Устройство для определения места расположения центра технического обслуживания сети

О(ОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК А 19) я)5 6 0 419 иализитвам и тирова- еделененцов, И,В,Чис тво СССР20, 1988.ОПРЕДЕЛЕНИЯЦЕНТРА ТЕХНИИЯ СЕТИ ся вве- транС- между ертым ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯМЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЧ Е СКОГО ОБСЛУЖИ ВА, . Изобретение относится к специализированнь(м вычислительным устройствам и может быть использовано при решении задач размещения центров технического обслуживания территориально распределенных систем, например сетей связи, вычислительных сетей, территориальных АСУ и т.д.Цель изобретения - повышение точности вычисления места расположения ЦТО путем учета в эксплуатационных затратах частоты поездок к каждому элементу сети, а также расширениевозможностей по опре- делению места, расположения ЦТО путем учета различных стратегий ТО,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для вычисления координат места расположения центра технического об- служивания сети, содержащем блок памяти, первый и второй блоки арифметических операций, первую группу регистров, выход каждого из кс)торых соединен с первым входом соответствующего элемента И первой группы; вторую группу регистров, вторую группу элементов И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый регистр, информацион(57) Изобретение относится к спец рованным вычислительным устройс может быть использовано при проек нии сетей с территориально распр ными узлами. Цель изобрете повышение точности. Цель достигает дением блока вычисления удельных портных расходов, подключенного блоком вычисления расстояния и чет регистром. 5 ил,ен с выходом втох операций, а вык первому схемы сравнения, с первым входом й и четвертый реугольных импульдинен с входом в, каждый выход его, соединен со твую(цих элемейервыми входами ов И второй груп- входом третьего выход распредеен с синхронизистров первой и етьего регистров,ки, С ВХОДОМ СчИ- правляющим вхорифметических ые входы котороенно с выходамитого регистров и орого элементов к первому инфорныи вход которого соедин рого блока арифметически ход подключен информационному входу выход которой соединен элемента И, второй, трети гистры, генератор прямо сов, выход которого сое распределителя импульсо которого, кроме последн вторыми входами соответс тов И первой группы, с и соответствующих элемент пы и с соответствующим элемента ИЛИ, последний лителя импульсов соедин рующими входами реги второй групп, второго и тр с входом элемента задерж тывания блока памяти и с у дом первого блока а операций, информационн го соединены соответств второго, третьего и четвер с выходами первого и вт ИЛИ, а выход подключенмационному входу второго блока арифметических операций, второй и третий информационные входы которого соединены с выходом пятого регистра и с информационным выходом блока памяти соответственно, а синхронизирующие входы подключены соответственно к первому и второму выходам элемента задержки, третий выход которого соединен с разрешающим входом схемы сравнения и со счетным входом счетчика, выход псреполнения которого соединен с входом останова генератора прямоугольных импульсов, второй инфор. мационный входсхемы сравнения соединен с выходом второго блока арифметических операций, выход схемы сравнения соединен с синхронизирующим входом первого регистра, второй вход элемента И соединен с выходом признака блока памяти, выход элемента И является выходом устройства, выходы элементов И первой группы подключены к входам первого элемента ИЛИ соответственно, выходы элементов И второй группы подключены к входам второго элемента ИЛИ соответственно, выход третьего элемента ИЛИ соединен с синхронизирующим входом первого блока арифметических операций, выход каждого из регистров второй группы соединен со вторым входом соответствующего элемента И второй группы, выход первого регистра первой группы соединен с информационным входом второго регистра, информационный вход каждого предь 1 дущего регистра первой группы соединен с выходом последующего