявку. Через определенный интервал времени обслуживающий прибор СМО заканчивает работу (если в CN0 есть заявка, то она обслуживается), свертывается, а затем транспортируется к месту своего постоянного пребывания. С получением 20 следующего указания (команды) обслуживающий прибор CNO транспортируется на новое место обслуживания, где повторяется описанный выше цикл функционирования СМО.

Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет воспроизведения режимов транспортировки (движения), развертывания, свертыва-, ния обслуживающих приборов, ожидания заявок и подготовки к их обслужива-, ниюе Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования

35 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 импуль. сов, генератор случайных интервалов времени восстановления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шес.той элементы И, второй элемент ИЛИ, счетчик количества обслуженных заявок счетчик общего количества заУ

50 явок, счетчик количества срывов обслуживания заявок, причем выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом пер55 вого дифференцирующего элемента, . выход которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого соединен с входом 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 первый и второй генераторы случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, четвертый, пятый, шестой, седьмой, I 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 вхо1095186 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,.первый 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, моделирующий отказы, второй элемент И 18,генератор 19 случайных интервалов времени восстановления, третий элемент И 20, счетчик 21 количества обслуженных 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-, 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 общего количества заявок.

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

Получив распоряжение (команду), ОП транспортируется (движется) к месту обслуживания заявок. Прибыв на место, СМО развертывается и занимает исходное состояние — ожидает поступ" ление 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. В режиме работы возможно возникновение отказа, при этом заявка

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для моделирования систем Массового обслуживания содержит генератор 1 одиночных импульсов.(рас. 55 поряжений), второй триггер 2, шестой дифференцирующий элемент 3, первый генератор 4 случайных интервалов дом 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 10 подключен к входу запуска первого генератора случайных. интервалов времени тринспортировки обслуживающего прибора, второй выход генератора одиночных импульсов соединен с входом. оста- 15 нова первого генератора случайного потока импульсов, инверсным входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго 20 элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора случайных интервалов времени свертывания обслуживаю-. 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, вы- 30 ход которого подключен к пятому вхо-. ду блока счетчиков и входу восьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход первого триг- З5 гера подключен к шестому входу блока счетчиков, второму входу шестого элеР мента И и прямому входу пятого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего .триггера, 40 выход которого через девятый дифференцирующий элемент подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход третьего дифференцирующего элемента соединен с вторым входом чет- 45 вертого элемента И и нулевым входом третьего триггера, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к седьмому входу бло ка счетчиков °

1095186

10 теряется, а система переходит в режим восстановления. В режиме восстановления очередные заявки в CMO не ,поступают. По окончании восстановления система переходит в режим ожида- э ния.

Получив распоряжение (команду) на окончание работы, ОП СМО свертывается (если.в CMO есть заявки, то осуществляется ее обслуживание), 10 а затем транспортируется (движется) к месту своего постоянного пребывания. С получением следующей команды

ОП CNO движется к новому месту обслуживания, где повторяется описан- 15 ный вьппе цикл функционирования СМО.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора 1 команд (распоряжений) запускает триггер 2, 20 при этом от дифференцирующего элемента 3 запускается первый генера- .. тор 4 случайных интервалов времени транспортировки (движения). По окончании случайного интервала времени 25 движения (прибытие ОП СМО на место обслуживания) от дифференцирующего элемента 5 запускается генератор 6 случайных интервалов времени развертывания ОП CMO а по окончании слу- 30 чайного 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 пото- ка импульсов, который через некоторый интервал времени начинает вырабатывать случайных поток импульсов, имитирующих заявки. Заявка, поступаю- 4О 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 случайного 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 прерывает 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 элементы И 11 и 18, не разрешая поступать заявкам и отказам. По окончании восстановления блокировка снижается.

Генератор l 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 CNO 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 CMO 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 дифференцирующего элемента 32 через элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 случайных интервалов времени свертывания ОП СМО.

B блоке счетчиков 33 подсчитывается время нахождения CMO в каждом режиме, число команд и заявок. .По показаниям счетчиков можно оценить различные вероятностные характеристики CNO в том числе вероятнос1095186

Составитель И.Дубинина

Редактор Л.Пчелинская Техред А,Ач Корректор С.Шекмар

Заказ 3599/31 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ти пребывания CMO в каждом из режимов, вероятности обслуживания заявок и срывов обслуживания, показатели надежности и готовности, а также эффективность и качество организации функционирования нестандартных CMO и обслуживания заявок.

Таким образом, с помощью предлагае. мого устройства при статистическом мо10 делировании наиболее полно учитываются реальные явления, имеющие место при эксплуатации нестационарных систем массового обслуживания, а именно развертывание, свертывание, движение обслуживающего прибора СМО к месту обслуживания заявок и обратно к месту своего постоянного пребывания, ожидание заявок и подготовка к их обслуживанию, обслуживание заявок, возникновение отказов и их устранение. Этим обеспечивается значительный техникоэкономический эффект от применения устройства — более точно моделируются процессы и динамика функционирования, а также более достоверно прог" нозируются численные значения показателей качества функционирования исследуемых нестационарных систем массового обслуживания.