Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) Ш) 773 А 1 159 4 С 06 1 15/20 СВИДЕТЕЛЬСТВУ ДВТОРСН намики функционирования. Цель изобретения - расширение функциональныхвозможностей устройства путем учетарежимов и динамики функционированиянестационарных систем массового обслуживания. Цель достигается за счетвведения элементов И, дифференцирующих элементов, элементов ИЛИ, элементов задержки, триггеров, генераторов случайного потока импульсов,генераторов случайных интерваловвремени восстановления и обслуживания заявок и счетчиков. Устройствомоделирует работу СМО, обслуживающей заявки вне места своего постоянного пребывания,а система можетработать в режимах ожидания, подготовки, готовности, обслуживания ивосстановления, 1 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯСИСТЕМ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно - к специализированным средствам электронного моделирования, и может быть использовано для функционирования нестационарных систем массового обслуживания (СМО) с учетом режимов и ди/ Вр; ТЕНИЯ/ .Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к специялизированнЪм средствам электронногомоделирования, и может быть использовано для исследования функционирования нестационарных систем массового обслуживания (СМО) с учетом режимов и динамики функционирования,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем учетарежимов и динамики функционированиянестационарных систем массового обслуживания,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство для моделирования СМОсодержит генератор 1 одиночных импульсов (распоряжений), второй триггер 2, шестой дифференцирующий элемент 3, первый генератор 4 случайныхинтервалов времени транспортировки(движения) обслуживающего прибора,четвертый дифференцирующий элемент5, генератор 6 случайных интерваловвремени развертывания обслуживающегоприбора (ОП), пятый дифференцирующий элемент 7, первый элемент ИЛИ 8,перный триггер 9, моделирующий режим ожидания, первый генератор 10случайного потока импульсов, моделирующий поступление распоряжений наприведение СМО н рабочее состояние(н режим готовности), первый элементИ 11, первый дифференцирующий элемент 12, генератор 13 случайных интервалов времени подготовки, второйдифференцирующий элемент 14, генератор 15 случайных интервалон времени пребывания системы н режиме готовности, третий дифференцирующийэлемент 16, второй генератор 17 случайного потока импульсов, моделирующий отказы в режиме готовности, второй элемент И 18, первый генератор19 случайных интервалов времени восстановления, третий элемент И 20,счетчик 21 количества пребываний системы в режиме готовности к обспуживанию заянок, четвертый элемент И22, счетчик 23 количества отказон,врежиме готовности, шестой элемент И24, второй элемент ИЛИ 25, генератор 26 случайных интервалов времени,свертывания обслуживающего прибора,седьмой дифференцирующий элемент 27,второй генератор 28 случайных интервалов времени транспортировки (дви жения) обслуживающего прибора,восьмой дифференцирующий Элемент 29, пя. тый элемент И 30, третий триггер 31, девятый дифференцирующий элемент 32, группу счетчиков 33, счетчик 34 общего количества распоряжений на перевод системы н режим готовности к обслуживанию заявок, семнадцатый 35, седьмой 36, восьмой 37, девятый 38, десятый 39, одиннадцатый 40, двенадцатыи 41, тринадцатый 42 элементы И, третий 43, четвертый 44 элементы ИЛИ, третий 45, четвертый 46, пятый 47, шестой 48 генераторы случайных потоков импульсов, второй генератор 49 случайных интервалов времени восстановления, четырнадцатый элемент И 50, четвертый 51; пятый 52 триггеры, девятый 53, одиннадцатый 54 дифференцирующие элементы, перный 55, нторой 56, третий 57 элементы задержки, пятнадцатый 58, шестнадцатый 59 элементы И, седьмой генератор 60 случайного потока импульсов, моделирующий поступление заявок на обслуживание, двадцать третий б 1, восемнадцатый 62, девятнадцатый 63 элементы И, генератор 64 случайных интервалов времени обслуживания заявок, двенадцатый 65 дифференцирующий элемент,счетчик бб необслуженных заявок, счетчик 67 обслуженных заявок, двадцатый 68, двадцать первый 69, двадцать второй 70 элементы И, счетчик 71 общего количества заявок, четвертый элемент 72 задержки.