Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОНИ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИН А(19) (1 6 06 15 САНИЕ ИЗОБРЕТЕснсвв свщпввстви О сев тво СССР1979.о СССР отип) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельВ 826358, кл. б 06 Р 15/20,2. Авторское свидетельстпо заявке 9 3460893/24,кл. С 06 Р 15/20, 1982 (про(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ,содержащее генератор одиночных импульсов, первый элемент ИЛИ, первыйтриггер, первый, второй и третийдифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, первыйи второйгенераторы случайного потока импульсов, генератор .случайных интерваловвремени 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 срывовобслуживания заявок, причем выходпервого элемента ИЛИ подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента,И и с входомпервого дифференцирующего элемента,выход которого подключен к входугенератора 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 повьпдения 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 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 временй 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 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 входузапуска генератора случайных интервалов времени работы, выход которогосоединен с входом третьего дифференцирующего элемента, выход которогоподключен к второму входу первогоэлемента ИЛИ, выход генератора случайных интервалов времени работысоединен с первым входом второго эле.мента И, второй вход которого подключеи к выходу второго генератора случайного потока импульсов, выход второго элемента И соединен с входомостанова генератора случайных интервалов времени работы и входом генератора случайных интервалов временивосстановления, выход которого подключен к инверсным входам первого,второго и третьего элементов И,первому входу четвертого элемента Ии третьему входу блока счетчиков,первый выход генератора одиночныхимпульсов соединен с единичным входом второго триггера, выход которогочерез шестой дифференцирующий элемент подключен к входу запуска первого генератора случайных интервалов времени транспортировки обслужи.вающего прибора, второй выход генератора одиночных импульсов соединенс входом останова первого генератораслучайного 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 вания нестационарных систем массово. го обслуживания с учетом режимов и динамики функционирования.Известно устройство для моделирования 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 СЮ с учетом возможностей вым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом генератора случайных интервалов временисвертывания обслуживающего прибора,выход которого подключен к четвертому входу блока счетчиков и входу седьмого дифференцирующего элемента,выход которого соединен с входомвторого генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, выход которогоподключен к пятому входу блока счетчиков и входу восьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевым входом второго триггеФра, 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, выходтретьего дифференцирующего элемента.соединен с вторым входом четвертогоэлемента И и нулевым входом третьего триггера, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к седьмому входу блокасчетчиков,возникновения отказов и устраненияэтих отказов, однако не предусматривает других возможных режимов функционирования, характерных для многихреальных систем - режимов прибытияна место обслуживания, развертываниясистемы, ожидания заявки, подготовки к работе, свертывания системы,возвращения к месту постоянногопребывания,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 количестваз аявок, счетчик количества неабслуженных заявок, первый генераторслучайных последовательностей импуль.сов, 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 Овертый элементы ИЛИ, генератор случайных интервалов времени подготовки, три дифференцирующие цепочки,генератор случайных интервалов времени работы, шесть элементов И, гене ратор случайных интервалов времени восстановления, счетчик количествасрывов обслуживания заявок, счетчик количества обслуженных заявок, счетчик общего количества отказов, счетчик 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 входупервой дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с входом генератора случайных интервалов времениподготовки, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И и входу второй дифференцирующей це почки, выход которой соединен с пер вым входом четвертого элемента И и входом седьмого элемента И, выход 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 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 которого соединен с единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен 55к выходу десятого элемента И, вы,ход генератора случайных интервалов 1 времени восстановления соединен с Р вторым входом третьего и четвертогоэлементов И, первым входом второгоэлемента И и инверсным входом седь- .