Файл: Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 215

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а 3.2

п р о в е р к а г и п о т е зы о р а с п р е д е л е н и и с л у ч а й н о й в е л и ч и н ы

ПРОМЕЖУТКОВ МЕЖДУ СОСЕДНИМИ ВЫЗОВАМИ С ТЕЛЕФОННОГО АППАРАТА АТС ПО ПОКАЗАТЕЛЬНОМУ ЗАКОНУ

интервала

Перерыв между ченвызовамив пределах,заклю­с

Число случаев m

I

 

 

 

1

0 -300

2050

2

301 -600

1423

3

601--900

974

4

901--U 0 0

677

5

1201--1500

461

6 1501--1800

310

7

1801--2100

218

8

2101

--2400

151

9

2401

--2700

102

10 2701--3000

75

11

3001

--3300

55

12

3301

--3600

44

13

3601

--3900

26

14

3901

--4200

18

15

4201

--4500

11

16

4501480

8

16

Y , =6603 i—1

Частность Л т• Я = L 6603

0,3105

0,2155

0,1475

0,1025

0,0698

0,0470

0,0330

0,0228

0,0155

0,0113

0,00835

0,0067

0,00395

0,00272

0,00166

0,00121

16 А

і—1

< Г

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

С4

 

+

 

 

сГ

 

4-

 

4)

сГ

 

< 5

О.

46,6

1

0,6900 0,3100

0,008IO“ 4

97,0

0,6900 0,4766 0,2134

0,207ІО“'4

110,6

0,4766 0,3293 0,1473

0,017ІО“ 4

107,6

0,3293 0,2272 0,1021

0 ,0 6 -ІО““4

94,3

0,2272 0,1568 0,0704

0,091- ю - 4

77,6

0,1568 0,1086 0,0485

0,465іо - 4

64,4

0,1086 0,0750 0,0336

0,107ІО- 4

51,4

0,0750 0,0518 0,0232

0,069ІО“ 4

39,6

0,0518 0,0358 0,0160

0,15610~4

32,2

0,0358 0,0247 0,0111

0,036ІО“ 4

26 ,3

0,0247 0,0171 0,0076

0,740- ІО-4

23,1

0,0171 0,0118 0,0053

3,7-10

 

15,1

0,0118 0,0081

0,0037

 

 

10“ 4

 

 

 

 

0,169- -4

11,0

0,0081 0,0056 0,0025

0,19310“ 4

7,2

0,0056 0,0039 0,0017

0,009ІО“ 4

5 6

0,0039 0,0027 0,0012

0,001- 0 -4

t = 809,6

 

 

 

16

Л

viY

 

 

 

і а

Pt

 

 

 

 

t= i

 

 

=5,984- Ю“ 4

По таблице критегоич Колмогорова {70] находим вероятность К (у)~ 0 . Тогда вероятность Р(у) того, что за счет чисто случайных причин максимальное рас­ хождение D б у д е т не м ен ь ш е, чем фактически наблюдаемое, равна

Р(у) = \ - К ( у ) ~ \ .

Так как в рассматриваемом

примере Р(у)ж \, то

гипотеза о показательном

законе распределения случайной

величины интервалов

между соседними вызова­

ми с телефонного аппарата АТС соответствует опытным данным.

Таким образом, проверка данной гипотезы по двум критериям дала совпа­ дающий результат, причем в обоих случаях вероятность совпадения теоретичес­ кой и эмпирической функций близка к единице. Следовательно, с очень большой уверенностью можно утверждать, что в данной сети входящий поток подчиняется закону распределения Пуассона, т. е. является простейшим, и для расчета сети

— 102 —


связи могут быть применены формулы, указанные в табл. 2.2. Можно также утверждать о незначительности искажений общей картины потока, вносимых слу­ чайными «пиками» и «ямами» вызовов, повторными вызовами и отсутствием ор­ динарности. Если бы проверка данной гипотезы дала отрицательный результат, необходимо было бы рассмотреть другую гипотезу о характере входящего пото­ ка, Это потребовало бы (при соответствии новой гипотезы опытным данным) применения соответствующих формул для расчета системы связи.

В случае, когда перечисленные выше факторы (элементы нестационарности, повторные вызовы, неординарность) имеют большее влияние, входящий поток искажается значительно и таких близких к единице значений вероятности совпадения теоретической и эм­ пирической функций, как в рассмотренном примере, получить не удается. Можно считать, что если эта вероятность больше 0,5, но меньше 0,7, то допустимо принимать предположение о применении рассматриваемой теоретической функции для аппроксимации ста­ тистических данных. Однако в таких случаях следует учитывать физическое содержание статистики и пытаться разделить влияю­

щие

факторы — например, принимать меньшие

отрезки времени

при

отсутствии

стационарности, выделять повторные вызовы и

т д.

Если эти

меры не повышают вероятности,

то статистические

параметры непригодны для использования в теоретических иссле­ дованиях и проектировании сетей.

Вслучаях, когда вероятность совпадения теоретической и ста­ тистической функций больше 0,7, можно говорить об удовлетво­ рительной степени согласования опытных данных с теоретическими посылками. При величине вероятности выше 0,7 при проектирова­ нии сетей допустимо использовать статистические характеристики потока в качестве параметров теоретического распределения.