регистра, информационный вход последнего регистра первой группы соединен с выходом второго регистра, выход первого регистра второй группы соединен с информационным входом третьего регистра, информационный вход каждого предыдущего регистра второй группы соединен с выходом последующего регистра, информационный вход последнего регистра второй группы - с выходом третьего регистра, между выходом шестого регистра и входом первого блока арифметических операций дополнительно введен треий блок арифметических операций, причем его синхронизирующий вход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ,Введенные новые элементь 1 и соответствующие связи позволяют автоматически и с большой точностью определить место расположения центра технического обслуживания сети,Задача определения места располокения центра технического обслуживания состоит в нахождении таких его координат, при которых минимизируются приведенные(на год эксплуатации) затраты: С = КЕн+ Сб+ Стб+ Су, (1) 5где К - капитальные затраты на построение центра технического обслуживания;Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вло жений;.Сб - затраты на содеркание бригадытехнического обслуживания;Стб - траНСПОртНЫЕ раСХОдц На ПрОЕЗдбригады к узлам для устранения отказов и "5 обратно;Су - затраты непосредственно на устранение отказов.Применение в качестве критерия оптимизации минимума приведенных затрат по зволяет учитывать как капитальные затратына создание центра, так и расходы на текущую эксплуатацию сети, включающую расходы на содержание эксплуатационного персонала, его доставку к местам проведе ния технического обслуживания, а также затраты непосредственно на восстановление работоспособности отказавших элементов (на ремонт,замену и т.д,) и проведение профилактических мероприятий.ЭО Для обеспечения удобства организацииэксплуатации и снижения затрат на эксплуатацию целесообразно центр технического обслуживания совмещать с одним из узлов сети. С учетом этого выражение (1) может Э 5 быть переписано в виде М . Я Н С= Енд К+2 ;Ст 1 д 11+, если центр техническогообслуживания совмещен где с м узлом сети0 в противном случае; 50 Й - число узлов сети;К - капитальные затраты на созданиецентра технического обслуживания в 1-м уз 55 лесетиСт 1 - удельные транспортные расходына единицу расстояния, определяемые сучетом частоты. поездок (в )-ый узел связи);появление сомножителя 2 перед С обусловлено тем, что необходимо учитывать поездки туда и обратно;11 - расстояние между 1-м и )-м узлами сети;Су - затраты на устранение отказов 1-го узла сети.При этомСт 1 = Ст п 1 = Ст 1Тэ(3)Г о 1Т то 1где Ст - удельные транспортные расходы на единицу расстояния;, Тэ - период эксплуатации;х о 1 - наРаботка на отказ)-го элемента сети;То 1 - период ТО на )-м элементе сети; причем То 1 может быть, в зависимости от стратегии ТО, как переменным, так и постоянным,4 ля решения задачи используется метод последовательного подбора возможных положений центра технического обслуживания. При этом учитывается тот факт, что третье и четвертое слагаемые в выражении (2) не зависят от места расположения центра, они оказывают влияние лишь на результирующее значение С,Поэтому оптимизация проводится по выражению(4)На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для определения места расположений центра технического обслуживания сети; на фиг. 2 - схема первого блока арифметических операций; на фиг. 3 - схема второгоблока арифметических операций; на фиг. 4 - схема блока памяти; на фиг. 5 - схема третьего блока арифметических операций,Устройство для определения места расположения центра технического обслуживания сети содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, распределитель 2 импульсов, четвертый и пятый регистры 3 и 4, первый блок 5 последовательно соединенных регистров, первый блок 6 элементов И, третий элемент ИЛИ 7, второй блок элементов И 8, второй блок 9 последовательно соединенных регистров, первый и второй элементы ИЛИ 10 и 11, первый блок 12 вычисления расстояния, шестой и седьмой регистры.13 и 14, блок 15 памяти, второй блок 16 вычисления затрат, элемент 17 сравне ния, третий регистр 18, третий элемент И 19, первый элемент 20 задержки, первый счетчик 21, блок 22 регистрации, третий блок арифметических операций 36,Первый блок 12 вычисления расстояний содержит первый и второй узлы вычитания 23 и 24, второй элемент 25 задержки, первый и второй узлы умножения 26, 27, первый сумматор 28, блок 29 извлечения квадратного корня, накопитель 30, третий блок 31 умножения,Второй блок 16 вычисления затрат со 5 10 держит четвертый блок 32 умножения и второй сумматор 33,Блок 15 памяти содержит второй счетчик 34 и запоминающий узел 35.