Устройство для моделирования систем массового обслуживания

(56) 1,Авторское свидетельство СССР В 858000, кл. С 06 Р 15/20, 1979.2. Авторское свидетельство СССР У 1043661, кл.С 06 Р 15/20, 982 (прототип).(54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, содержащее генератор потока заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего количества заявок и с прямым входом первого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, выход которого через первую дифференцирующую цепочку соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к входу второй дифференцирующей цепочки,выход генератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входом второго элемента И и через третью дифференцирующую цепочку подключен к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количе" ства заявок, выход генератора потока отказов подключен к второму входу второго, элемента И, выход генератора случайных интервалов времени восстановления соединен с первым входом четвертого элемента И и с инверсным входом третьего элемента И, счетчик количества срывов АВТОРСКОМУ СВ 8011 4 25 обслуживания заявок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режима воз- действия возмущающих факторов на процесс функционирования систем массового обслуживания, в него введены генератор случайных напряже- ". ний, блоки нелинейных элементов, второй триггер, интегратор, группа линий задержки, группа пороговых элементов, группа элементов И,группа элементов ИЛИ, блок регистрации, причем выход генератора случайных напряжений соединен с входами первого и второго блоков нелинейных. элементов 3ЪФ и с входом интегратора, выходы первого и второго блоков нелинейных элементов подключены соответственно к входам запуска генератора потока заявок и генератора потока отказов, выход второго элемента И соединен с входом останова генератора случайных интервалов времени работы и входом запуска генератора случайных, интервалов времени восстановления, выход которо. го подключен к инверсному входу пер-. вого элемента И, выход третьей дифференцирующей цепочки соединен с единичным входом первого триггера, с входом сброса интегратора и с вторым входом четвертого элемента И,. выход которого подключен к входу счетчика количества срывов обслуЖивания заявок, выход второй дифференцирующей цепочки соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени работы.и с входом задания начала интегрирования интегратора, выход которого подключен164725 к входам линий задержки группы,вы.ходы которых соединены с одноименными входами пороговых элементов гРуппы, выходы которых подключены к первым входам одноименных элементов И группы, выходы которых соединеныс входом блока регистрации и входа-Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длямоделирования систем массового обслуживания (СМО) с учетом условийприменения, динамики их функционирования и качества работы обслуживающих приборов при различных внешнихвоздействиях,Известно устройство для моделирования СМО, содержащее управляе- щмый генератор случайного потока импульсов, блоки генераторов случайных интервалов времени, блок случайных временных задержек, счетчики, дешифратор, элементы ИЛИ, элементы И. Данное устрсйство позволяет моделировать СМО с учетом воэможности возникновения отказов иих устранения иОднако данное устройство не предусматривает других возможных режимов функционирования; характерныхдля реальных СМО, а именно - режимовожидания поступления заявки, подготовки к обслуживанию:заявки и не учитывает влияния внешних возмущающихвоздействий на процесс функционирования СМО,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор заявок, выход которого под ключен к входу счетчика общего количества заявок, счетчик количества не обслуженных заявок, первый генератор случайных последовательностей импуль-, сов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу первого Ю счетчика количества отказов, формирователь одиночного импульса, второй, третий, четвертый элементы И, первый,ми элементов ИЛИ группы, выходы ко. торых подключены к нулевому входувторого триггера, единичный вход которого соединен с выходом третьегоэлемента И, выход второго триггераподключен к вторым входам .элементовИ группы. 