Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(21) (22) (46) (72) от причины ство содер потока зая гер, блокки и К узл ызовов, к з элемент коммутатор и элемента счетч льсов ство позволяет исследовать работусистем массового обслуживания с п торными вызовами с заданными вероятностями возникновения повторных выов мои системы массового обслуживания и Еинтенсивности повторных вызовов, определяемых состоянием источника заявок на обслуживание с ограничениемчисла повторных вызовов в зависимости от причин их возникновения,2 ил,Устройство содержит генератор 1 случайного потока заявок, второй элемент ИЛИ 2, третий 3 и первый 4 элементы ИЛИ, триггер 5, блок 6 случайной временной задержки и К узлов 7 моделирования повторных вызовов, каждый из которых включает элемент 8 задержки, вероятностный коммутатор 9, формирователь 10 импульсов, элемент ИЛИ 11, дешифратор 12, элемент И 13, счетчик 14 импульсов и генератор 15 импульсов повторных вызовов.Генератор 1 случайного потока заявок имитирует входной поток заявок с требуемым законом распределе" специали ительной ели- обзова ире й з ч родолжи повторричины о во На с тва, выпол ра. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР 4245893/24-2415.05.8723;05.89. Бюл. Ф 19А.В. Романов, О.В. Фукалов и М.А. Калинкин(56) Авторское свидетельство СССР й" 1387008, кл, С 06 Г 15/20, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1429 124, кл . С 06 Р 15/20, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для моделирования работы систем массового обслуживания с повторными вызовами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения случайной продолжительности и ограничения числа повторных вызовов в зависимости Изобретение относитсяэированным средствам вычитехники и предназначено длрования работы систем масслуживания с повторными вЦель изобретения - расфункциональных возможноствоспроизведения случайнойтельности и ограничения чных вызовов в зависимости икновения.иг.1 приведена схема устройа фиг.2 - один из вариантовния вероятностного коммутато их возникновения. Устройжит генератор случайного ок, элементы ИЛИ, триглучайной временной задержв моделирования повторных ждый иэ которых состоитзадержки, вероятностногоформирователя импульсов ИЛИ, дешифратор, элемент импульсов и генератор овторных вызовов. Устройазличных сечениях исследуе з 148ния. Особенностью работы геЪератора1 является то, что при отсутствиисигнала на ега входе от триггера 5импульсы на его выходе не появляются,хотя он сам находится в работоспособном состоянии. Такой генератор можетбыть выполнен в ниде обычного генератора случайных импульсов, выходкоторого соединен с одним входом элемента И, на второй вход которого подаются стробирующие импульсы (сигналы) от триггера 5,Вероятностный коммутатор 9 можетбыть выполнен в виде, приверенномна фиг.2, и содержит генератор 16тактовых импульсов, элемент 17 задержки, триггер 18, элементы И 19и 20.В зависимости от величин задержекв элементе 17 задержки изменяетсяпродолжительность нахождения триггера в каждом из состояний по отношению к периоду тактовых импульсов.Поэтому входной сигнал проходит через каждый из элементов И с заданнойвероятностью.Блок 6 имитирует случайную задержку входного сигнала, равную случайной продолжительности обслуживаниязаявки,Генератор 15 вырабатывает импульсы повторного вызова, которые могутбыть или регулярными или случайнымии распределенными до требуемому закону в зависимости от конкретноговыполнения конструкции генератора.Элемент 8 задержки в каждом узлемоделирования повторных вызовов предназначен для моделирования продолжительности работы (случайной или неслучайной - в зависимости от конкретного выполнения элемента 8 задержки)каждого узла или подсистемы моделируемой системы массового обслуживания, в которых могут возникать повторные вызовы.Вербальную модель работы устройства рассмотрим на примере работыавтоматической телефонной станции(АТС).Источником заявок является або-.нент, который при ведении автоматического установления соединения самуправляет соединением,При появлениизаявки на обслуживание последняя сопределенной вероятностью может застать автоматические коммутационныеприборы АТС свободными и с некоторой1789 В соответствии с приведенной моделью работа устройства осуществляется следующим образом.