Файл: Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 249
Скачиваний: 0
стоянных коэффициентов, устанавливаемыми ограничениями. Од нако данный алгоритм позволяет определить эффективность функ ционирования не по 128, а только по 64 возможным состояниям се ти: фактор надежности из рассмотрения здесь исключен не из-за
Рис. 4.5. Функциональная схема алгоритма расчета величин Е и Q для сети производственной автоматической телефонной связи при идеальной надежности
вычислительных, а методологических трудностей — неизвестно, как рассчитать надежность сети ПАТС. Корректировка алгоритма, на правленная на добавление еще одного элемента модели, может быть осуществлена очень простым способом.
Исходя из методики определения величины эффективности фун кционирования, главным моментом алгоритма является перебор всех возможных состояний сети. Перебор осуществляется таким
— 190 —
методом: каждому состоянию ставится в соответствие шестизнач ное число в двоичной системе, т. е. состоящее из нулей и единиц. Вероятность каждого состояния Ри рассчитывается как произве дение шести вероятностей, определяющих каждое из 64 состояний, причем берется pit если на і-м месте шестизначного числа стоит единица, и qu если на г-м месте этого числа стоит нуль.
Величина непроизводительных затрат времени для каждого со стояния Tnh рассчитывается аналогично как сумма непроизводи тельных затрат времени в элементах tu причем берется ^ = 0, если на і-м месте соответствующего шестизначного числа стоит нуль, и Іі, если на этом месте стоит единица.
Далее при заданном времени собственно передачи информации
7'и определяется |
т |
вероятность Pk = ---------- и производится сумми- |
|
рование по ф-ле |
т’и + Тпк |
(3.12) для всех 64 состояний сети. |
|
Рассматривая |
формулы для расчета величин рі, Ц і и tu при |
веденные в предыдущих главах, можно установить, что в них вхо дит большое количество переменных параметров — число лиц, пользующихся одним телефонным аппаратом ш; интенсивность по тока X; среднее расстояние абонента до телефона L; коэффициен ты т, Тисх, и=о, характеризующие отдельные виды затрат, связан ные с подходом к телефонному аппарату (см. разд. 3.4); продол жительность разговора Тк; фразовая разборчивость /; отношение числа абонентов, затухание линии связи которых меньше 13 'дБ, к общему числу абонентов Л^з/А^общ; продолжительность шума, имею щего уровень свыше 40 дБ; число обслуживающих приборов ѵ; коэффициент ос, учитывающий номер ступени искания, на которой произошел отказ. Таким образом, при расчете величины эффектив ности функционированной сети ПАТС необходимо как минимум рассматривать 12 различных параметров. При вариации исходны ми данными при расчете по формулам, определяющим требуемые величины qu рі и объем вычислений увеличивается пропорцио
нально величине Л£ , где Л — количество варьируемых параметров, і — число возможных знамений, которые может принимать каж дый параметр. Так как в данной задаче число варьируемых пара метров Л — 12, то уже при трех возможных значениях каждого из них (£=3) объем вычислений увеличивается почти в 1500 раз. Од нако для того чтобы установить зависимость эффективности функ ционирования и оперативности связи от того или иного парамет ра, трех его значений явно недостаточно. Поэтому при расчетах, определяющих указанные зависимости, изменение каждого пара метра (аргумента) целесообразно производить не при всех воз можных значениях других параметров, а при некоторых фиксиро ванных их значениях. В этом случае каждый из варьируемых па раметров изменяется по всем своим возможным значениям, коли чество которых не ограничивается при постоянных значениях всех других параметров, соответствующих определенным уровням эф фективности функционирования (оперативности). Нетрудно ви-
— 191 —
деть, что объем вычислений при принятой системе счета может оказаться в миллионы раз меньше полного перебора всех возмож ных значений рассматриваемых параметров. Количество вычисле ний, выполняемых в данном случае, равно произведению числа варьируемых параметров на число уровней эффективности функ ционирования и на суммарное число возможных значений, кото рые могут принимать каждый из варьируемых параметров.
В качестве критерия оперативности в алгоритме принята ве личина /т. Следовательно, величина оперативной связи в рассмат
риваемом случае определяется просто как произведение вероятно-
5
стей qit т. е. <3 = 1 1 (7 ,.
і=о Численные результаты. На основе алгоритма, приведенного на
рис. 4.5, была составлена программа и выполнены соответствую щие расчеты *) на ЭВМ «Минск-22М».
