Устройство для моделирования вероятностного графа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 11 60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЭТНРЫ(71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта(56) 1. Авторское свидетельство СССРЯф 389506, кл,С 06 С 7/52, 1971,2. Авторское свидетельство СССРВ 807341, кл. С 06 С 7/52, 1978(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТНОГО ГРАФА, содержащеепервый генератор случайньцс сигналов,выход которого соединен с информационным входом ключа, выходкоторогоподключен к счетному входу счетчика,выход которого подключен к первомувходу первого элемента ИЛИ и к первому входу элемента запрета, выходкоторого соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен кинформационному входу первого блокаиндикации, одновибратор, выхбд которого соединен с первым. входом второго элемента ИЛИ, с установленнымивходами первого и второго блоков индикации, с установленным входомсчетчика, с вторым входом первогоэлемента 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 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 которогосоединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемента ИЛИ Цф подключен к нулевому входу первого . Сфф 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 вы- шеф ходом счетчика, инверсный выход вто, рого триггера подключен к второму входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход ффффф которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которо-. )вел го подключен к информационному входу второго блока индикации, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И.3 ф1 1091Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании процессовтехнического обслуживания сложныхсистем.5Известно устройство для моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигналов, первый выход которого соединенс первым входом блока индикации, а 1 Овторой в . с первьщ входом ключа, второй вход которого подключен к выходупервого триггера, выход ключа соеди-нен с входом счетчика, выход которо.- го соединен с входом элемента ИЛИ иодним из входов первого триггера,второй вход которого является входомустройства, генератор импульсов, выход которого подключен к первомувходу первого элемента И и через злеОмент НЕ - к первому входу второгоэлемента И, выходы элементов И соединевы соответственно с вторым и третьим входами блока индикации, а вторые входы элементов И подключены квыходу элемента ИЛИ. Устройство даетвозможность моделировать процесс функционирования сложной системы, представленной в виде вероятностногогр.фа, а именно, процессов выполне-. ния случайных объемов работ, ассоциируемых с вершинами графа 1 1.Однако данное устройство не позволяет исследовать процесс функционирования сложной системы с учетом ее отказов и восстановлений.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дпя моделирования вероятностного графа, содержащее первый генератор случайных сигналов, выход40 которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к счетному входу счетчика, выход которого поключен к первому входу45 :ФФарвого элемента ИЛИ и к первому вхог элемента ЗАПРЕТ, выход которого . соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого .элемента И подключен к информационному входу первого блока индикации, бдновибратор, выход которого соеди= нен с первым входом второго элемента ИЛИ, с установленными входами первого и второго блоков индикации, с установленным входом счетчика, с 55 вторый входом первого элемента ИЛИ и с входом сброса генератора входных сигналов, выход которого подклю 191 2чен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с уп-равляющим входом ключа; генераторимпульсов, выход которого соединенвторым входом первого элемента И ичерез элемент НЕ с вторым входомвторого элемента И, второй генератор случайных сигналов, выход котороГо подключен к нулевому, входвторого 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 второготриггера, выход первого элемента ИЛИподключен к нулевому входу первоготриггера, причем выход второгоэлемента И подключен к входу второгоблока индикации, а сигналы с первогогенератора случайных сигналов выведены на .индикацию 1.23,Известное устройство позволяет моделировать процесс функционированиясложной системы, представленной вероятностным графом, с учетом ее отказови восстановлений.Однако это устройство позволяетучесть отказы системы лишь для вероятности Р выполнения случайного, объема работ, но не учитывает их длявероятности И невыполнения случайного объема работ при отказах системы, что приводит к нарушению условия Рй=. 1 и понижает точность моделирования.Цель изобретения - повышениеточности моделирования.Поставленная цель достигается темчто в устройство, содержащее первыйгенератор случайных сигналов, вы- .ход которого соединен с информационным входом ключа, выход которогоподключен к ачетному входу счетчика,выход которого подключен к первомувходу первого элемента ИЛИ и к перво.му входу элемента запрет, выход которого соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выходпервого элемента И подключен к информационному входу первого блокаиндикации, одновибратор, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, с установленнымивходами первого и второго блоковиндикации, с установочным входомсчетчика, с вторым входом первогоэлемента ИЛИ и с входом сброса гене"3 1091ратора входных сигналов, выход которого подключен к единичному входупервого триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа,генератор импульсов, выход которогосоединен с вторым входом первогоэлемента И и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, второй генератор случайных сигналов,выход которого подключен к нулевому 1 Овходу второго триггера, прямой выходкоторого соединен с еторым входомпервого элемента запрета, и третийгенератор случайных сигналов, выходкоторого подключен к второму входувторого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, выход первого элемен.