2второй, третий и четвертый элементы ИЛИгенератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки,генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, генератор случайных интервалов времени восстановления, счетчик количества срывов обслуживания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счетчик количества необслуженных заявок, элемент задержки, второй и третий генераторы случайных последовательностей 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 генератора случайных интервалов времени подготовки, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом чет" вертого элемента И и входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу генератора случайных интервалов времени работы, установочный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, а выход генератора случайных интервалов времени работы подключен к первому входу восьмого элемента И и к входу третьей дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с первым входом третьего элемента И и входом девятого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика количества обслуженных заявок и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным вхо64725 4ким факторам относятся естественныеи искусственные воздействия, . например помехи, наводимые в телефонном е- кабеле промышленные шумы, атмосфер-ные помехи, воздействующие на о системы радио связи и т.п. з 1дом триггера, нулевой вход которо -го подключен к выходу десятого элемента И, выход генератора случайныхинтервалов времени восстановления содинен с вторым входом третьегон четвертого элементов И,с первым вхдом второго элемента И и инверснымивходами седмого, девятого и десятого .элементов И, выход четвертого элементаИ подключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества .срывов обслуживания заявок и вторьщвходом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключенк второму входу первого элемента .ИЛИ, выход формирователя одиночногоимпульса соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ и входомэлемента задержки, выход которогоподключен к входу генератора заявок,выход которого соединен с входомдесятого элемента И, пятого элемента И и вторым входом второго элемента .И, выходы пятого и второгоэлементов И подключены к соответствующим входам второго элементаИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количества необслуженных заявок, выход второго генера.тора случайных последовательностейимпульсов подключен к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с.входом второгосчетчика количества отказов и первым входом третьего элемента ИЛИ,выходы первого и восьмого элементов И подключены соответственно квторому и третьему входам третьегоэлемента ИЛИ, выход которого.соединен с входом генератора случайныхинтервалов времени восстановленияи входом счетчика общего количества отказов, выход третьего генератора случайных последовательностей .импульсов подключен к второму входувосьмого элемента И, выход которогосоединен с входом третьего счетчикаколичества отказов 21,Недостатком данного устройстваявляется отсутствие возможности моделирования условий применения,т,е.моделирования воздействия различныхвозмущающих факторов характеризующих условия применения обслуживающих приборов СИО и влияющих на процесс,их функционирования и на ре-зультаты обслуживания заявок. К таЦелью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет воспроизведениярежйма воздействия возмущающихфакторов на процесс функционирования .:системы массового обслуживания.Укаэеиная .цель достигается тем,что в устрейство для моделирований 5систем массового обслузивания, содержащее генеРатор потока заявок, выход которого соединен с входом счетчика общего копичества заявок и с 20прямым входом первого элемента ИЭвыход которого подключен к нулевомувходу первого триггера, выход которого через первую дифференцируюащюцепочку соединен с входом эапуска генератора случайных интерваловвремени подготовки, выход которогоиодключен к входу второй дифференцн.рующей цепочки, выход генератораслучайнык интервалов времени работысоединен с первым входом второго 30 элемента И и через третью дифференцнрующую цепочку подключен к прямомувходу третьего элемента И, выходкоторого соединен с входом счетсжкаколичества заявок, выход генератора 35 потока отказов подключен к второмувходу второго элемента И, выход генератора случайных интервалов временивосстановления соединен с перщм вхо-,дом четвертого элемента И и с инверс ным входом третьего элемеита И, счетчик количества срывов обслуживаниязаявок, введены генератор случайныхнапряжений, блоки нелинейных элементов, второй триггер, интегратор, 45 группа линий задержки, группа пороговых элементов, группа элементов И) Фгруппа элементов,ИЛИ, блок регистрации, причем выход генератора спучайных напряжений соединен с входаии 50 первого и второго блоков нелинейныхэлементов и с входом .