Устройство для моделирования сис-tem массового обслуживания

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ

Саюз Советскик

Сециалнстнчесии и

Республнк

<1я81? ?23 (63) Дополнительное к евт. сеид-ау— (22) Заявлено 18. 06. 79. (71) 2781993/18-24 (Я)м. Ks.з с присоединением заявки М—

G 06 F 15/20

Государственный комитет

СССР ве делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3003,81. бюллетень М 12 (53) УДК 681.325 (088.8) J

Дата опубликования описания 30.0331

P2) Авторы изобретения

В.М.Крылов, Л.М.Крылова, Л.Я.Прунцева н (73 ) Заявитель

Московский ордена Ленина и ордена Трудово

Знамени институт инженеров-железнодорожно (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

NACCOaOFO ОБСЛУЖИВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначается для статического моделирования процессов функционирования систем массового обслуживания с учетом надежности н качества работы обслуживающих приборов (каналов).

Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор входного,потока заявок, модель обслуживающего при-. бора, реверсивный счетчик, логические элементы ИЛИ, И, управляемый регистр сдвига, причем реверсивный счетчик через элемент ИЛИ соединен с моделью. обслуживающего прибора, выход которого подключен ко входу управляемого регистра сдвига, гене" ратор случайных импульсов, триггер, Ю входы элементов И присоединены к выходу генератора случайных импульсов, а выходы — ко входам элемента

HJIH, второй вход которого соединен со вторым входом управляемого регистра сдвига. Устройство позволяет моделировать системы, в которых время пребывания заявок в очереди на обслуживание является случайной ве.личиной )1) . 30

Недостатком устройства является то, что с его помощью нельзя иссле довать системы, в которых учитываютея изменения в работе обслуживающих элементов, т.е. обслуживание осуществляется с переменной интенсивностью.

Известно также устройство для моделирования систем массового обалу" живания, содержащее логические элементы И, ИЛИ, НЕ, регистр, блок дифференцирования, вход которого соединен с входом регистра, а выход подключен ко входу первого элемента ИЛИ, регистрй настойки, триггер, блок памяти,линии задержки и блок сравнения, Вход которого соединен с выходом первого регистра, выход подключен к первомУ входу блока сраэнения и через линию задержки — к первому входу элемента ИЛИ и входу триггера. Данное устройство позволяет моделировать систеаа со сложными дисциплинами обслуживания с учетом неоднородности потоков и различных приоритетов, находящихся в очереди заявок (21.

Однако с помощью такого устройства невозможно моделировать отказы обслуживающих приборов, а также учитывать изменение их производительности

817723 мз-за возникающих дефектов в процессе функционирования — ухудшение качества обслуживания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования системы массового обслуживания, содержащее два генератора случайных импульсов, догические элементы И, ИЛИ, "Запрет",, два реверсивных счетчика, линию задержки, дешифратор, выходы генерато. ров случайных импульсов через элемен- 1 ты ИЛИ подключены ко входам реверсивных счетчиков, выходы которых соединены со входами вторых логических элементов ИЛИ, входы первой и второй линий задержек через элементы "Занрет" подключены к выходам генераторов потоков заявок и отказов каналов обслуживания соответственно, вхо50 ды счетчиков общего числа заявок и числа необслуженных заявок присоеди- 20 иены через элементы И и ИЛИ к выходам реверсивных счетчиков ° Устройство позволяет исследовать системы с потерями заявок из-за случайных вне: запных отказов обслуживающих приборов при постоянных интенсивностях отказов. В реальных условиях эксплуатации СМО ийтенсивности отказов обслуживающих приборов представляют ,собой нестационарные. функции времени (3f.

Однако данное устройство характеризуется отсутствием возможности моделирования систем с близкими к действительным характерам изменения интенсивностей отказов обслуживающих приборов, и, как следствие этого, низкой точностью получаемых результатов моделирования.