Рассматривались три уровня эффективности функционирова ния, соответствующие легким, тяжелым и очень тяжелым условиям функционирования сети. «Легкость» и «тяжесть» условий опреде лялась заданием больших или меньших величин нагрузки, фра зовой артикуляции, числа абонентов, пользующихся одним теле фонным аппаратом и т. п. В расчетах величина m варьировалась
от |
1 до 10 (10 значений); К равнялась 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; |
1,5 выз.-ч-і |
||||||
(5 |
значений); |
£„ — 60; |
90; 120; |
150; 180; |
210; |
240; |
270; 300 с |
|
(9 значений); тИсх — 0; 0,1; 0,15; 0,20; 0,30; 0,50 |
(6 значений); т—0; |
|||||||
0,03; 0,05; 0,07; |
0,1 (5 значений); |
L — 1; 3; |
5; |
7; |
10; 15; 20; 25 м |
|||
(8 значений) ; 7—1; 0,98; 0,97; 0,96; 0,95; 0,94; |
0,93; 0,92; |
0,91 (9 зна |
||||||
чений); отношение А£з/ІѴ0бщ — 1; 0,95; 0,9; 0,85; |
0,8 (5 значений); |
|||||||
До — 0; 0,01; 0,02; 0,03; |
0,05; 0,07; 0,1 ч (7 значений); |
ѵ — 20; 17; |
||||||
15; 13; 12; 11; 10; 7; 5; |
4; 3; 2; приб./100 абонентов (12 значений). |
|||||||
Во веек случаях было принято, что «=0,35; |
7’ОКр=10с; £ Исх —£вх= |
|||||||
=Л/2 и £=0= 0. Таким |
образом, |
варьировалось |
10 параметров по |
3 уровням эффективности, причем общее количество дискретных значений, которое могут принимать варьируемые параметры, равно 76. Следовательно, было выполнено около 2300 расчетов. Единич ный расчет требует, без учета времени на ввод и отладку програм
мы, до 30 с чистого машинного времени. |
|
|
|
|
|
||||
|
Уровни эффективности функционирования были приняты сле |
||||||||
дующие: |
I — у р о в е н ь , |
соответствующий |
величинам |
£ = 0,732 и |
|||||
Q= 0,986. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Варьируемые параметры в этом случае имеют следующие зна |
||||||||
чения: |
т = 1 ; |
£ =0,1; |
£и=0,017 ч; Тисх=,т= 0 ; |
£=-1 м; |
7 = 1 ; |
||||
Л^із/Л^общ= 1; £о=0; ѵ = 20. |
величинам |
£=0,434 и Q= |
|||||||
= |
II |
— у р о в е н ь , соответствующий |
|||||||
0,031. |
|
|
|
|
|
— 5; |
£ = 1 ; |
£и= |
|
= |
Варьируемые параметры имеют значения: т |
||||||||
0,041 ч; т исх = 0,2; т=0,05; £ = 1 0 м; 7= |
0,95; Уіз/-Уобщ=0,9; £о= |
||||||||
= |
0,05 ч; ѵ = 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
‘) Программа |
составлена |
Т. П. А б р а м о в о й . |
Ею |
же были выполнены |
все расчеты на ЭВМ «Минск-22М».
Ill |
— у р о в е н ь , соответствующий величинам £■=(),163 и Q— |
|||
= 0,0005. |
|
параметры |
равны: /л=10; /,= 1,5; ^ = 0 ,0 8 3 ч; |
|
Варьируемые |
||||
Тису = 0,5; т=0,1; |
L='25 м; / = 0,91; УізАѴобщ=0,8; / 4 |
0 = 0,1; ѵ= 5. |
||
Величина Q была определена как произведение всех вероятно |
||||
стей qit кроме <7 о и <7 4 , т. е. Q=<M 2 <7 3 <7 S- |
затрат времени, |
|||
Вероятности |
отсутствия |
непроизводительных |
связанных с подходом на входящем я исходящем концах, д0 и q* в рассчитываемых вариантах очень малы (приближаются к нулю). Наоборот, все остальные вероятности Ці близки к единице. Такое
(решение о представлении величины ^ |
|
|||||||||
Q было принято исключительно из |
|
|
||||||||
соображений наглядности: в против |
|
|
||||||||
ном случае было бы сложнее заме |
|
|
||||||||
тить разницу |
между |
различными |
|
|
||||||
уровнями |
эффективности |
функцио |
|
|
||||||
нирования |
по величине |
оперативно |
|
|
||||||
сти |
связи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сти |
На рис. 4.6 приведены зависимо |
|
|
|||||||
эффективности |
функционирова |
|
|
|||||||
ния и оперативности связи от числа |
|
|
||||||||
лиц, пользующихся |
одним телефон |
|
|
|||||||
ным аппаратом (т). Эти зависимо |
|
|
||||||||
сти имеют тенденцию к уменьшению |
|
|
||||||||
с увеличением числа т, причем чем |
|
|
||||||||
ниже уровень |
эффективности, тем |
|
|
|||||||
зависимость уменьшается резче. Из |
|
|
||||||||
рисунка следует, что эффективность |
|
|
||||||||
функционирования |
в |
зависимости |
|
|
||||||
от уровня изменяется более плавно, |
|
|
||||||||
чем оперативность. Это |
положение |
|
|
|||||||
сохраняется |
и |
при рассмотрении |
|
|
||||||
других зависимостей. |
|
|
|
|
||||||
|
На рис. 4.7 представлены зависи |
|
|
|||||||
мости эффективности функциониро |
Рис. 4.6. Зависимость величин Е |
|||||||||
вания и оперативности связи от ин |
||||||||||
тенсивности потока вызовов Я. Убы |
и Q от количества абонентов /я, |
|||||||||
пользующихся одним телефонным |
||||||||||
вание этих функций с ростом вели |
аппаратом. |
|||||||||
чины Я происходит намного быстрее, |
П р и м е ч а н и е . |
Римские цифръ* |
||||||||
чем на |
рис. 4.6 в зависимости от ве |
указывают уровень |
эффективностію |
|||||||
функционирования |
|
|||||||||
личины |
т. |
Последнее |
свидетельст |
|
|
вует о том, что при всех прочих равных условиях изменение 'интен сивности потока, а следовательно, и нагрузки оказывает большее’ влияние на величину эффективности функционирования и опера тивности связи, чем т.