интегратора, выходы первого и второго блоков нели-;нейных элементов подключены соответст"венно к входам запуска гечератора по-.55 тока заявок и генератора потока отказов, выход второго элемента И соеединен с входом останова генератораслучайных интервалов времени работыи входом запуска генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого подключен к инверсному входу, первого элемента И, выход третьей дифференцирующей цепочки соединен с единичным входом первого триггера, с входом сброса интегратора и с вторым входом четвертого элемента И,выход которого подключен к входу счетчика количества срывов обслуживания заявок, выход второй дифференцирувщей цепочки соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени работы и с входом задания начала интегрирования ин тегратора, выход которого подключен к входам линий задержки группы, выходы которых соединены с одноименными входемн пороговых элементов группы, . выходы которых подключены к первым 20 входам одноименных элементов И. группы, выходы которого соединены с входом блока регистрации и входами элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены к нулевому вхо- И ду второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго триггера подключен.к вторым входам элементов И группы. МНа чертеже изображена схема устройства.Устройство для моделирования систем массового обслуживания содер:жит генератор 1 случайных напря- . щ жений, блоки 2 н 3 нелинейных элементов, генератор 4 потока заявок, первый элемент И 5, первый триг- .гер 6, первую дифференцирувщую цепочку 7, генератор 8 случайных 4 ф интервалов времени подготовки,.вторую дифференцирующую цепочку 9, генератор .10 случайных интервалов времени работы, третью днфферейцирувщую цепочку 11, генератор 12 ното ка отказов, второй элемент И 13, генератор 14 случайных интервалов времени восстановления, третий элемент И 15, счетчик 16 количества обелуженных заявок, четвертый эле Ф мент И 17, счетчик 18 количества ерывов обслуживания заявок, интегратор 19, группу 20 линий задержки, группу 21 пороговых элементов, группу 22 элементов И, счетчик 23 общего 55 количества заявок, блок 24 регистрации, группу 25 элементов ИЛИ и триггер 26. Устройство моделирует работуСИО, имеющей четыре режима функционирования: восстановления, ожидания,подготовки и работы (обслуживаниезаявки)В режиме "Работа" возможновозникновение отказа. При возникновении отказа происходит срыв обслуживания заявки и сразу начинается восстановление. Прн этом вновь поступившие заявки, пришедшие в периодвосстановления, теряются. В режиме"Работа". на СИО оказывают возмущающие воздействия различные внешниефак.торы (шую 1, помехи и т.д.). Качество процесса функционирования СИОзависит от уровня воздействия возмущающих факторов .(например, помех),накопленных в системе за время работы, В зависимости от уровня возмущающего воздействия различных внешних факторов устанавливаются градации качества обслуживания заявки икаждая обслуженная заявка регистрируетея вместе с информацией о качестве обслуживания.Устройство работает следующимобразом,В генераторе 1 вырабатываютсяслучайные напряжения с нормальнымраспределением мгновенных амплитудных значений. Поступающие на входы блоков 2 и 3 случайные напряжения с помощью диодных нелинейныхэлементов или электрических фильтров)по известным правилам преобразуются в елучайные величины времениобслуживания и наработки обслуживающих приборов на отказ с требуемымидля моделирования входных потоковзаявок законами распределения вероятностей,В генераторе 4 потока заявок не;рерывные случайные напряжения подвергаются квантованию и преобразованию во временные интервалы, Импуль.сы, ограничивающие получаемые временные интервалы, имитируют потокзаявок на обслуживание, Вид законараспределения вероятностей временмежду моментами поступления заявок,а также его характеристика устанавливаются постоянными или изменяющимися во времени, по определенным зависи.мостям в блоке 2 нелинейных элементов,В исходном положении триггер б на;ходится в нулевом состоянии,чтосоответствует нахождению СИО в режис,1164725 которых прервано возникновением отказа, поступают через. элемент И 17,второй вход которого подключен к выходу генератора 4 случайных интервалов времени восстановления, на счетчик 18. количества срывов обслуживания заявок,С третьего выхода генератора 1случайных напряжений поступает на0 интегратор 9 напряжение, имитирующее воздействие внешних возмущающихФакторов. С началом режима работыимпульс с выхода дифференцйрующейцепочки 9 включает интегратор 9,5 который накапливает напряжение,поступающее с третьего выхода генератораслучайных напряжений, имитирующее воздействие внешних возмущающих факторов.:.