Третий блок 36 вычисления удельных транспортных расходов содержит два блока 15 37 и 38 регистров, состоящих из регистров20 39 и 40, третий сумматор 41, делитель 42, пятый блок 45 умножения и третий элемент 43 задержки,Устройство работает следующим образом.Перед началом работы в блоки регистров 3,4,5,9 записываются координаты мест размещения узлов сети. В регистр 3 записы 25 вается значение Х 1, в регистр 4 - У 1, в регистры 5 группы - значение Х 2, Хм 30 соответственно, в регистры 9 группы - значение У 1, ., Уи соответственно, Счетчик 21,34, накопитель 30 обнуляются. В блок 15 памяти записываются, значения К,1=. 1, 1 ч, в регистр 13 - значение 2 Ст, в регистр 14 - значение Ен, о первый и второй блоки регистров 37, 38 записываются значения то 1 и То 1, = 1, 1 ч, Тем самым УстРойство подготовлено к моделированию ситуации, когдацентр технического обслуживания совмещен с первым узлом сети,40 С началом работы генератор 1 начинаетвыдавать прямоугольные импульсы на вход распределителя 2. Распределитель 2 им пульсов может быть технически реализован,например, как многофазный тактовый генератор. Первый из импульсов с входа распределителя 2 проходит на его первый выход и разрешает прохождение значений коорди нат Х 2, У 2 с первых регистров блоков 5, 9через элементы И 6, элемент ИЛИ 10, элемент И 8 и элемент ИЛИ 11 на входы блока 12 для вычисления стоимости. На входы этого блока подаются значения Х 1 и У 1 с выхо дов регистров 3 и 4 соответственно, В блоке12 осуществляется вычисление расстояния между первым и вторым узлами сети. Вычисление происходит при наличии строби, рующего импульса на входе блока 12,10 15 20 теля имеется значение 1 Ст 1. 30 35 40 устройство подготавливается к моделированию на следующем цикле ситуации, когда центр технического обслуживания совмещен со вторым узлом сети.Импульс с последнего выхода распре делителя 2 поступает также на блоки 12 и 15. С его приходом в блоке 12 осуществляется выдача результата накопления, соответствующего значению второго слагаемого в формуле (4), на блок 16, На этот же блок 50 подается значение Ея с регистра 14 и поступает значение К 1 с блока 15 памяти. Выдача К 1 с блока 15 осуществляется по приходу на вход этого блока импульса с последнего выхода распределителя 2. В блоке 16 осущест вляется вычисление значения выражения (4) для д 1 - 1 путем перемножения сигналов, соответствующих Ен и К, и суммирования результата перемножения с синалом, поступающим с блока 12, Операции умножеРоль стробирующего импульса выполняет на данном такте импульс с первого выхода распределителя 2, подаваемый на блок 12 через элемент ИЛИ 7, Вычисленное значение расстояния между первым и вторым узлами сети умножается на значение2 Стг, полученное в блоке 13.Второй импульс, поступающий на входраспределителя 2, проходит на второй его выход и, соответственно, на входы вторых элементов И 6, 8. На блок 12 подаются координаты Хз и Уз и в этом блоке вычисляется расстояние между первым и вторым узлами сети. Роль стробирующего импульса для блока 12 выполняет в данном случае импульс со второго выхода распределителя 2, найденное расстояние умножается на значение Стз, полученное на выходе блока 13 и суммируется с ранее полученным значением 2 Ст 2 х Ст 2,Работа устройства при поступлении на вход распределителя 2 с 3-го по (й - 1)-й импульсов осуществляется аналогично, и после (й - 1)-го импульса в блоке 12 накопи=1По М-му импульсу осуществляется перезапись содержимого регистров 3, 4, регистров блоков 5, 9. В регистры 3 и 4 записываются значения Хг, У 21 из первых