В исходном состоянии триггер 5 35установлен в положение, при котором имеется разрешающий сигнал на входе генератора 1, генераторы 15 не запущены, а счетчики 14 обнулены и элементы И 13 открыты по инверсным входам, Генератор 1 вырабатывает импульс сигнала заявки, который через элемент ИЛИ 2 поступает на элемент 8 задержки первого узла 7 и после элемента задержки на вероятностный коммутатор 9, Величина задержки в элементе задержки первого узла 7 выбирается соответствующей времени работы коммутирующих приборов. В случае их незанятости сигнал появляется на первом выходе вероятностного коммутатора 9 первого узла 7 и поступает на вход элемента 8 задержки второго узла 7, имитирующего продолжительность поиска свободных соединительных линий, а также подтверждает не рабочее состояние генератора 15 инулевое счетчика 14, В случае же занятости коммутационных приборов сигнал появляется на втором выходе ве 5 О 15 20 25 30 вероятностью занятыми. В случае свободных коммутационных приборов автоматически выбирается соединительнаялиния, например при междугородномвызове, Если соединительная линиясвободна, то производится набор номера абонента, который также с определенной вероятностью может быть занят или свободен, В случае незанятости вызываемого абонента осуществляется случайное ожидание ответа, после чего осуществляется случайнойпродолжительности разговор (обслуживание заявки), В случае же занятости коммутационных приборов, соединительных линий номер вызываемого абонента или при его неответе вызывающий абонент переходит в режим повтор"ного вызова. Причем повторные вызовыначинаются сразу после получения отказа, поэтому повторные вызовы нару"шают поток первичных вызовов, вызывая их прекращение на все время действия повторных вызовов, Число повторных импульсов и случайная продолжительность повторных вызовов зависят от функции интенсивности абонен"та, зависящей от причины возникновения повторного вызова.50 55 роятностного коммутатора 9 первого узла 7. В этом случае сигналом с вы- хода элемента 13 запускается генератор 15 импульсов и устройство переходит в режим повторного вызова, Поскольку работа всех узлов 7 одинакова, то ее рассмотрим на примере работы первого узла 7.Одновременно с запуском генератора 15 сигналом с выхода элемента И 13 через элемент ИЛИ 4 триггер 5 переводится в состояние, при котором сигнал с его выхода запрещает появление на выходе генератора 1 импульсов заявок до окончания режима повторного вызова, Импульсы с выхода генератора 15 через элемент ИЛИ 2 поступают последовательно на узлы 7 моделирования повторных вызовов и имитирующие работу различных узлов реальной системы массового обслуживания, в которых могут возникнуть повторные вызовы. Второй узел 7 моделирует случайную продолжительность поиска свободной соединительной линии с заданной вероятностью наличия ее в свободном состоянии. Третий узел 7 моделирует случайную продолжительность поиска номера вызываемого абонента и его незанятость в соответствии с заданной вероятностью. Четвертый узел 7 моделирует случайное ожидание ответа абонента и ответ абонента с определенной вероятностью.1В случае занятости коммутирующих ,приборов, соединительных линий, номера абонента или его неответа сигнал с требуемой вероятностью появляется на первом выходе соответствующего вероятностного коммутатора и запускает генератор повторного вызова, параметры сигнала которого (частота, число импульсов) могут быть распределены в соответствии с законом настойчивости вызывающего абонента в повторном вызове из-эа соответствующей при" чины отказа. После первого же импульса, поступившего на счетный вход счетчика 14, закрывается элемент И 13, тем самым обеспечивая однократный запуск генератора 15, В случае повторного появления повторных вызовов на втором выходе вероятностного коммутатора 9 первого узла 7 они через элемент И 13 не проходят и не оказывают влияния на работу генератора 15. Импульсы генератора 15 счи. 5 10 15 го 25 30 35 40 таются счетчиком 14 и с его разрядных выходов число поступивших повторных вызовов поступает на дешифратор 12. На выходе дешифратора сигнал появляется только в том случае, если число поступивших импульсов от генератора 15 равно максимально возможному числу повторных вызовов генератора 15.Формирователь 10 импульсов формирует из входного сигнала короткий импульс, который через элемент ИЛИ 11 останавливает генератор 15, сбрасывает счетчик 14 в нулевое состояние, открывая элемент И 13, и переводит триггер 5 в положение, при котором вновь разрешается работа генератора 1. Таким образом, осуществляется ограничение максимально возможного числа повторных вызовов от данного источника повторных вызовов, Так как интервалы между импульсами генератора 15 случайны, то случайной оказывается и продолжительность работы устройства в режиме повторного вызова, которая определяется функцией настойчивости абонента для данной причины повторного вызова (законом распределения интервалов между импульсами). При необходимости моделирования регулярных имгульсов (постоянной и неслучайной функции настойчивости абонента) генератором 15 должна вырабатываться периодическая последовательность импульсов. Это достигается соответствующим изменением структуры генератора 15.При работе в режиме повторного вызова первый же импульс, появившийся на первом выходе вероятностного коммутатора 9 первого узла 7, через элемент ИЛИ 11 обнуляет счетчик 14 иостанавливает работу генератора 15, т.е. прекращает режим повторного вы-. зова.