Файл: Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 193
Скачиваний: 0
АТС; тип аккумуляторных батарей; количество и мощность выпря мительных устройств; высоту подъема мачты для размещения ан тенн укв радиостанций, диаметр тоікшедущей жилы кабельных ли ний при заданной величине затухания или величину затухания при заданном диаметре жил; диаграмму уровней при применении ап паратуры высокочастотного уплотнения; параметры влияния ли ний сильного тока и электрифицированных железных дорог на ка бели связи и некоторые другие величины. Методики подобных ра счетов достаточно подробно рассмотрены в [7, 40—42, 61, 64, 89, 96, 97 и др.].
Технико-экономические расчеты, подкрепляющие целесообраз ность принятых решений по районированию ПАТС, их узлообразованию, а также размещению шкафов и других распределительных устройств, при проектировании систем производственной связи вы полняются крайне редко, хотя описания методики данных расчетов имеются в литературе [54, 96 и др.]. Причиной такого положения являются как недостатки этих методик (в частности, серьезные ограничения в исходных посылках), так и значительные вычисли тельные сложности при пользовании ими. Совсем не производятся при проектировании систем производственной связи расчеты: коли чества абонентов, которые могут пользоваться одним оконечным устройством передачи информации; числа оконечных устройств (телефонных аппаратов, радиостанций и пр.), включение которых допустимо в одну сеть; оптимального типа применяемого обору дования; целесообразности использования той или иной схемы ор ганизации связи и других задач, которые требуют для своего ре шения знания параметров входящего потока (см. разд. 3.2), спе циальной методики и значительных вычислительных сложностей. Эти вопросы в литературе отражения не нашли, но если вникнуть в них более івнимательно, то окажется, что именно они отражают существо производственной связи, так как их решение тесным об разом связано с увязкой системы производства и системы произ водственной связи.
В перспективе ожидается автоматизация проектных работ. Уже сейчас наличие солидной нормативной базы позволяет полностью автоматизировать процесс составления смет, спецификаций, ведо мостей, разработку і(а точнее выборку) большого количества типо вых монтажных и конструктивных чертежей (схемы станционных соединений, кабельные планы, установочные чертежи, подпольные желоба, кабель-росты и т. п.), и также типовых чертежей энерге тической части проекта и гражданских сооружений.
Организация внедрения систем производственной связи. Орган или служба, которые выполняют предпроектные работы, как прави ло, осуществляют управление ходом работ по вводу какой-либо очереди системы производственной связи в эксплуатацию. Прежде всего заключается договор либо с институтом — генеральным про ектировщиком данного производства, либо со специализированной проектной организацией. Затем рассматриваются и утверждают
— 41 —
ся проектные документы, открывается финансирование, заказыва ются в установленном порядке оборудование и кабельная продук ция, обеспечивается их хранение; заключается договор с генпод рядной строительной организацией или (при отсутствии общестрои тельных работ) непосредственно со специализированной монтаж ной организацией; учитывается, контролируется и регулируется ход (монтажных работ; .контролируется ввод объектов в эксплуата цию. Все перечисленные работы в настоящее время выполняются людьми, с огромным трудом поддаются формализации и в бли жайшей перспективе трудно ожидать передачу решения этих во просов в ведение ЭВМ.
Разработка и изготовление аппаратуры. Разработкой и изготов лением аппаратуры радиоэлектроники и связи и, в частности, ап паратуры производственной связи занимается в основном одна от расль народного хозяйства — радиопромышленность.
Некоторые устройства производственной связи изготавливают ся предприятиями Министерства связи, Министерства путей сооб щений и других ведомств. Поставка этих устройств предприя тиям и стройкам осуществляется по их ежегодным заявкам орга нами Главснаба.
Монтаж. Устройства производственной связи, как правило, мон тируются организациями Министерства монтажных и специальных работ СССР и Министерства связи по инструкциям, утвержденным этими министерствами. В некоторых случаях монтаж выполняется силами служб эксплуатации промышленных предприятий и строек.