мого, девятого и десятого элементов И, выход четвертого элемента Иподключен к первому входу первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика количествасрывов обслуживания заявок и вторымвходом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключенк второму входу первого элемента ИЛИ, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьимвходом четвертого элемента ИЛИ ивходом элемента задержки, выход которого подключен к входу генераторазаявок, выход которого соединен свходом дееятого элемента И и пятогоэлемента И и вторым входом второгоэлемента И, выходы пятого и второгоэлементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ,выход, которого соединен с входомсчетчика количества необслуженныхзаявок, выход второго генератораслучайных последовательностей импуль,сов подключен к второму входу шесто 1;го элемента И, выход которого соединен с входом второго счетчика количества отказов и первым входом третьего элемента ИЛИ, выходы первого ивосьмого элементов И подключены соответственно к второму и третьемувходам третьего элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом генератора случайных интервалов времени восстановления и входом счетчика общего количества отказов, выход третье.го генератора случайных последовательностей импульсов подключен квторому входу восьмого элемента И,выход которого соединен с входомтретьего счетчика количества отказов 2,Недостатком известного устройства является отсутствие возможности моделирования режимов функционирова. ния 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- ф ды (станции), подвижные пункты технической помощи, технического обслуживания и контроля, передвижные магазины, специальные машины скорой помощИ И ТепеСистема массового обслуживанияфункционирует следующим образом.Получив указание (команду), обслуживающий прибор (ОП) СМО транспортируется к месту обслуживания. Прибывна место, обслуживающий приборСМОразвертывается и занимает исходноесостояние - ожидает прибытия заявок.По прибытии заявки обслуживающийприбор СМО подготавливается к обслуживанию, выполняет обслуживание иожидает очередную заявку. Через определенный интервал времени обслуживающий прибор СМО заканчивает работу (если в СМО есть заявка, то онаобслуживается), свертывается, а затем транспортируется к месту своегопостоянного пребывания. С получением 20следующего указания (команды) обслуживающий прибор СМО транспортируется на новое место обслуживания,где повторяется описанный выше циклфункционирования СМО,Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет воспроизведения режимов транспортировки(движения), развертывания, свертыва-, З 0ния обслуживающих приборов, ожиданиязаявок и подготовки к их обслужива-,ниюеУказанная цель достигается тем,что в устройство для моделирования35систем массового обслуживания, содержащее генератор одиночных импульсов, первый элемент ИЛИ, первый триггер, первый, второй и третий дифференцирующие элемента, генераторслучайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени работы, первый и второйгенераторы случайного потока импуль.сов, генератор случайных интерваловвремени восстановления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шес.той элементы И, второй элемент ИЛИ,счетчик количества обслуженных заявок счетчик общего количества заУ50явок, 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 пер 55вого дифференцирующего элемента,, выход которого подключен к входугенератора случайных интервалов времени подготовки, выход которогосоединен с входом второго дифференцирующего элемента, выход третьегодифференцирующего элемента подключен к прямому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом счетчика количества обслуженныхзаявок, выход четвертого элемента И подключен к входу счетчика количества срывов обслуживания заявок,выход первого генератора случайногопотока импульсов подключен к входусчетчика общего количества заявок,введены первый и второй генераторыслучайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора,четвертый, пятый, шестой, седьмой,восьмой и девятый дифференцирующиеэлементы, генератор случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, второй и третийтриггеры, генератор случайных интервалов времени свертывания обслуживающего прибора и блок счетчиков,причем выход первого генератораслучайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибораподключен к первому входу блока счетчика и входу четвертого дифференцирующего элемента, выход которогосоединен с входом генератора случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, выходкоторого подключен к второму входублока счетчиков и входу пятого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и входом запускапервого генератора случайного потокаимпульсов, выход которого подключенк второму входу первого элемента И,выход которого соединен с нулевымвходом первого триггера, выход второго дифференцирующего элемента подключен к входу запуска генератораслучайных интервалов времени работы,выход которого соединен с входомтретьего дифференцирующего элемента,выход которого подключен к второмувходу первого элемента ИЛИ, выходгенератора случайных интервалов времени работы соединен с первым входомвторого элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго генератора случайного потока импульсов,выход второго элемента И соединенс входом останова генератора случайных интервалов времени работы и вхо1095186 времени транспортировки. обслуживающего прибора (движения), четвертыйдифференцирующий элемент 5, генератор 6 случайных интервалов времениразвертывания 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 интерваловвремени подготовки, второй дифферен"цирующий элемент 14, генератор 15случайных интервалов времени работы,третий дифференцирующий элемент 16,второй генератор 17 случайного потока импульсов, моделирующий