Устройство моделирует работу СМО, обслуживающей заявки вне места своего постоянного пребывания и имеющей следуюший цикл функционирования. Получив распоряжение (команду), ОП транспортируется (днижется) к месту обслуживания заявок. Прибыв на место, СМО развертывается и занимает исходное состояние-ожидает поступления заявки, распоряжений на приведение ОП н рабочее состояние (н режим готовности к обслуживанию заявок),При поступлении такого распоряжения СМО переходит из режима ожидания и режим подготовки, по завершению которого сна переходит в режим готовности к обслуживанию заявок (в рабочее состояние). Поступившие заявки при нахождении системы н рабочем состоянии принимаются на обсдуживание и система переходит в режим непосредственного обслуживания. Одновременно на обслуживании может находиться не более одной заявки. По окончании пребывания системы в рабочем состоя 1229773 4нии прекращается и поступление заявок на обслуживание, она вновь переходит в режим ожидания и цикл функционирования повторяется,В режимах ожидания, подготовки,готовности и обслуживания в системевозможно возникновение отказов, приэтом, если проводилось обслуживаниезаявки, то она теряется, а системапереходит в режим восстановления.Поступающие очередные заявки и распоряжения при этом теряются. По окончании восстановления система переходит в режим ожидания.При транспортировании (движении)СМО также возможны отказы, которыеу-траняются, по окончании режимавосстановления система переходитвновь в режим транспортировки, а далее функционирует по описанной схеме.Получив распоряжение (команду)на окончание обслуживания заявоки свертывание, система завершаетобслуживание заявки, если она ещенаходится в СМО, осуществляется свертывание, транспортировка к месту своего постоянного пребывания или к новому месту обслуживания заявок, гдеповторяется описанный цикл функционирования СМО.Устройство работает следующим об 30разом.Сигнал с первого выхода генератора 1 команд (распоряжений) запускаеттриггер 2, при этом от дифференцирующего элемента 3 через открытый злемент И 58 запускается первый генератор 4 случайных интервалов временитранспортировки (движения). По окончании случайного интервала временидвижения (прибытие ОП СМО на место 40обслуживания) от дифференцирующегоэлемента 5 запускается генератор 6случайных интервалов времени развертывания ОП СМО, а по окончании случайного интервала времени развертывания ОП СМО от дифференцирующегоэлемента 7 через элемент ИЛИ 8 запускается первый триггер 9, моделирующий режим ожидания, а такжезапускается первый генератор 1 О случайного потока импульсов, которыйчерез некоторый интервал времениначинает вырабатывать случайный поток импульсов, имитирующих поступление распоряжений на приведение СМО 55в рабочее состояние (режим готовности к обслуживанию заявок). Импульс,поступающий с выхода генератора 10,проходя на вход счетчика 34 и поступая от генератора 10 через элемент И 11, перебрасывает триггер 9, при этом от дифференцирующего элемента 12 запускается через элемент И 37 генератор 13 случайных интервалов времени подготовки, По окончании интервала времени подготовки от дифференцирующего элемента 14 запускается через элемент И 50 генератор 15 случайных интервалов времени пребывания системы в режиме готовности. По окончании интервала времени пребывания системы в режиме готовности от дифференцирующего элемента 16 импульс через элемент ИЛИ 8 устанавливает триггер 9 в единичное состояниеи останавливает генератор 60, ОП СМОпереходит в режим ожидания и заявкине поступают. Цикл функционированияповторяется с приходом очередногораспоряжения на приведение системыв рабочее состояние.