Функции учета, контроля, регулирования монтажных работ, а также их планирования, организации и нормирования в перспек тиве будут автоматизированы в рамках отраслевой АСУ строитель ства.
Эксплуатация. Устройства производственной связи вследствие их недостаточной надежности требуют постоянного обслуживания. С этой целью на промышленных предприятиях и стройках созда ются специальные эксплуатационные подразделения. Как правило, уровень специализации служб эксплуатации, их численность, пе риодичность профилактического обслуживания, организация ре монта и другие вопросы определяются на основе действующих ве домственных нормативных документов, составленных применитель но к определенным условиям и не учитывающих (или недостаточ но учитывающих) их разнообразие на практике. Между тем такие математические методы есть. В гл. 9 показано, как с помощью этих методов решаются некоторые задачи организации эксплуатации си стем производственной связи. Несомненно, что применение ЭВМ для решения подобных задач может коренным образом преобра зить существующие организационные формы обслуживания средств производственной связи, сделать службы эксплуатации промышленных предприятий и строек эффективными.
— 42 —
Г Л А В А В Т О Р А Я
Краткие сведения
оматематическом аппарате проектирования систем производственной связи
2.1.ТЕОРИЯ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Предмет, цель и задача теории. Теория массового обслужива ния является основой для расчета систем связи. Предметом теории является количественное описание процессов, получивших назва ние «•массовое обслуживание». Указанные процессы протекают в сфере коммунальных, тортовых, транспортных и т. п. услуг (мас терские по ремонту бытовых приборов, магазины, бани, кассы, городской транспорт и т. д.), что и обусловило название этих про цессов, а через них и всей теории. К ним могут быть отнесены и такие процессы, которые, на первый взгляд, не имеют ничего обще го с процессами обслуживания,— размещение точек противоракет ной обороны, выбор способа проведения ремонта машин, опреде ление числа резервных элементов сложного технического устрой ства и т. д. Тем не менее все эти процессы и задачи имеют одина ковую математическую модель и описываются одними и темя же дифференциальными уравнениями.
Современная математическая наука под массовыми процессами или явлениями понимает такие, которые .имеют место в совокуп ностях большого числа равноправных или почти равноправных объектов и определяются именно этим массовым характером явле ния и лишь в незначительной мере зависят от природы составляю щих объектов [36].
Массовые процессы или явления неизбежны в любой иерархи чески организованной системе. На каждом уровне таких систем связь между подсистемами необходимо рассматривать независимо от внутренней структуры каждой подсистемы. Это означает, что закономерности развития внешних связей между подсистемами от личны от закономерностей внутреннего развития каждой подсисте мы в отдельности. Подобные статистические закономерности наб людаются всегда, когда мы имеем дело с массой однородных слу чайных явлений. Закономерности, проявляющиеся в этой массе, оказываются практически независимыми от индивидуальных осо бенностей отдельных случайных явлений, входящих в массу [28].
— 43 —
Математическая модель процесса массового обслуживания мо жет быть описана следующим образом: на вход некоторого уст
ройства, которое |
можно назвать о б с л у ж и в а ю щ и м , |
поступает |
поток требований |
(вызовов, заявок и т. д.), носящий, |
как прави |
ло, случайный характер. Каждое из этих требований находится в обслуживающем устройстве также, как правило, случайное время (до окончания прццесса обслуживания).
Несмотря на то, что такая модель кажется весьма простой, су ществует большое количество ее разновидностей. Это объясняется тем, что каждое обслуживающее устройство состоит из определен ного количества обслуживателей (обслуживающих аппаратов). Например, АТС (обслуживающее устройство) содержит в себе сотни, а 'иногда и тысячи коммутационных приборов (обслуживаю щие аппараты). Если в определенный момент времени число посту пивших требований превысит число обслуживателей, то обслужи вание «избыточной» части требований будет задержано (системы с ожиданием) или вообще сорвано (системы с потерями). В сис темах с ожиданием задерживаемое требование может быть либо поставлено на ожидание, сколько бы на это не потребовалось вре мени, либо, в зависимости от длины очереди, поставлено на ожи дание (если очередь короткая) или получить отказ в обслужива нии (если очередь длинная), либо поставлено на ожидание до ка кого-то определенного момента времени, а затем (если к этому моменту оно будет еще необслуженным) исключено из очереди.