регистров блоков 5, 9 соответственно, в первые регистры блоков 5 и 9 - значения Хз, Уз из вторых регистров блоков 5 и 9 соответственно, и т,д., а значения Х 1, У 1 записываются иэ регистров 3 и 4 в последние регистры блоков 5 и 9 соответственно, Тем самым ния и суммирования осуществляются с приходом на блок 16 тактирующих импульсов соответственно с первого и второго выходов элемента 20 задержки, На вход элемента 20 5 поступают импульсы также с последнего выхода распределителя 2, а время задержки выбирается так, чтобы перемножение в блоке 16 осуществлялось после считывания значения К из блока 15, а суммирование - после дополнительной задержки, не меньшей длительности выполнения операций умножения.Результат вычислений иэ блока 16 поступает на схему 17, где происходит его сравнение с содержимым регистра 18, Регистр 18 предназначен для хранения наименьшего значения затрат С из всех рассмотренных на предыдущих циклах, Первоначально в регистре 18 записано число, заведомо большее того, которое может быть получено в блоке 16, Сравнение на элемент сравнения 17 осуществляется при появлении на ее третьем входе импульса с третьего выхода элемента 20 задержки. Им пульс на третьем выходе элемента 20 появляется после выполнения всех арифметических операций в блоке 16. Если значение сигнала с выхода блока 16 меньше, чем содержимое регистра 18, то на выходе схемы 17 сравнения появляется импульс, который поступает на регистр 18,С его приходом осуществляется записьв этот регистр результата вычислений с выхода блока 16, Импульс с выхода схемы 17 сравнения поступает также на вход элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом блока 15 памяти. В блоке 15 осуществляется подсчет импульсов, поступивших на его вход с последнего выхода распределителя 2, Это число, соответствующее текущему значению номера узла сети, с которым совмещен центр технического обслуживания, проходит через элемент И 19 на вход блока 22 регистрации при наличии разрешающего импульса на входе элемента И 19, На блоке 22 регистрации, таким образом, в каждый момент времени зафиксирован номер узла сети, совмещение с которым центра технического обслуживания дает наимень. шее значение С из возможных вариантов размещения центра, рассмотренных до этого момента времени,С появлением на выходе генератора 1следующего импульса начинается новый цикл работы устройства, соответствующий ситуации, когда центр технического обслуживания совмещен со вторым узлом сети, В блоке 12 вычисляется расстояние между вторым и остальными узлами сети и осуществляется вычисление суммарных транспорся Блок 12 работает следующим образом, На входы узлов 23 и 24 вычитания в каждом цикле работы устройства подаются значения координат Х и У соответственно узла сети, с которым совмещен центр технического обслуживания в данном цикле, На вторые входы этих блоков последовательно подаются значения соответственно Х 1 и У 1-) координат остальных узлов сети, В блоке 12 осуществляется вычисление расстояния между 1-м и каждым из)-х узлов сети по формуле(5) 1 = 1 (х - х) + (У; - У) и затем рассчитывается значение суммарных затрат на транспортные расходы, т.е. определяется второе слагаемое в формуле (2). В узлах 23 и 24 определяются значения (х - х) и (у 1 - у) соответственно.Вычисление этих значений производится по стробирующему импульсу, поступающему на входы узлов 23 и 24 с выхода элемента ИЛИ 7. В узлах 26, 27 умножения выполняется операция возведения в квадтных расходов, В блоке 16 полученная величина суммируется с сигналом, соответствующим капитальным затратам на размещение центра технического обслуживания на втором узле сети. Это достигается за счет того, что с приходом на блок 15 памяти второго импульса на его выходе появляется значение К 2. Сигнал, соответствующий полученной сумме, подается на элемент сравнения 17, где осуществляется. очередная операция сравнения, По последнему тактовому импульсу описываемого цикла вновь осуществляется перезапись содержимого регистров 3, 4, 5, 9, В регистрах 3 и 4 теперь будут записаны значения Хз, Уз соответственно.