Одновременно импульс с выхода элемента И 50 запускает генератор 60,импульсы которого имитируют поступление заявок на обслуживание, Импульсс выхода генератора 60 поступает навход счетчика 71, а также пройдя элементы И 61 и 69, запускает генератор64 случайных интервалов времени обслуживания заявок. По окончании интервала времени обслуживания заявки импульс от дифференцирующего элемента 65 поступает либо через элемент И 62 на вход счетчика 66, либо через элемент И 63 на вход счетчика 67 в зависимости от качества обслуживания заявки. Процесс обслуживания заявок проводится до тех пор, пока система не выйдет из режима готовности, т,е. пока не перейдет в режиможидания. Генератор 1 вырабатывает два видакоманд на начало цикла функционирования и на его окончание. Импульс на окончание функционирования СМО с второго выхода генератор 1 команд (распоряжений) в случае отсутствия заявки в СМО поступает через злемен" ты И 24 и ИЛИ 25 на вход запуска генератора 26 случайных интервалов времени свертывания обслуживающего прибораСМО и запускает его. По окончании интервала времени свертывания импульс от дифференцирующего элемента 27 через элемент И 59 запускает второй генератор 28 случайных интервалов времени транспортировки (дви 1229773жения). По окончании интервала време ни движения (прибытие ОП СМО на мес- то постоянного или нового места пребывания) импульс от дифференцирующего5 элемента 29 устанавливает три гер 2 в нулевое состояние, тем самым подготавливая систему к новому выдвижению на место обслуживания заявок.При наличии заявки в СМО импульс с второго выхода генератора 1 команд (распоряжений) через элемент И 30 устанавливает триггер 31 в единичное состояние, По окончании обслуживания заявки импульс от дифференцирующего элемента 65 устанавливает триггер 31 в нулевое состояние, а импульс от дифференцирующего элемента 32 через элемент ИЛИ 25 запускает генератор 26 случайных интервалов времени свертывания ОП СМО, далее процесс в схеме протекает аналогично описанному. При возникновении отказа в режиме д готовности и обслуживания импульс с выхода второго генератора 17 случайного потока импульсов через элементы И 18 и ИЛИ 43 запускает генератор 19 случайных интервалов времени восстановления, а с выхода элемента И 18 поступает через элемент 72 задержки на вход останова генератора 15 случайных интервалов времени пребывания системы в режиме готовности35 и прерывает режим готовности к обслуживанию заявки. При этом импульс с выхода дифференцирующего элемента 16 поступает не на счетчик 21 количества пребываний системы в режиме готов 40 ности к обслуживанию заявок через элемент И 20, а на счетчик 23 количества отказов в режиме готовности к обслуживанию заявок через элемент И 22. Одновременно напряжение с выхода генератора 19 случайных интер 45 валов времени восстановления блокирует элементы И 11, 18, 37, 50, 61, 68 и 69, не разрешая поступать заявкам и отказам. По окончании восстановления блокировка снимается. Для5 О возвращения системы в режим ожидания после восстановления (устранения 7 отказа, возникшего в режиме готовности, импульс с выхода элемента И 18 проходит через элементы И 70 и ИПИ 8 и поступает на единичный вход триггера 9, переводя его в состояние, соответствующее режим ожидания. Устройство готово к функционированию.При возникновении отказа в режиме ожидания импульс с выхода третьего генератора 45 случайного потока импульсов через элементы И 39 и ИЛИ 43 запускает генератор 19 случайных интервалов времени восстановленияНапряжение с выхода генератора 19 случайных интервалов времени восста-, новления блокирует элементы И 11, 18, 37, 39, 40, 50, 68 и 69, не разрешая поступать заявкам и отказам. По окончании восстановления блокировка снимается.При возникновении отказа в режиме подготовки импульс с выхода четвертого генератора 46 случайного потока импульсов через элемент И 40 и элемент 57 задержки поступает на установочный вход генератора 13 случайных интервалов времени подготовки и прерывает подготовку, Этот же импульс, пройдя через элементы И 40 и ИЛИ 43, запускает генератор 19 случайных интервалов времени восстановления, Напряжение с выхода генератора 19 блокирует элементы И 11, 18, 37, 39, 40, 50, 68 и 69, не разрешая поступать заявкам и отказам. Для возвращения системы в режим ожидания после восстановления отказа в режиме подготовки импульс с выхода элемента И 40 проходит через элементы И 38 и ИЛИ 8 и поступает на единичный вход триггера 9, переводя его в состояние, соответствующее режиму ожидания. По окончании восстановления блокировка снимается. Устройство готово к функционированию.