Цель изобретения — повышение точности устройства для моделирования 40 процессов функционирования системы, заключающееся s учете реальных законов изменения интенсивности отказов обслуживающих приборов (каналов).

Поставленная цель достигается тем, что B устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных напряжений,первый выход которого сое динен со входом первого блока нелинейных элементов, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам блока формирования времени обслуживания и генератора потока заявок, выход которого подключен к первому входу накопителя очереди, второй вход которого через последовательно соединенные. первый дешифратор и первый счетчик подключен к выходу первого блока элементов

° Запрет", блок триггеров, первый вы- 60 ход которого соединен со входом второго счетчика, введены блок переключателей, второй блок элементов "Запрет", второй блок элементов И, второй дешифратор, третий счетчик, гене- 5 ратор потока отказов и второй блок нелинейных элементов, вход которого подключен ко второму выходу генератора случайных напряжений, а выход второго блока нелинейных элементов через генератор потока отказов соединен со входом первого блока элементов "Запрет" и с первыми входами второго блока элементов "Запрет" и блока элементов И, выход которого через последовательно соединенные третий счетчик и второй дешифратор подключен к третьему входу накопителя очереди, выход которогО соединен со вторым входом второго блока элементов "Запрет", выход которого соединен с первым входом блока переключателей, второй вход которого подключен к выходу блока формирования времени обслуживания, а выходы блока переключателей соединены соответственно с группами входов первого блока элементов "Запрет" и блока триггеров, второй выход которого соединен со вторым входом блока элементов И.

На чертеже приведена блок-схема устройства. устройство содержит генератор 1 случайных напряжений, блоки 2 и 3 нелинейных элементов, генератор 4 потоков заявок, блок 5 формирования .времени обслуживания, генератор 6 потока отказов, накопитель 7 очереди, блоки 8 и 9 элементов "Запрет", блок 10 переключателей, блок 11 триггеров, блок 12 элементов И, третий счетчик 13, первый счетчик 14, дешифраторы 15 и 16 и второй счетчик 17.

Первый выход генератора 1 случайных напряжений соединен со входом блока 2 нелинейных элементов. Блоки

2 и 3 состоят из типовых диодных нелинейных. элементов и электрических фильтров, Предназначающихся для трансформирования нормального закона распределения случайных амплитудных значений генератора 1 в иные законы (несимметричные, многомодельные и др.) с требуемыми статическими характеристиками.

Первый выход блока 2 через генератор 4 формирования потока заявок подключен к первому входу накопителя

7 очереди.

Генератор 4 потока заявок содержит типовые схемы квантования для получения выборок амплитудных значений непрерывно изменяющихся во времени случайных напряжений, поступающих с выхода блока 2 нелинейных элементов.

Второй выход блока 2 подключен ко входу блока 5 формирования интегралов времени .обслуживания заявок.

Блок 5 подобно генератору 4 содержит квантователи напряжений, а также схемы для интегрирования (или развертывания) зафиксированных значений

817723 напряжений в интервалы времени, про- Счетчики 13 и 14 необслуженных порциональные длительностям обслужи- заявок, а также счетчик 17 времени вания заявок. простоя обслуживающих приборов из-за

Вход блока 3 нелинейных элементов их отказов являются серийнычи прнбоподключен ко входу генератора 6 по- рами с позиционно кодированием потока отказов, который состоит из ти- 5 ступающих на входы импульсов. Входы повых квантователей непрерывных слу- счетчиков 13 и 14 соединены со вхо-. чайных напряжений, запоминающих и дами дешифраторов 15 и 16. интегрирующих блоков, а также релей.-, Дешифраторы 15 и 16 содержат мноно-контактных или полупроводниковых горазрядные триггерные регистры па интегральных н оптоэлектронных аналогово раллельного действия на потенциальновых и ключевых элементов. С помощью, импульсных элементах и универсальные ключевых элементов имитнруютая внезап- логические схемы совпадения. Дешифные отказы, а для моделирования посте- раторы 15 и 16 служат для преобразопенных отказов, характеризуемых неста- вания кодовой информации, содержащейционарными монотонно меняющимися во ся s счетчиках 13 и 14, в сигналы завремени интенсивностями, служат инте- " писк заявок в никопитель 7 очереди. грнрующне узлы. Восстановления обслу- Устройство работает следующим обживающих приборов имитируются комму« разом. тацией (замыканием или размыкаиием) К генераторе 1 вырабатываются цепей, с помощью которых моделируют- случайные напряжения с нормальным ся отказы обслуживающих приборов. . 20 распределением мгновенных амплитудных

