Файл: Шнепс, М. А. Численные методы теории телетрафика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 156

Скачиваний: 0

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

2) модифицированному принципу 3х: «Распределение линий по группам следует проводить так, чтобы минимизировать выражение

V

k V

у

1

4г + 3

 

sa

4( г+ 1)

£

 

i=l /=*-Н

где к — число линии с г контактами».

Д о к а з а т е л ь с т в о . Для доказательства рассмотрим коэффи­ циент при А,-3 в (32). Докажем справедливость принципа 2. Через к обозначим число линий, 'которые имеют г контактов. Заметим, что в выражении (2 Т + М—L2) /п величины L и Т не меняются при сдви­ гах контактных множеств по вертикалям. Остается изучить вели­ чину М:

 

а

к

/VI = У

Ь .

 

U

г

.1 £=1

£=1

£=Л+1

Так как ^

Д = 0, то

£=1

 

к

М =

1

ЕДР +1)

а

£=1

к v

! д (_!_ _•_! £=1/=1 Si/ \ r J ' ' h

V

k { v - 1)

Г

к (у - 1)

Гг

и

S/•-hi

1= 1

!Ф1

к

lii + &£/ I

S

+

 

 

£, /=1

 

 

£</

t=j

j=k+\

 

Так как

=

то первая сумма принимает постоянное значе­

ние, не зависящее от расположения контактных множеств по вер­ тикалям. Следовательно, надо минимизировать вторую сумму или, точнее, минимизировать величины где k + l ^ j s ^ v , что достигается, если линия i расположена левее линии / во всех груп­ пах, для которых доступны обе эти линии. Отсюда следует, что линии с числом контактов г надо ставить перед линиями с числом контактов r + 1, что и требовалось доказать.

Сейчас переходим к доказательству модифицированного прин­ ципа 3х. Рассмотрим числитель коэффициента при к~3 в (32):

108


2Т

 

 

Е^Ьг+^+ЕтСШт

 

 

 

 

i, /=1

 

 

 

 

i=l

•/—1

 

 

 

 

 

 

 

к/

 

 

 

 

 

 

i+i

 

 

+

~ц)

 

h

 

 

T

T

=

 

T

'

W.

I .

 

 

 

u=l

 

 

i. /=1 ^s,7 \ ^

li

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i<i

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=l

. (=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как 2

l~2

и

2

It 1 принимают постоянные значения согласно

теореме 5.2, то следует минимизировать выражение

 

 

 

S i ( i +i)( +M )

 

 

 

 

 

 

(35)

i, /=i

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

‘ </

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим через 2,

2,

2 суммирование по тем парам

различных

линий I

и /

 

1

2

з

 

 

 

 

соответственно:

1)

li = lj — r;

(i¥=j),

для которых

2) /; = /',

 

k;

dj = r + A,

j¥=i;

3) /; = /j= r + l .

Заметим,

что во

второй сумме учитываем t,a = r

и h i = s ij—г

(согласно принципу 2).

Выражение (35) принимает вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sir (2+ f) + S^(v+,-тт) (2+ V

+

+

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 VI _}_

 

12

I

Sti

\ _

 

* Г1

1

,

(2г+ 1Г-

у

1

 

3

г -f- 1 \

 

г

1/

 

г

S ij

г (г -j- I) 3 ы А s ; j

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

+ — у . + \ k ( k — 1) — + k ( v — k) — f— 3— —

 

Г +

1 U

Sij

 

L

 

 

r*

 

 

 

r

\ r

г

+ 1

 

+ (v— k) (Vk — 1) •(r+1)3

Так как заключенная в квадратные скобки часть выражения посто­ янна, то следует минимизировать сумму первых трех слагаемых.

После умножения этой суммы на г/4 и приведения подобных членов получаем выражение (34), приведенное в условиях теоремы. Тем самым доказана необходимость соблюдения модифицирован­ ного принципа 3'.

3.Обсуждение результатов

Теоремы 5.1—5.4 доказывают часть предположений, высказан­ ных в § 5.1 на основе анализа численных данных в случае упоря­ доченного искания свободной линии. Дальнейшее исследование ко-

109



'эффнцие1Нтов аси'М|Птоти'чежого |ра13лож-0ИИ|Я при >-оо может при­ дать принципам построения равномерных схем более конструктив­ ный вид, хотя ето мюисет шрюизойти з-а счет утраты их (нагладнос-ти, наподобие тому, как вместо принципа 3 в теореме 5.4 пришлось перейти к модифицированному принципу 3'. По поводу принципа 3 можно лишь заметить, что при больших г (34) мало отличается от (33). Полученные выше доказательства принципов 1, 2, 3 и 3' осно­ ваны на первых четырех членах разложения (32).