При возникновении отказа в режиме транспортировки (движения)ОП СМО к месту обслуживания заявок импульс с выхсда пятого генератора 47 случайногс потока импульсов через элемент И 35 поступает на установочный вход первого генератора 4 случайных интервалсв времени транспортировки и прерывает движение, поступает на единичный вход триггера 51, перебрасывая его, Этот же импульс, пройдя через элементы И 35 и ИЛИ 44, запускает второй генератор 49 случайных интервалов времени восстановления.Напряжение с выхода генератора 49 блокирует элементы И 35 и 58, не разрешая поступать распоряжениям и отказам. Для имитации движения послевосстановления отказа работа осуществляется следующим образом. По окончании интервала времени восстановления от дифференцирующего элемента 535 импульс, проходя элемент И 3 б, запускает первый генератор 4 случайных интервалов времени транспортировки (движения), одновременно этот же импульс, пройдя через элемент 55 задержки, перебрасывает триггер 51 в исходное состояние, далее процесс продолжается по описанной схеме.При возникновении отказа в режиме транспортировки (движения) ОП СМО к.новому месту или постоянного пребывания импульс с выхода шестого генератора 48 случайного потока импульсов через элемент И 41 поступает на установленный вход второго генератора 28 случайных интервалов времени транспортировки и прерывает движение, поступает на единичный вход триггера 52, перебрасывая его. Этот же импульс, пройдя через элементы И 4 1 и ИЛИ 44, запускает второй генератор 49 случайных интервалов времени восстановления, Напряжение с выхода генератора 49 блокирует элементы И 41 и И 59, не разре30 шая поступать распоряжениям и отказам. По окончанииинтервала времени восстановления от дифференцирующего элемента 54 импульс, проходя элемент И 42, запускает второй генератор 28 случайных интервалов времени транспортировки (движения). Одновременно этот же импульс, пройдя через элемент 56 задержки, перебрасывает триггер 52 в исходное состояние, далее процесс продолжается по 40 описанной схеме.В счетчиках группы 33 подсчитывается время нахождения СМО в каждом режиме, число распоряжений (команд) 45 заявок, отказов в каждом из режимов ожидания, подготовки, работы и транспортировки, общее число отказов.Йо показаниям счетчиков можно50оценить различные вероягностные характеристики СМО, в том числе вероятности пребывания СМО в каждом из режимов, вероятности обслуживания заявок и срывов обслуживания, показатели надежности и готовности, а также эффективность и качество органиэации функционирования нестационарных СМО и обсзуживания заявок. Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее .генератор одиночных импульсов, первый и второй элементы ИЛИ, с первого по третий триггеры, с первого по девятый. дифференцирующие элементы, генератор случайных интервалов времени подготовки, генератор случайных интервалов времени пребывания системы в режиме готовности, первый и второй генераторы случайного потока импульсов, первый. генератор слу. чайных интервалов времени восстановления, с первого по шестой элементы И, счетчик количества обслуженныхзаявок, счетчик общего количествазаявок, счетчик количества срывов обслуживания заявок, первый и второй генераторы случайных интервалов времени транспортировки обслуживающего прибора, генератор случайных интервалов времени развертывания обслуживающего прибора, генератор случайных интервалов времени свертыванияобслуживающего прибора и группу счетчиковпричем выход первого элементаИЛИ подключен к единичному входу первого триггера, выход которого соединен с первым прямым входом первого, с прямым входом пятого и первым входом шестого элементов И, входом первого дифференцирующего элемента, входом блока первого счетчика группы, выход генератора случайных интервалов времени подготовки подключен к входу второго дифференцирующего элемента, к входу второго счетчика группы, выход генератора случайных интервалов времени пребывания системы в режиме готовности соединен с первым прямым входом второго элемента И, а через третий дифференцирующий элемент - с первым входом первого элемента ИПИ, прямым входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И, выход третьего триггера через девятый