Считается, что чем более воздействие внешних возмущающихфакторов (помех) накоплено интегратором за время работы, тем хужекачество обслуживания заявки, Поокончании интервала времени работы с5 выхода дифференцирующей цепочки 11 на.интегратор 19 поступает импульс, приэтом сигнал определенного уровняпоступает на выходы 20 линий задержки группы, содержащего и элементов.В д - м канале группы 20 линий задержки импульс задерживается на время7- , 1=1,п. ме ожидания, триггер 26 находитсяв нулевом состоянии, что соответствует положению группы 22 элементовИ, при котором импульсы с выходовгруппы 21 пороговых элементов непроходят на входы блока 24 регистрирующих устройств.Импульс с выхода генератора 4заявок через элемент И 5 поступает .на нулевой вход триггера 6, что соответствует окончанию режима ожидания, При этом импульс с выхода дифференцирующей цепочки 7 запускаетгенератор 8 случайных интерваловвремени подготовки, на выходе которого формируется интервал времени,имитирующий режим подготовки. Поокончании интервала времени подготовки импульс от дифференцирующейцепочки 9 запускает генератор 10случайных интервалов времени работы,на выходе которого формируется временной интервалимитирующий режимработы (непосредственное обслужи. вание заявки), по окончании этого . 2интервала импульс с выхода дифференцирующей цепочки 11 поступает наединичный вход триггера 6 и системапереходит в режим ожидания. С при ходом очередной заявки описанныйвыше цикл функционирования повторя 30ется,В режиме работы возможно возникновение отказа. Отказы имитируютсяс помощью импульсов, вырабатываемыхгенератором 12 потока отказов,Импульс с выхода генератора 12 потокаотказов через элемент И 13 поступает на вход генератора 10 случайныхинтервалов времени работы и прерывает обслуживание заявки,а также запускает генератор 14 случайных интервалов времени восстановления. Принахождении СМО в режиме восстановления заявки не могут поступать поУэтому напряжение с выхода генератора 14 блокирует элемент И 5. Импульсы, соответствующие заявкам, через элемент И 15, инверсный вход которого подключен к выходу 50 генератора 14 случайных интералов времени восстановления, поступают на счетчик 6 количества обслуженных заявок, одновременно приходя наединичный вход триггера 26,пере водя его в единичное состояние, при котором открываются входы группы 22 элементов И, Заявки, обслуживание Далее с выходов 20 линий задерж,ки группы импульсы поступают на соответствующие входы пороговых эле,ментов 2 группы, каждый из каналов которого настроен на определенный уровень Уимпульса, причем ЦфЕсли уровень поступившего импучьса превышает порог настройки -го канала, то с соответствующего выхода пороговых элементов 21 группы через открытый 1 -й канал элементов И 22 группы, содержащего также и элементов, импульс поступает на ь -й вход блока 24 регистрации, а также на соответствующий вход группы элементов ИЛИ 25, импульс с выхода которого поступает на нулевой вход триггера 26, переводя его в нулевое состояние, при котором входы элементов И 22 группы закрываются и задержанные импульсы с выходов порог вых элементов 21 группы, настроенных на более. низкие уровни входных импульсов, не проходят на остальные входы блока 24 регистрации, и, следовательно, теаказ 4188/46ВНИИПИ Гопо дел 113035,Тираж 710 Подударственного комитета СССРм изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб.,ное 4/ илйал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 9ряются, В блоке 24 фиксируются заявки, обслуженные с уровнем качества, лежащим в данном диапазоне Счетчик 23 подсчитывает общее количество заявок, поступивших на вход СИО. По показаниям счетчиков и блока регистрации можно оценить различные вероятностные характеристики процесса функционирования СМО, такие как вероятности обслуживания заявки, срыва обслуживания,обслуживания с заданным качеством в соответствии с установленным критериеми другие показатели.Данное устройство позволяет моделировать системы массового обслужи- Б вания с учетом режимов и условийфункционирования, а именно с учетомхарактерных для многих реальных СМОрежимов ожидания поступления заявки, подготовки к обслуживанию заяв О ки, обслуживанию заявки, восстановления отказов, возникших при обслуживании,. а также влияния внешних возмущающих воздействий на процесс функционирования СМО.