В отличие от зависимостей, приведенных на рис. 4.6 и 4.7, кри вые эффективности функционирования на рис. 4.8 возрастают до экстремума, который весьма пологий, а уже потом плавно уменье
7— 137 — 193 —
194
|
J« к* |
Рис. 4.7. Зависимость величин Е и Q от интенсив- |
Рис. 4.8. Зависимость величин Е и Q от продол- |
ности потока вызова к |
жительности разговора Ти |
П р и м е ч а н и е . Римские цифры указывают уровень |
П р и м е ч а н и е . Римские цифры указывают уровень |
эффективности функционирования |
эффективности функционирования |
шаются с ростом аргумента — времени чистого разговора Тк. Функ ция достигает экстремума тем быстрее, чем ниже уровень эффек тивности функционирования. Так, при III уровне он находится между 90 « 120 с; при I и II уровнях — за пределами 300 с. Наличие экстремума рассматриваемой функции следует из вида ф-лы (3.12).
Характер изменения зависимости оперативности связи, приве денной на рис. 4.8, тот же, что и на рис. 4.6 и 4.7. Продолжитель ность разговора наряду с величиной X оказывает на величину опе ративности связи весьма существенное влияние. Другие характе ристики процесса доставки информации — коэффициенты т и тИСх, среднее расстояние от абонента до телефона L, фразовая артику ляция J, отношение Ni3/N06m, время 4о — либо вообще практиче ски не изменяют величину оперативности связи, либо оказывают на нее ограниченное влияние. Поэтому на основе анализа резуль татов расчетов можно сделать вывод о том, что оперативность свя зи, главным образом, определяется величинами интенсивности по тока X и продолжительностью разговора Гң, т. е., по существу, те лефонной нагрузкой у. Однако одна величина нагрузки не может однозначно установить уровень эффективности функционирования и оперативности связи. Это видно из рис- 4.9, на котором приведены зависимости Е и Q от нагрузки. Кривые, соответствующие разным уровням эффективности функционирования и оперативности связи, имеют существенные отличия. Кривые оперативности при малых величинах нагрузки совпадают, а затем располагаются веером —- кривые, соответствующие более низкому уровню оперативности свя зи, проходят ниже кривых, соответствующих более высокому уро вню.
Кривые эффективности функционирования имеют следующую закономерность: при малых величинах нагрузки кривые, соответст вующие более высокому уровню, располагаются выше кривых бо лее низкого уровня; при больших величинах нагрузки имеет ме сто обратная картина.
На рис. 4.9 показаны величины нагрузок у а, Уіз и угз, при ко торых соответствующие кривые пересекаются. При значениях на грузки, близких к г/і2 и уіз, кривые оперативности связи различных уровней заметно отличаются друг от друга; при достаточно боль шой величине нагрузки одному и тому же значению у соответст вуют разные значения эффективности функционирования, причем более низкий уровень может иметь большую величину Е. Это еще раз подтверждает высказанное выше положение, что для любой сети параметры, характеризующие величину телефонной нагрузки, оказывают самое заметное влияние на величину эффективности функционирования, но, тем не менее, они не могут однозначно оп ределить эту величину.
Для ответа на вопрос, почему вообще возможна такая ситуация, когда величина эффективности функционирования более высокого уровня оказывается меньше соответствующей величины более низ-
7* |
— 195 — |