Файл: Васильев, В. В. Гибридные модели задач оптимизации.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

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

где ^ф.р — число импульсов, пропорциональное моменту времени, в который необходимо определить фронт выполняемых работ; Nn— полная емкость счетчика.

Затем подается пусковой сигнал в начальное событие сетевого графика и на единичный вход триггера Т. Импульсы от генератора ГИ поступают в счетчик Сч и в модели работ сетевого графика.

Импульс переполнения счетчика устанавливает 7\ в нулевое состояние и при этом прекращается поступление импульсов в счет­ чик и в модели работ.

Работы, в моделях которых входные триггеры будут в единичном состоянии, находятся в стадии выполнения. Содержимое счетчиков моделей этих работ будет свидетельствовать о степени выполнен­ ности их. Те работы, у которых схемы выделения выдают сигналы, к этому моменту времени уже выполнены.

Для визуального определения максимального фронта выпол­ ненных работ необходимо проиндицировать состояния обоих вы­ ходов схем выделения и входных триггеров моделей работ. При выборе для цифрового аналога схем выделения на тиратронах тлею­ щего разряда (см. рис. 63) после остановки генератора тактовых им­ пульсов состояния запоминающих тиратронов будут непосредственно показывать (светиться) максимальный фронт выполненных работ.

Часто при управлении ходом разработок с помощью сетевых графиков необходимо знать не только общий критический путь, но и максимальные пути из начального события графика в любое иное. Как указывалось ранее, схемы выделения на одном из своих выходов имеют сигнал только в том случае, если работа (г, /) завер­ шилась последней в событии /. Таким образом, после определения критического пути сетевого графика состояния схем выделения будут показывать все те работы, которые завершались в событиях последними, т. е. дерево максимальных путей от начального события ко всем другим событиям сетевого графика. Для визуального опре­ деления дерева максимальных путей необходимо во все события индикационной схемы (рис. 50, в) подать сигнал индикации. В ре­ зультате этого будут проиндицированы все работы, принадлежащие дереву максимальных путей.

Впроцессе управления ходом создания объекта с помощью се­ тевых графиков информация только о длине критического пути и работах, лежащих на нем, не является достаточной. Необходимо также знать подкритические пути. Наиболее напряженные работы, от которых зависят общие сроки строительства, лежат не только на критическом, но и на подкритическом пути.

Входе строительства критические и подкритические пути могут меняться местами.

Особую важность приобретает задача определения подкритиче­ ских работ и путей, когда заданный срок Т выполнения проекта меньше критического времени Ткр. В этом случае для выполнения проекта в заданный срок необходимо сократить не только критиче­ ские пути, но и подкритические, длина L которых удовлетворяет

127


неравенствам Т < L •< TV,,. Поэтому при расчете сетевых графиков и их оптимизации необходимо кроме критического пути знать и критическую зону. Существует ряд методов [97, 13], позволяющих определить критическую зону. Однако эти методы не позволяют наглядно видеть работы, принадлежащие критической зоне.

Критическую зону достаточно просто можно определить на мо­ делях сетевых графиков [34, 35], а еще проще — на цифровом ана­ логе сетевых графиков.

Критическая зона определяется путями, длину которых можно

описать соотношением

 

^кр.з ^ ^крі

(5.9)

где ^tp.s — длина пути от начального события до конечного, при­ надлежащего критической зоне; k — коэффициент, определяющий критическую зону, /кр — длина критического пути.