Процессы обслуживания отличаются и по организации обслу живающего устройства: его структуре, дисциплине обслуживания.
По структуре различают однофазовые и многофазовые обслужи вающие устройства. Если требование обслуживается только одним обслужиівателем, то обслуживающее устройство однофазовое. При мером такого устройства является сеть диспетчерской связи, когда один разговор — требование— осуществляется одним обслуживателем, состоящим из телефонного аппарата, линии и соответствую щего абонентского комплекта коммутатора диспетчера.
В том случае, когда одно требование последовательно обраба тывается несколькими обслуживателями, обслуживающее устрой ство является многофазовым. Примером такого устройства яв ляется АТС, соединение на которой, как известно, устанавливает ся по ступеням искания.
Требования, поступающие на вход обслуживающего устрой ства, могут обслуживаться в порядке очереди; в случайном по рядке; с преимуществом для требований определенного вида (об служивание с приоритетом) и другими разнообразными способами.
Расчеты характеристик массового обслуживания упрощаются, если систему, вырабатывающую требования для обслуживающего устройства, можно считать состоящей из бесконечного числа ис точников. Если такое допущение невозможно, то следует установить конечное число этих источников, так как тогда необходимо будет учитывать не только состояние (количество занятых обслуживаю-
— 44 —
/
щих аппаратов) обслуживающего устройства, но и состояния ис точников возникновения требований. Реально ни одна система не может иметь бесконечного числа источников. Однако, когда число этих источников очень велико (больше 40-Р 100), можно считать, что число их не ограничено. Такое допущение возможно вследст вие того, что степень точности вычислений в данном случае будет удовлетворительной для решения практически любых задач и воз растет с увеличением числа источников требований. В других за дачах число требований, одновременно поступающих на вход об служивающего устройства, принципиально не может быть больше определенного числа. Например, число поступивших одновременно требований в радиосети не может превышать числа радиостанций.
Имеет принципиальное значение и структура обслуживающего устройства. Задачи массового обслуживания решаются по-разно му в случаях, когда в обслуживающем устройстве содержится бес конечное количество обслуживателей и когда количество сугубо ограничено. Реально неограниченного числа обслуживателей ни в одном устройстве быть не может. Однако, если число обслужива телей в устройстве достаточно велико, то можно принять указан ное допущение. Это позволяет значительно упростить решение за дач, связанных с такими устройствами.
Если каждое поступившее требование может быть принято к обслуживанию любым из свободных в данный момент обслужива телей, то устройство, содержащее эти аппараты, называется неупо рядоченным. Примером такого устройства может быть совокуп ность средств связи цеха, содержащая несколько телефонных ап паратов. В упорядоченных устройствах аппараты, как правило, пронумерованы и новое требование обслуживается только первым аппаратом, если он свободен, или вторым, если первый занят, или третьим, если заняты первый и второй и т. д. Примером упорядо ченного устройства является горизонтальное поле декадно-шагово го искателя автоматической телефонной станции, который осущест вляет свободное (вращательное) движение. В некоторых упорядо ченных устройствах аппараты загружаются в порядке очереди, т. е. освободившийся обслуживатель становится в очередь и не загру жается до тех пор, пока не получат работу все аппараты, освобо дившиеся ранее него. Возможны и другие способы упорядочения устройств.
В практических условиях регулировать количество поступаю щих в обслуживающее устройство требований в течение задан ного отрезка времени весьма затруднительно или даже невозмож но. Это объясняется тем, что обслуживающее устройство, как вид но из названия процессов и теории, является частью системы, соз дающей для него поток требований (система связи по отношению к системе управления; сфера бытовых, коммунальных и прочих услуг •— по отношению к данному человеческому обществу и т. д.). Указанный поток требований обычно (но не обязательно) являет ся случайным (см. ниже). Однако всегда имеется возможность ре
— 45 —