Сигналы, соответствующие исправ- значений. Поступающие на входы блоной работе приборов, появляются s ви- ков 2 к 3 случайные напряжения с де перепадов напряжений на выходах помощью диодных нелинейных элементов генератора 6 отсутствие, сигналов кли электрических фильтров по известозначает возйикновение отказов обслу- 5 иым правилам преобразуются в случайживающих приборов и пребывание их в ные величины с требуемыми для моделисостоянии восстановления (ремонта). рованкя входных потоков заявок, времеНакопитель / очереди представля- нем обслуживания и наработки обслует собой. суммирующий трехвходовый живающкх узлов на отказ законами рассчетчик с двоичным или десяткчнкаа З0 пределеиия вероятностей. кодированием.. В генераторе 4 потоков заявок неБлоки 8 и 9 логических элементов прерывнне случайные напряжения подсодержат наборы из и {и — равно чкс- вергаются квантованию, промежуточнолу обслуживающих приборов) схем ре- . му запоминанию к преобразованию во ализацин операции "Запрет". Йрк от- временные интервалы. Импульсы, ограсутствии сигналов на входах запрета ничивающие получаемые временные инсигналы на выходах каждого логичес- тервалы, имитируют поток заявок на кого элемента появляются одновремен- обслуживание. Виды законов распредено с сигналами на разрешающих входах. лений вероятностей поступления заяВходы блока 8 логических элемен- вок, а также их характеристики устов "Запрет" н блока 5 формиоования 40 танавливаются постоянными или измеподключены к первому и второму входам няющимкся по определенным зависимос-. блока 10 переключателей соответствен- тям в блоке 2 нелинейных элементов. но. Блок.10 состоит из переключатель- В блоке 5 Формирования времени .ных элементов в виде .бесконтактных . обслуживания зыборочные значения слутранзисторных коммутационных элемен- 4 чайного напряжения, поступающего из тов, с помощью которых производится блока 2, развертываются во времени .одновременное составление связей меж- с помощью цифровых интеграторов кли ду входами блока 11 триггеров, выхо- .генераторов линейно изменяющегося дами накопителя 7 очереди заявок и напряжения. выходом блока 5 Формирования времени щ0 Заявки, подаваемые на второй вход обслуживания. Структурная схема бло- накопителя 7 от генератора 4 потока ка 10 переключателей составляется ис- заявок, прк занятых.обслуживающих ходя из конфигурации системы к дисци- приборах образуют очередь.К входному плины обслуживания. потоку. заявок на обслуживание приВходы блока 11 триггеров, число бавляются необслуженные и недообслукоторых равно п, соединены с 2п женные заявки из-за отказов приборов выходами блока 10 переключателей. в блоке ii. Указанные заявки поступаБлок 11 представляет собой набор ти- ют с выходов дешифраторов 15 и 16 на повых узлов запоминания, построен- второй и .третий входы накопителя 7. ных на базе RS-триггеров с раздель- На базе блока 8 логических элеменными входами. Состояния RS-тригге- 60 тов "Запрет", блока 10 переключателей ров и значения хранимых двоичных и блока 11 триггеров могут быть оргацифр определяются на прямом и инверс- ннзованы структуры моделей системы ном выходах, используемых для форми- широкого класса с различными днсцип- . рования импульсов ухода заявок из линами обслуживания. С выхода блока обслуживающих приборов. 65 8 импульсы, моделирующие заявки,рас817723 пределяются переключателями блока 10 по входам обслуживающих приборов триггеров блока 11. поступление импульсов-заявок может быть запрещено из-за отказов обслуживающих приборов .при наличии сигналов на втором входе блока элементов "Запрет". . Запрещающие сигналы формируются в генераторе б (нмитаторов отказов).