Использование следующих членов для получения новых прин­ ципов выбора оптимальных НС затруднительно из-за их громозд­ кости. Кроме того, для доказательства принципа 4 в случае, когда nd делится на v, первых пяти членов разложения недостаточно; для схем, приведенных в табл. 5.10, совпадают не только первые четы-

Т А Б Л И Ц А

5.10

 

 

 

 

 

 

О

о

о.

 

 

 

X

О

Оч

о

 

 

 

О

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

СГ

0^

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

4

0,67315

 

0,67319

0,67320

 

1

0,18903

 

0,19223

1,19284

 

0,25

0,66142-10~2

0,85695-10-2

0,91470-10-2

0,0625

0,92525-10-4

0,15925 -10—3

0,18718

-10_ 3

ре, но и пятые члены разложения (32), а сами результаты таблицы подтверждают целесообразность соблюдения принципа 4 при Х-*-оо.

Получение полного доказательства теоремы 5.1 (доказательство принципов построения оптимальных НС при Х-Я)) остается пока что нерешенной задачей.

5.4. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПОСТРОЕНИЯ РАВНОМЕРНЫХ СХЕМ

Задача построения равномерных схем является очень труд­ ной, так как методика построения равномерных схем недостаточно разработана. Ниже приводятся несколько методических приемов, которые упрощают построение равномерных схем. При некоторых значениях параметров п, d, о эти приемы дают решение задачи, но в основном получается лишь приближенно равномерная схема. Ос­ новной рекомендуемый прием — это составление НС из «красивых» подсхем, названных нами цилиндрами, и сведение конструируемых равномерных схем к схемам, близким к «красивым».

110


Цилиндр. Под цилиндром будем понимать симметричную НС с параметрами: п равно v при произвольном d, которая построена

следующим

образом.

Выбирается

первое

контактное

множество

остальные

контактные

множества

Kj,

у = 2,...,

v, получаются из

Ki

прибавлением к индексам i$,

s = 1....

cl,

чисел

j —-1

по

модулю

п.

Из принципа 1 (см. § 5.1.2)

вытекает,

что для любого цилиндра

r = d.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приме р . Пусть я = 4, о= 4, d = 3

и пусть выбрано первое кон­

тактное множество K i= {g u , gzz, Ям}-

Тогда К2= (Ягь gti, Ям}-

где

третий элемент равен

так

как

первый

индекс

получаем

из

modi,i (4+1) = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее K3= { g 3U g 12,

Я23} ;

{gu, gzb Язз}- Эта схема приведена

на рис. 5.5а. Можно представить,

что она

получена из схемы на

Рис. 5.5. Построение цилиндра •

рис. 5.56 перемещением третьей вертикали на один контакт вниз (первые две вертикали остаются на месте) и далее перемещением вниз на два контакта второй и третьей вертикали при неподвижной первой вертикали в схеме на рис. 5.5s. Таким образом, мы получаем схему, приведенную на рис. 5.5а. Переносом вверх контактов, вы­ ходящих из контактного поля в данной схеме, получаем схему, изо­ браженную на рис. 5.5а.

Перемещения приобретают наглядный смысл, если представить, что схема рис. 5.56 расположена на цилиндре и мы вращаем от­ дельные параллели этого цилиндра. Отсюда и возникло название «цилиндр».

Любой цилиндр, имеющий доступность d, можно полностью за­ дать набором d— 1 чисел, которые характеризуют величину взаим­ ного вращения двух рядом стоящих. Предположим, что все вра­ щения производим в одном направлении, т. е. все числа имеют один и тот же знак. Набор этих чисел используем для названия цилинд­ ра. Например, схема на рис. 5.5а является цилиндром 21, так как между параллелями 1 и 2 сдвиг на два контакта, а между парал­ лелями 2 и 3 сдвиг на один контакт.

Для отдельного цилиндра легко проверить выполнимость прин­ ципа 3. Поскольку все труппы в цилиндре симметричны, то доста-

Ill