Всоответствии с методикой, изложенной выше, могут быть про­ верены различные гипотезы о законах распределения случайных величин, характеризующих моменты возникновения как докумен­ тированной, так и недокументированной информации, поступаю­ щей на вход сетей производственной связи. Результаты проверки позволяют выбрать для расчета сетей связи соответствующий ма­ тематический аппарат.

Объемы документированной информации по всему потоку в целом, по отдельным направлениям, по показателям содержания и т. д, подчиняются нормальному закону распределения. Это озна­ чает, что плотность распределения случайной величины объема сообщения

—му

1<У) =

1

2о 2

(3.3)

<туг2п

V — объем сообщений; М — математическое ожидание потока:

П

2 *<

М = £=!— .

(3.4)

п

 

— 103


где п — число обследованных потоков рассматриваемого вида (по­ ток в целом, по отдельным направлениям и т. д .); а — среднее квадратическое отклонение от величины математического ожида­ ния, несмещенная оценка которого равна;

° = і /

<3.5>

Так как величины М и а находятся по материалам собранной статистики, то по ф-ле (1.11) оценивается надежность этой стати­ стики по ф-ле (1.1 Г) определяется ее достаточность.

Общий объем передаваемых в рассматриваемые отрезки вре­ мени сообщений рассматривается как непрерывная случайная ве­ личина. Поскольку объем выборки п для анализа потоков инфор­ мации в целом, по отдельным направлениям, показателям содер­ жания и т. д. небольшой (н<20), то для определения доверитель­ ных интервалов параметров нормального распределения, характе­ ризующих эти потоки, следует использовать распределение Стьюдента. Небольшая величина объема выборки объясняется тем. что исследование каждого отдельного потока требует значительных средств, сил и времени. Поэтому обычно ограничиваются сбором

статистики по 3—5 потокам рассматриваемого вида

(например,

на 3—5 предприятиях с одной технологией; в

том же

количестве

строительных управлений и т. д.)

поток информации

Задаваясь вероятностью а того, что любой

будет находиться ів определенных ниже пределах, по таблице коэф­

фициентов

Стьюдента

[176] находим величину Za . Тогда объем

информаций

Ѵі с вероятностью и будет находиться

в доверитель­

ном интервале:

 

 

 

м ~

2“ ^ г < ѵ ,< /И + 2 « 7 іГ '

(3'6>

В таблицах обычно коэффициент Стьюдента Za определяется в зависимости от числа степеней свободы г:

г = п — 1.

(3.7)

Доверительные границы для величины среднего квадратическо­

го отклонения

 

ki а < а,- < k2 о,

(3.8}

где коэффициенты ki и k% находятся из таблицы приложения 7 при заданных вероятностях а и числе степеней свободы, определяемых

по ф-ле (3.7).

Формулы (3.6) и (3.8) позволяют установить область возмож­ ных значений величины объема сообщений, передаваемых в за­ данный отрезок времени (в целом, по отдельным направлениям, сторонам хозяйственной деятельности, функциям), либо для пред­ приятия и его подразделений, где проводились статистические ис­

— 104 —


следования, либо для аналогичных предприятий и цехов, где такие исследования не проводились. Знание параметров объема сообще­ ний и доверительной области его значений позволяет рассчитывать загрузку электронных вычислительных машин и связанных с их работой средств передачи информации, решать различные задачи синтеза организационных структур, оценивать качество функцио­ нирования средств передачи документированной информации и т.д.

Как указывалось выше, исследование потоков информации мо­ жет вестись как по их объемам, так и по количеству документов (см. гл. 1). Однако на уровнях производства от промышленного предприятия (цеха) и выше количество документов настолько ве­ лико, что эта случайная величина может также рассматриваться как непрерывная. При количестве документов, измеряемом еди­ ницами и десятками, каждое сообщение можно рассматривать как вызов (см. ниже) и оценивать по закону распределения Пуассона.

Количество вызовов. На различные сети производственной свя­ зи поступает поток вызовов, который, как правило, подчиняется закону распределения Пуассона, описываемому ф-лой (2.3). Если положить отрезок времени равным единице (например, часу), то вероятность поступления за этот отрезок k вызовов будет равна

РЛ 1) = -kl£ е - \

(2.3')

Интенсивность потока К— основной

параметр

потока, является

и его математическим ожиданием, и

его дисперсией (квадратом

среднего квадратического отклонения). Случайная величина коли­ чества вызовов с оконечных абонентских устройств различных се­ тей связи в единицу времени (час, сутки) принимает только неот­ рицательные целочисленные значения с вероятностями (2.3').

Гипотеза о соответствии статистических данных закону Пуас­

сона

проверяется по критерию

Пирсона (%2) в порядке, приведен­

ном

выше (см. табл. 3.2). В

качестве

исходных данных исполь­

зуется массив статистической информации в виде:

 

Хо-т-Хг

 

Ши

 

(Х\ + 1) -Г- х2

ПЧ,

 

(х2 -Г 1) -г- х3

та,

 

( хп - і + 1) + хп

тп,

где Хі-т-Хі+і — границы интервалов; Ші — количество случаев, соот­ ветствующих і-Н чму интервалу.

Количество интервалов устанавливается от 7 до 12. При мень­ шем количестве интервалов усложняется проверка статистических гипотез, при большом количестве — увеличивается объем вычисли­ тельных работ.

Учитывая, что расчеты сетей связи выполняются всегда на осно­ ве данных о величине нагрузки, а последняя колеблется в значи­

— 105 —