После цикла работы устройства, соответствующего размещению центра технического обслуживания на последнем узле сети, в блоке 22 регистрации будет зафиксирован номер узла, совмещение с которым центра технического обслуживания дает минимальные затраты, Счетчик 21 предназначен для подсчета срезов импульсов с.выхода элемента 20 задержки. Разрядность счетчика равна М. Поэтому при поступлении на этот счетчик М-го среза, свидетельствующего об окончании цикла работы устройства по моделированию размещения центра на последнем узле, на выходе счетчика 21 появляется импульс переполнения, Этот импульс подается на вход генератора 1, и выдача импульсов прекращается,Работа устройства на этом заканчиваетрат значений х 1 - х) и (у - у) соответственно,В сумматоре 28 осуществляется суммирование полученных величин, а сигнал на выходеузла 29 соответствует величине, Этот сигнал5 умножается в узле 31 с величиной 2 Ст, поступающей на второй вход узла 31 с восходатретьего блока арифметических операций36, Сигнал, полученный на выходе узла 31суммируется с содержимым накопителя 30,10 Импульсами с выходов элемента 25 задержки осуществляется синхронизация работыузлов, Величина задержки синхроимпульсадля каждого узла выбирается такой, чтобы кмоменту его прихода был получен результат15 предыдущей арифметической операции, выполняемой в предшествующем узле, Длясинхронизации работы блоков 36 и 12 синх. роимпульсы на узлы 23 и 24 подаются свыхода элемента 25 задержки таким обра 20 зом, чтобы 2 Ст 1 приходил на умножительвместе с 1;.Таким образом, на каждом цикле после(К -1)-го шага по определению 11 и 2 Ст 1 навыходе накопителя 30 присутствует сигнал,25 соответствующий суммарным транспортным расходам при совмещении центра технического обслуживания с 1-м узлом сети,который подается на вход блока 16. Срезомимпульса М-го выхода распределителя 230 осуществляется обнуление накопителя 30, иблок 12 подготавливается тем самым к работе на следующем цикле.Блок 16 работает следующим образом.На входы узла 32 умножения подаются35 .сигналы, соответствующие Ен и Кь С приходом синхросигнала на его вход с выходаэлемента 20 задержки осуществляется перемнокение и результат, соответствующийпервому слагаемому выражению (4), подает 40 ся на сумматор 33, На этот же сумматорпоступает с блока 12 значение второго слагаемого выражения (4). Суммирование производится с приходом синхроимпульса свыхода элемента 20 задержки,45, Результат, соответствующий значениют, подается на вход элемента 17 сравнения,Блок 15 памяти работает следующимобразом.На его вход поступают импульсы с по 50 следнего выхода распределителя 2 и проходят на вход счетчика 34. Номер импульса,поступившего на вход блока 15, равен номеру цикла работы устройства, т.е, номеру узла сети, с которым совмещается центр55 технического обслуживания на очередномцикле работы устройства. На выходе счетчика 34 присутствует этот номер и выдается наэлемент И 21, Выход счетчика 34 соединентакже с входом запоминающего узла 35, Узел 35 представляет собой узел постоянной памяти с последовательной выборкойинформации и может быть выполнен, например, в виде запоминающего устройствас произвельной выборкой. В этом случаепредварительно, до начала работы устрой,ура, е узел 35 записаны значения Кь 1 =- 1,Й, причем каждое из них снабжено адресом,код которого соответствует числу 1. В процессе работы устройства на выходе узла 35присутствует то значение К 1, код адреса которого подается на вход. Поскольку счетчик4, выход которого соединен с адресным входом запоминающего узла, формируется впорядке возрастания значения 1, на выходеузла 35 последовательно по циклам работыустройства будут присутствовать значенияК,КгКм,Блок 36 работает следующим образом.В блок регистров 37, состоящих иэ регистров 39, записаны значения Г в следу. ющем порядке: г ои, г он ,., ,а, го 1,а в блоке регистров 38. состоящих иэ регистров 40, записаны значения То 1 в следующем порядке: Тон, То 1 н, ., Т,а, То 1.В регистр 44 записано значение То. Поприходу тактовых импульсов с выхода эле.