отказы,второй элемент И 18,генератор 19 случайных интервалов времени восстанов"ления, третий элемент И 20, счетчик 21 количества обслуженных заявок,четвертый элемент И 22, счетчик 23количества срывов обслуживания заявок,шестой элемент И 24, второй элемент ИЛИ 25, генератор 26 случайныхинтервалов времени свертыванияобслуживающего прибора, седьмой диф-,ференцирующий элемент 27 второйгенератор 28 случайных интерваловвремени 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 СМО, 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 ре жим 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, пер-, вый 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 5 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 счетчи ков и входу седьмого дифференцирующего элемента, выход которого соединен с входом второго генератора случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, вы 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- З 5 гера подключен к шестому входу блока счетчиков, второму входу шестого элеРмента И и прямому входу пятого элемента И, выход которого соединен с единичным входом третьего, триггера, 40 выход которого через девятый дифференцирующий элемент подключен квторому входу второго элемента ИЛИ, выход третьего дифференцирующего элемента соединен с вторым входом чет вертого элемента И и нулевым входом третьего триггера, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к седьмому входу бло ка счетчиковтеряется, а система переходит в режим восстановления. В режиме восстановления очередные заявки в СМО не ,поступают. По окончании восстановления система переходит в режим ожида ния.Получив распоряжение (команду) на окончание работы, ОП СМО свертывается (если.в СМО есть заявки, то осуществляется ее обслуживание), а затем транспортируется (движется) к месту своего постоянного пребывания. С получением следующей команды ОП СМО движется к новому месту обслуживания, где повторяется описан 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 СКО, а по окончании слу- ЗО 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 О 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 уста" навливается 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 случайных интервалов времени восстановления, а также поступает на установочный вход генератора 15 случайныхинтервалов времени работы и прерывает обслуживание заявки. При этом импульс с. выхода. дифференцирующего элемента,16 поступает не на счетчик 21количества обслуженных заявок черезэлемент И 20, а на счетчик 23 срывовобслуживания заявок через элемент И 22. Напряжение с выхода генератора 19 случайных интервалов времени восстановления блокирует элементы И 11 и 18, не разрешая поступатьзаявкам и отказам. По окончании восстановления блокировка снижается.Генератор 1 вырабатывает два видакоманд - на начало цикла функционирования и на, его окончание. Импульс на окончание функционирования СМО от генератора 1 команд(распоряжений) в случае отсутствиязаявки в СМО поступает через элементы И 24 и ИЛИ 25 на генератор 26 случайных интервалов времени свертывания ОП СМО и запускает его. По окончании интервала времени свертываетсяимпульс от дифференцирующего элемента 27, запускает второй генератор 28случайных интервалов времени транспортировки (движения). По окончанииинтервала времени движения (прибытиеОП СМО наместо постоянного пребывания) импульс от дифференцирующегоэлемента 29 устанавливает триггер 2в нулевое состояние, тем самым подготавливая систему к новому выдвижению на место обслуживания.При наличии заявки в СМО импульсот генератора 1 команд (распоряжений)через элемент И 30 устанавливаеттриггер 31 в единичное состояние,по окончании обслуживания заявкиимпульс от дифференцирующего элемента 16 устанавливает триггер 31 в нулевое состояние, а импульс от дифференцирующего элемента 32 черезэлемент ИЛИ 25 запускает генератор 26случайных интервалов времени свертывания ОП СМО.В блоке счетчиков 33 подсчитывается время нахождения СМО в каждом режиме, число команд и заявок,.По показаниям счетчиков можно оценить различные вероятностные характеристики СМО, в том числе вероятнос1095186 12 Составитель И,ДубинРедактор Л.Пчелинская Техред А,Ач Корректор С,Шекмар Заказ 3599/31ВНИИПИ Гопо113035 Москв раж 699 Под твенного комитета СССР изобретений и открытий 5, Раущская наб., д. 4/5 писное уда ела ЖФилиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ти пребывания СМО в каждом из режимов, вероятности обслуживания заявоки срывов обслуживания, показателинадежности и готовности, а такжеэффективность и качество организациифункционирования нестандартных СМОи обслуживания заявок. Таким образом, с помощью предлагае мого устройства при статистическом мо 0 делировании наиболее полно учитываются реальные явления, имеющие место при эксплуатации нестационарных систем массового обслуживания, а именно развертывание, свертывание, движение обслуживающего прибора СМО к местуобслуживания заявок и обратно к местусвоего постоянного пребывания, ожидание заявок и подготовка к их обслуживанию, обслуживание заявок, возникновение отказов и их устранение. Этимобеспечивается значительный техникоэкономический эффект от примененияустройства - более точно моделируются процессы и динамика функционирования, а также более доСтоверно прог"нозируются численные значения показателей качества функционирования исследуемых нестационарных систем массового обслуживания,