В режиме работы устройства с повторными вызовами могут быть следующие ситуации, Если был запущен узел повторного вызова с меньшим номером, например первый, то прохождение сигнала повторного вызова на первый выход вероятностного коммутатора первого узла 7 одновременно прекращает режим повторного вызова путем оста- нова генератора 15 через элементИЛИ 11. Если же был запущен узел повторного вызова с большим номером, например четвертый, то в режиме пов 1481789торного вызова сигнал может появиться сначала на первом выходе вероятностногоо коммутатора 9 первого каналаили других, предыдущих четвертому узлу 7. При этом моделируется переходи режим повторного вызова по причинезанятости более раннего устройства вмоделируемой системе массового обслужинания.В этом случае аналогично запускается генератор 15 узла 7, в которомнозникла причина повторного вызова,сигналом с второго выхода его вероятностного коммутатора 9 подтверждается нерабочее состояние последующихгенераторов 15, а тот из них, который работал, выключается,После окончания обслуживания заявки сигнал с выхода блока 6 черезэлемент ИЛИ 4 переводит триггер 5в исходное состояние,Статистические характеристикимоделируемой системы массового обслуживания могут быть определены попоказаниям счетчиков, подключенныхк выходам различных узлов устройства. Эти счетчики на схеме не показаны, так как они решают вспомогательные задачи и непосредственногоучастия в алгоритме моделирования непринимают.Формула изобретенияУстройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока заявок, первый и второй элементы ИЛИ, триггер, блок случайной временной задержки и К узлов моделирования повторных вызовов (К - число различных причин, приводящих к повторным вызовам), причем каждый из них состоит из элемента задержки, вероятностного коммутатора, элемента ИЛИ и генератора импульсов повторных вызовов, в каждом узле моделирования повторных вызовов выход элемента задержки соединен с информационным входом вероятностного коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ своего узла моделирования повторных вызовов, выход которого подключен к входу останова генератора импульсов повторных вызовов своего узла моделирования повторных вызовов, первый выход нероятностного коммутатора 1-го узла моделирования45 50 53 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 понторньгх вызовов (г = 1, К) подключен к входу элемента задержки (1+1)-го узла моделирования повторных вызовов, первый выход вероятностного коммутатора К-го узла моделирования повторных вызовов соединен с входом блока случайной временной задержки, выход которого является выходом устройства и подключен к первому входу первого элемента ИЛИ устройства, выход которогосоединен с единичным входом триггера,инверсный ныход которого подключен квходу разрешения работы генератора случайного потока заявок, ныход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ устройства, выход которого подключен к входу элемента задержки первого узла моделирования повторных вызовов, выходы генераторов импульсов понторных вызовов всех узлов моделирования повторных вызовов соединены соответстненно с группой входов второго элемента ИЛИ устройства, второй выход вероятностногокоммутатора г.-го узла моделирования повторных вызовов соединен с (+1)- ми входами элементов ИЛИ всех узлов моделирования повторных вызовов, имеющих номер больший, чем х, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет носпроизведения случайной продолжительности и ограничения числа повторных вызонов в зависимости от причины их возникновения, оно дополнительно содержит третий элемент ИЛИ, а каждый узел моделирования повторных вызовон включает счетчик импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и элемент И, причем в каждом узле моделирования повторных, вызонов второй выход вероятностного коммутатора соединен с прямым вхо" дом элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора импульсон повторньгх вызовов своего узла моделирования повторньгх вызовов и к соответствующему нходу третьего элемента ИЛИ устройства, выход которого соединен с нулевым входом триггера, в 1-м узле моделирования повторных вызовов Ц = 1,К) выход формирователя импульсов соединен с (1+1)-м входом элемента ИЛИ своего .узла моделирования повторнъпс вызовов, выход которого подключен к входу сброса счетчика импульсов, счетный1481 789 Ринг Составитель И. Дубининаедактор В. Данко Техред М.Ходанич КорректорВ. Гирнят Заказ 2692/51 Тираж 669 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г,ужгород, ул. Гагарина,10 вход котдрого соединен с выходом генератора импульсов повторных вызовов,разрядные выходы счетчика импульсовсоединены соответственно с группойинверсных входов элемента И и входами дешифратора, выход которого подключен к входу запуска формирователяимпульсов, выходы формирователей импульсов всех узлов моделированияповторных вызовов подключены соответственно к группе входов первого элемента ИЛИ устройства.