Критическую зону можно охарактеризовать, исходя из полных резервов времени работ. Полный резерв времени работы равен раз­ ности между длиной критического пути и длиной максимального пу­ ти, проходящего через данную работу, от начального события до конечного. Поэтому полный резерв времени работы является как бы мерой критичности работы. Если для полного резерва времени вы­ полняется соотношение

P i i < ( l - k ) t » v,

(5.10)

то эта работа принадлежит пути, который находится в критической зоне. При определении резерва времени работы на модели исполь­ зуется соотношение

 

Ри ~ А<р

hi

^/кі

(5-11)

где tu — максимальный путь

от начального события до события і,

из которого работа

выходит;

іц — продолжительность

работы;

tjK— максимальный

путь от события /,

в котором заканчивается

работа, до конечного события графика. Подставив (5.10) в (5.11), получим

4 / + h i “ Ь h v - ^ k t « v ,

( 5 .1 2 )

т. е. в левой части получаем максимальный путь от начального собы­ тия в конечное, проходящий через данную работу, которая принад­ лежит критической зоне. Таким образом, для определения работ, принадлежащих критической зоне, необходимо определить крити­ ческий путь, вычислить величину минимального пути критической зоны /г/кр.з min и сравнивать этот путь с максимальными путями, проходящими через работы.

Длительность критического пути сетевого графика находится после записи исходных данных в модели работ. Функциональная схема определения критического пути на цифровой модели сетевого графика представлена на рис. 62. Триггерная схема Т импульсом «пуск» устанавливается в единичное положение, единичный выход Т соединен со входом схемы совпадения. Импульсы от Г И подаются в начальное событие и в счетчик измерения. Как только в конечном

128


событии графика появится сигнал, триггерная схема Т устанавлива­ ется им в нулевое положение. При этом прекращается подача импуль­ сов в счетчик измерения. Количество импульсов, поступившее в счетчик измерения, пропорционально длительности критического пути. Задаваясь величиной к, определяем минимальный путь кри­ тической зоны по формуле

^кр.зшіп = ktKp.

На рис. 79 приведена функциональная схема, позволяющая определить принадлежащие критической зоне работы. .

П у с к

с х е м ы

 

Рис. 79

Предварительно 7\, Т2, и Т 3устанавливают в нулевое состояние.

В счетчик заносится число

импульсов, равное разности числа им­

пульсов полной емкости счетчика и числа импульсов, пропорцио­ нального ^кр.зmin»

Допустим, необходимо узнать, находится ли работа (і, /) в кри­ тической зоне. Для этого отключаем точку V этой работы от точки і (рис. 79). Импульсом «Пуск» 7\ и Т2 устанавливают в единичное со­ стояние. При этом импульсы от генератора ГИ поступают в началь­ ное событие графика, линию задержки и в счетчик. Линия задержки задерживает поступление импульсов в модель работы (г, /) на время,

9 3-2595

129

равное продолжительности критического пути сетевого графика. За это время импульсы ГИ заполнят все модели работ, не связанные с работой (і, /). Счетчики моделей работ, начало которых связано с окончанием этой работы, не будут заполняться импульсами, так как от работы (£, /) не поступит сигнал о ее завершении на схему совпадения события. В связи с тем, что не все модели работ, закон­ чившиеся в конечном событии сетевого графика, заполнялись им­ пульсами, то на выходе конечного события не появится импульс об окончании выполнения сетевого графика.

Импульс, пришедший в точку г, устанавливает триггер Т2 в нуле­ вое состояние. Поступление импульсов в счетчик прекращается. За это время в счетчик поступило число импульсов, пропорцио­

нальное максимальному

пути от начального события до точки і,

т. е.

через линию задержки, устанавливает

Импульс, прошедший

Т2 в единичное состояние и разрешает поступление импульсов в точку V и в счетчик.

В счетчик импульсы поступают до появления сигнала об оконча­ нии всех работ на выходе модели конечного события сетевого гра­ фика. Такой сигнал устанавливает Тг в нулевое состояние и при этом прекращается поступление импульсов в счетчик. В счетчик за время от подачи пускового импульса до появления импульса на выходе конечного события поступило число импульсов, пропорциональное

^ні + Іц + tjk-

Если за это время появился импульс переполнения, то он устанавливает Т3 в единичное состояние. Импульс с выхода схемы совпадения И3 поступает в точку А схемы индикации (рис. 50, в).