дифференцирующий элемент подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному входу пятого элемента И, входу останова первого генератора случайного потока импульсов, первому выходу генератора одиночных импульсов, второй выход которого соединен с единичным входомвторого триггера, выход которого подключен к входу шестого дифференцирующего элемента, выход первого генератора случайных интервалов време,) ни транспортировки соединен с входом третьего счетчика группы и через четвертый дифференцирующий элемент - с входом запуска генератора случайных интервалов времени развертывания, выход которого подключен к входу четвертого счетчика группы, а через пятый дифференцирующий элемент - к второму входу первого элемента ИЛИ,входу запуска первого генератора случай-ного потока импульсов, выход которого соединен с вторым прямым входом первого элемента И, выход которого подключен к нулевому входу первого триггера, выход второго генератора случайного потока импульсов соединен с вторым прямым входом второго элемента И, выход первого генератора случайных интервалов времени восстановления соединен с инверсными входами первого, второго, третьего и вторым входом четвертого элементов И, входом пятого счетчика группы, выход пятого элемента И подключен к единичному входу третьего триггера, выЗО ход второго элемента ИЛИ соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени свертывания выход которого подключен к входу шестого счетчика группы, вход; седьмого3( дифференцирующего элемента, выход второго генератора случайных интервалов времени транспортировки соединен с входом седьмого счетчика группы, а через восьмой дифференцирующий элемент - с нулевым входом второго триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем учета режимов и динамики функционирования нестационарных систем обслуживания, в него введены с седьмого по двадцать третий элементы И, с десятого по двенадцатый дифференцирующие элементы, третий и четвертый элементы ИЛИ, с первого по четвертый элементы задерж- й ки, четвертый и пятый триггеры третий, четвертый, пятый и шестой генераторы случайного потока импульсов, второй генератор случайных интервалов времени восстановления, генера тор случайных интервалов времени обслуживания заявок, счетчик количества пребываний системы в режиме готовности, счетчик количества отказов системь массового обслужив ния в режиме готовности, счетчик общего количества распоряжений на перевод сис-. темы в режим готовности к обслуживанию заявок, причем выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и через элемент задержки - с входом останова генератора случайных интервалов времени пребьвания системы в режиме готовности, выход третьего элемента ИЛИ подключен к входу восьмого счет - чика группы, входу запуска первого генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого соединен с инверсными входами восьмого и четырнадцатого, двадцатого и двадцать первого элементов И, прямой вход четырнадцатого элемента И подключен к выходу второго дифференцирующего элемента, а выход - к вхо,цу запуска генератора случайных интервалов времени пребывания системы в режиме готовности, выход третьего генератора случайного потока импульсов соединен с первым прямым входомдевятого элемента И, второй прямойвход которого подключен к выходу первого триггера, а выход - к входу девятого счетчика группы, второму входу третьего элемента ИЛИ, инверсные входы десятого и одиннадцатого элементов Исоединены с выходом первого генератора случайных интервалов времени восстановления, выход четвертого генератора случайного потока импульсов подключен к первому входуодиннадцатого элеменга И, второй прямой вхоц которого соединен с выходомгенератора случайных интервалов времени подготовки, первым входом девятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу одиннадцатого элемента И, третьему входу третьего элемента ИЛИ входу десятого счетчика группы а через третий элемент задержки - к установочному входу генератора случайных интервалов времени подготовки, выход девятого элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход первогодифференцирующего элемента подключенк прямому входу восьмого элемента И, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных интервалов времени подготовки, выход пятогогенератора случайного потока импуль 1229773 12сов подкЯочен к первому прямому вы" ходу семнадцатого элемента И, второй прямой вход которого соединен с выходом первого генератора случайных интервалов времени транспортировки,5 а выход " с установочным входом первого генератора случайных интервалов времени транспортировки, единичным входом четвертого триггера, первым входом четвертого элемента ИЛИ,выход которого подключен к входу запуска второго генератора случайных интервалов времени восстановления, выход которого соединен с,инверсными входами семнадцатого, двенадцатого,. пятнадцатого, шестнадцатого элементов И, входами десятого и одиннадцатого дифференцирующих элементов, выход одиннадцатого дифференцирую 20 щего элемента подключен к первому входу тринадцатого элемента И, а через второй элемент задержки - к нулевому входу пятого триггера, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И, выход которого объединен с выходом шестнадцатого элемента И и подключен к входу запуска второго генератора случайных интервалов времени транспор 30 тировки, выход седьмого дифференцирующего элемента соединен с прямым входом шестнадцатого элемента И, выход шестого генератора случайного " потока импульсов подключен к первому прямому входу двендцатого элемен та И, второй прямой вход которого соединен с выходом второго генератора случайных интервалов времени транспортировки, выход двенадцатого элемента И подключен к установочному 40 входу второго генератора случайных интервалов времени транспортировки, единичному входу пятого триггера, второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соеди нен с входом одиннадцатого счетчика группы, выход шестого дифференцирующего элемента подключен к прямому входу пятнадцатого элемента И, выход которого соединен с входом запуска 50 первого генератора случайных интервалов времени транспортировки, выход десятого дифференцирующего элемента подключен к первому входу седьмого элемента И, а через первый элемент задержки - к нулевому входу четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к входу запуска первого генератора случайных интервалов времени транспортировки, выход первого генератора случайного потока импульсов соединен свходом счетчика общего количествараспоряжений на перевод системы в режим готовности, выход третьего элемента И подключен к входу счетчикаколичества пребываний системы в режиме готовности, выходчетвертьгоэлемента И соединен с входом счетчика количества отказов системы в режиме готовности, выход четырнадцатого элемента И подключен к входу запуска седьмого генератора случайногопотока импульсов, вход останова которого соединен с выходом третьегодифференцирующего элемента, а выход -с входом счетчика общего количествазаявок, первым входом двадцать третвего элемента И, второй вход которогоподключен к выходу генератора случайных интервалов времени пребываниясистемы в режиме готовности, первому инверсному входу восемнадцатого,прямому входу девятнадцатого, первому входу двадцать второго элемента И,второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход -с четвертым входом первого элементаИЛИ, выход двадцать третьего элемента И подключен к прямому входу двадцать первого элемента И, выход которого соединен с входом запуска случайных интервалов времени. обслуживания заявок, выход которого подключен к прямому входу двадцатого элемента И, выход которого через двенадцатый дифференцирующий элементсоединен с нулевым входом третьеготриггера, вторым инверсным входомвосемнадцатого и инверсным входомдевятнадцатого элементов И, выходкоторого подключен к входу счетчикаобслуженных заявок, выход восемнад"цатого элемента И соединен с входомсчетчика необслуженных заявок, выходыдвенадцатого и семнадцатого элементов И подключены соответственно квходам двенадцатого и тринадцатогосчетчиков группы,1229713 Состаор Л. Гратилло Техре ель И.Дубинина,Самборска е Подпта СССР ное арс зоб Госелам 5 осква,но-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная оизводст каз 2451/49 ВНИИПИ по д 113035, ж 671венного комит етений и откр35, Раушская