та ИЛИ подключен к нулевому входупервого триггера, введены третий эле 20мент ИЛИ и второй элемент ЗАПРЕТ,первый вход которого соединен с выходом счетчика, инверсный выход второго триггера подключен к второмувходу второго элемента ЗАПРЕТ, выход 25которого соединен с первым входомтретьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к информационномувходу второго блока индикации, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом. второго элемента И,На чертеже изображена. структурнаясхема устройства для моделированиявероятностного графа.Устройство содержит первый генера. 35тор 1 случайных сигналов, ключ 2,.счетчик 3, первый триггер 4, первыйэлемент ИЛИ 5, первый элемент б запрета, второй триггер 7, второй итретий генераторы 8 и 9 случайныхсигналов, генератор 10 импульсов срегулируемой частотой и скважностью.элемента НЕ 11, первый и второйэлементы И 12 и 13, первый и второйблоки 14 и 5 индик ц и, одновибратор 16, второй элемент ИЛИ 17, генератор 18 входных сигналов, второйэлемент 19 запрета и третий элементИЛИ 20.Устройство работает следующимобразом.Сигналом одновибратора 16 устанавливается устройство в исходное состояние по цепям сброса триггеров 4 и 7 через элементы ИЛИ 5 и 1755 соответственно, счетчика 3, блоков14 и 15 индикации, и одновременно возбуждается генератор 18, Генератор 191 418, выполненный, например, в видегенератора пачки импульсов, определяется объем выборки е 1, задаваемой,например, соотношением1: 1 Опегде И - число импульсов в пачке;п - число десятичных разрядовсчетчиков, как первого, таки второго блоков индикации,а эти счетчики через дешифраторы соединены с цифровымииндикаторами, запятая накоторых устанавливается на адесятичных разрядов влево,начиная с младшего разряда,Первым блоком 14 индикации фиксируется за выборку К вероятность Р выполнения случайного объема работ,а вторым блоком 15 индикации - вероятность е = 1 - Р.С приходом каждого импульса отгенератора 18 триггер 4 по второмувходу устанавливается в единичноесостояние. Ключ 2 открывается и импульсы от генератора 1 поступают навход счетчика 3, Через случайный интервал временипосле отсчетачисла импульсов, соответствующегодуге взвешенного графа, счетчик 3переполняется и выдает импульс, который через элемент ИЛИ 5 перебрасывает триггер в нулевое состояние,закрывая ключ 2, и одновременно поступает на первые входы элементов 6и 19 запрета соответственно, При единичном сигнале на прямом выходе триггера 7, соответствующем исправному ссостоянию представленной графом системы, импульс с выхода элемента 6запрета поступает на вторые входыэлементов И 12 и 13. На первыйвходэлемента И 12 поступают импульсы отгенератора 10 непосредственно, ана первый вход элемента И 13 - черезэлемент НЕ 11. Изменением частоты1Г = - и скважности О,: в(Типериод, Г - длительность импульса )импульсов генератора 10 устанавливается соответственно вероятность Р и Япри абсолютной надежности представленной графом системы, т.е..РввЕр 7,ст,9=8 ЕРГТ.С)T 1,ИТогда вероятность Р определяется количеством импульсов 7 , прошедших"и о 1 иО,при .снадежности систе Тогда при абсолютноймые Й. лф,. Ъ 1фп 141 ф+11: и и й51 .т 1. = т,е. на блоки .14 и 15 индикации пройдут все.й импульсов Г от счетчика3 через элемент 6 запрета и элементы,И 12 и 13, так как эти импульсы25совпадут илн с импульсом Ти с выходагенератора 10 нли с импульсом п свыхода. элемента НЕ,Процесс отказов и восстановлений.моделируется сменой состояний триггера 7. При поступлении на .первый входтриггера 7 импульса от генератора 8,моделирующего отказы в процессевыполнения случайного объема работ,триггер 7 устанавливается в состоя- З 5ние, соответствующее нулевому сигналу.на его прямом выходе и единичномусигналу на инверсном выходе.,Процесс 5 10911через элемент )2 на блок 14 индикации.за выборку. Й, т.е,7. Г 1, пРИ С сТн 91 бустранения отказа моделируется генератором 9, с выхода которого появляется сигнал через временйый интер. вал 1 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 Р уменьшается на величину брдР:бер ГГ,Л численное значение которой равно+ф".1М 1-1 ч 7,+. 1 при+О),ь3 "3 о116 и гдец О, при .+ ь О ( ь5Введение второго элемента 19 запрета и третьего элемента ИЛИ 20 позволяет за временные интервалы Фе увеличитЬ вероятность Й на ве 1 З 6личину уменьшения вероятности Р, так как при отказе импульсыс выхода счетчика 3 поступают через второй элемент 19 запрета и третий элемент ИЛИ 20 на счетчик 15 вероятности 9 . Тогда с учетом отказов. Р+1=Р-д 13+ (оР) = Р+й =1.Таким, образом, введение второго элемента запрета и третьего элемента ИЛИ позволяет уточнить вероятность невыполнения случайного объема работ при отказах тем самым повысить точность моделирования.109)91 Составитель А.ЯицковРедактор П.Макаревич Техред С.Мигунова Корректбр А.Тяск Заказ 3083/47 , Тираж 699 ВНИИПИ Государственно по делам изобрете 113035, Москва, Ж, РаушПодписноео комитета СССРний и открытийкая наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,