мента ИЛИ 7 осуществляется циклическаявыдача значений то 1 и То 1 на вход сумматора, причем первыми выдаются значениягог и Тог. На выходе делителя получаетсясигнал, соответствующий значению- , который умножается с сигнаТэо 1+ о 1лом 2 Ст, поступившим с регистра 13,Таким образом, на выходе блока 36 получаем сигнал Ст 1.Импульсами с выходов элемента задержки 43 осуществляется синхронизация работ узлов. Величина задержкисинхроимпульса для каждого узла выбирается такой, чтобы к моменту его прихода былполучен результат предыдущей арифметической операции, выполняемой е предшествующем узле,ФТаким образом, предлагаемое устройство позволяет решать актуальную для практики проектирования и эксплуатациитерриториальных сетей задачу определенияместа размещения центра технического обслуживания сети по критерию минимумаприведенных затрат.При применении устройства обеспечивается повышение точности определениякоординат центра технического обслуживания, поскольку в ходе решения задачи учитываются как капитальные затраты насооружение центра, тэк и затраты нафункционирование центрэ в процессеэксплуатации, За счет этого повышаетсяобоснованность и достоверность решений по размещению центра технического обслуживания, снижаются затраты на эксплуатацию сети, и, как следствие, повышается общая эффективность функционирования сети,Устройство для определения места расположения центра технического обслуживания сети, содержащее последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов; распределитель импульсов, первый блок последовательно соединенных регистров, первый блок элементов И, первый элемент ИЛИ, блок вычисления расстояния, блок вычисления затрат, элемент сравнения, элемент И, блок регистрации, последовательно соединенные второй блок последовательно соединен ных регистров, второй блок элементов И, второй элемент ИЛИ, последовательно соединенные элемент задержки, счетчик, а также третий эле-. мент, ИЛИ, блок памяти значений капитальных затрат, первый - пятый регистры, причем стробирующий вход второго блока последовательно соединенных регистров подключен к входу элемента задержки, к стробирующим входам третьего регистра, первого блока последовательно соединенных регистров, второго регистра, блока вычисления расстояния, блока памяти значений капитальных затрат, первый выход которого подключен к второму входу элемента И, второй выход - к второму информационному входу блока вычисления затрат, третий информационный вход которого подключен к выходу пятого регист-, ра, первый и второй стробирующие входы - к второму и третьему выходам элемента задержки, а выход вк информационному входу первого регистра, стробирующий вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход - к второму входу элемента сравнения, стробирующий вход которого подключен к первому выходу элемента задержки, выход счетчика подключен к входу генератора прямоугольных импульсов, информационный вход третьего регистра подключен к выходу последнего регистра блока последовательно соединенных регистров, информационный вход первого регистра которого подключен к выходу третьего регистра и второму информационному входу блока вычисления расстояния. третий информационный вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ, четвертый информационный вход - к выходу второго элемента ИЛИ, а пятый информационный 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретениявход - к выходу второго регистра и информационному входу первого регистра первого блока последовательно соединенных регистров, выход последнего регистра которого подключен к информационному входу второго регистра, вторые входы первого и второго блоков элементов И подключены к второму выходу распределителя импульсов и входу третьего элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введен блок вычисления удельных транспортных расходов. информационный вход которого 5 подключен к выходу четвертого регистра,стробирующий вход - к выходу третьего элемента ИЛИ, а выход - к шестому информационному входу блока вычисления расстояния,1807500 Фиг. б Составитель Я.Абдел Техред М.Моргентал Ре орректор С.Патрушева КНТ СССР нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 роизвод Заказ 1381 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5