Отказы обслуживающих приборов и их . восстацовления представляют собой потоки. случайных событий, которые моделируются следующими функциональными узлами: управляемыми квантователями случайных напряженый, интегра» торами и формирователями импульсов (можно производить интенсивность по- 15 токов отказов и восстановлений в виде заданных нестационариых монотонных функций времени). Сигналы, ими. тирующие отсутствие отказов обслуживающих приборов, с выхода генератора 20 б подаются на разрешающий (2m+1)-ый вход второго блока 9 элементов "За : прет", а также на второй вход блока

12 элементов И. При занятых обслужи. вающих приборах и отсутствии отказов на выходе блока 9 появляются импульсы, моделирующие необслуженные заявки, которые учитываются счетчиком 14.

В тех случаях, когда происходят ,.:отказы обслуживающих приборов н оии переходят а состояние восстановления, со второго выхода cssiox@ 11 через блок 12 логических элементов сигналы поступают в счетчик 13 недообслуженнйх иэ-за отказов приборов заявок.

Статические характеристики процессов функционирования система с учетом иестациоиарных характеров изменения интенсивностей отказов и восстановлений обслуживающих приборов вычисляются известили способами по 40 показаниям счетчиков 13,14 и 17, а также общего числа поступающих заявок.

Таким образом, устройство для статического моделирования процессов функционирования системы обладает повышенной точностью благодаря -более пблному учету особенностей реальных .потоков отказов и восстановлений обслуживающих приборов. Это приводит к улучшению технико-экономических показателей устройства, а именно к по.вышению достоверности прогнозирования количественных оценок качества и надежности системы, а также к сокращению материальных и трудовых затрат на эксплуатацию проектируемых и исследуемых систем.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайных напряжений, первый выход которого соединен со входом первого блока нединейных элементов, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входам блока формирования времени обслуживания и генератора потока заявок, выход которого подключен к первому входу накопителя очереди, второй вход которого через последовательно соединенные первый дешифратор и первцй счетчик подключен к выходу первого блока - элементов "Запрет", блок триггеров, первый выход которого соединен со входом второго счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. с целью повышения точности устройства, оно содержит блок переключателей, второй блок элементов "Запрет", второй блок элементов И, второй дешифратор, третий счетчик, генератор потока отказов н второй блок нелинейных элементов, вход которого подключен ко.второму выходу генератора случайных напряжений, а выход второго блока нелииейных элементов через генератор потока отказов соединен со

Входом первого блока элементов "Запрет" и с первыми входами второго блока элементов "Запрет" н блока элементов И, выход которого через последовательно соединенные третий счетчик и второй дешифратор подключен к третьему входу накопителя очереди, выход которого соединен со вторым входом второго блока элементов

"Запрет", выход которого соединен с первым входом блока переключателей, второй вход которого подключен к выходу блока формирования времени обслуживания, а выходы блока переклю- чателей соединены соответственно с группами входов первого блока элементов "Запрет" и блока триггеров, второй выход которого соединен со вторым входбм блока элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 498622, кл. ь 06 F 15/36, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 537348, кл. G 06 F 15/20, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

9 517896, кл. 6 06 F 15/36, 1973 (прототип).

817723

Составитель А. Карасов

Редактор С. Тараненко Техред Н. Майором Корректор Н. Швыдкая

Заказ 1468/65 Тираж. 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4