Выходные сигналы со схем выделения моделей работ соответст­ вуют дереву максимальных путей от начального события к любому другому событию сетевого графика. Если теперь произвести инди­ кацию состояния схем выделения, то получится наглядное отобра­ жение дерева максимальных путей. В полученном дереве максималь­ ных путей наибольшим будет путь от начального события в конеч­ ное, проходящий через выбранную работу, так как он равен tKP + + t{j + tjK. Таким образом, импульс, поступивший в точку А индикационной схемы, проиндицирует максимальный путь от на­ чального события в конечное, проходящий через выбранную работу. Производить проверку для работ, составляющих этот путь, нет не­ обходимости, так как они заведомо находятся в критической зоне. Проверку работ легко автоматизировать.

130


5.5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПУТЕЙ ЗАДАННОЙ ДЛИНЫ НА ЦИФРОВОМ АНАЛОГЕ

Особенностью электронного моделирования задач опре­ деления экстремальных путей в мультисети является возможность построения аналоговых моделей и цифровых аналогов этих задач. Эта возможность обусловлена логическими и экстремальными свой­ ствами указанных задач и реализуется с помощью логико-тополо­ гических моделей мультисети, обладающих такими свойствами.

Отсутствие экстремальных свойств и комбинаторный характер задачи о допустимых по длине путях в мультисети не позволяют непосредственно построить ее аналог.

Один из способов моделирования пути допустимой длины может быть основан, например, на реализации метода подкритических путей рассмотренного в § 5.4, на электронной модели задачи о длиннейших путях в мультисети. Однако недостатками такого способа являются его возможная вычислительная громоздкость, а также то, что он приближенный и не обеспечивает решения задачи при малых до­ пусках на изменение длины искомого пути.

Точным и, на наш взгляд, наиболее эффективным способом определения пути допустимой или однозначно заданной длины явля­ ется моделирование его на цифровом аналоге мультисети. Данный способ основан на параллельном просчете длин всех вариантов пу­ тей в мультисети с выбором искомого допустимого пути по извест­ ным численным признакам.

Под цифровым аналогом мультисети (ЦАМ) будем подразуме­ вать логико-топологическую цифровую модель ее, обеспечивающую информационное представление всех возможных путей в ней, дли­ ны которых моделируются дискретно изменяющимися временными соотношениями. Как и в аналогах экстремальных сетевых задач, данная модель состоит из отдельных моделей ветвей и узлов, соеди­ ненных в соответствии с топологией мультисети. Так как логиче­ ское содержание любого фрагмента мультисети, состоящего из про­ извольного угла / и множества инцидентных ему ветвей, по отноше­

нию

к произвольному строящемуся

пути, проходящему

через

данный узел, описывается импликацией двух предикатов

 

где

Wi£VT,

Vjm £ Vf;

 

 

 

 

 

U Ufj

— квантор существования

по

Uf/\

Ѵ]~ — множество

вет­

вей, входящих в /-й узел; (J Ujm — квантор

существования по И*т\

У/1" — множество ветвей, выходящих из /-го узла, то указанная мо­ дель мультисети должна быть дизъюнктивной.

Однако в отличие от рассмотренных в § 5.1 дизъюнктивных мо­ делей цифровых аналогов задачи о кратчайшем пути, в рабочем ре­ жиме которых каждая модель ветви информационно использовалась

9*

Ш


однократно, информационный процесс в данной модели должен допускать многократное использование каждой ветви при по­ строении различных путей. Применение счетчиковых структур в цифровом аналоге мультисети не может обеспечить параллельный принцип работы такой модели, так как в качестве счетного устройст­ ва модели ветви в данном случае должен применяться элемент, обеспечивающий передачу одного или серии произвольно сдвинутых относительно друг друга во времени импульсных сигналов с вре­ менной задержкой, пропорциональной длине моделируемой ветви. Таким элементом является регистр сдвига, осуществляющий сдвиг входного импульсного сигнала на один разряд с каждым тактовым импульсом. При этом длина ветви, моделируемая соответствующим числом тактовых импульсов, может задаваться коммутацией функ­ ционального выхода сдвигового регистра модели ветви с выходом его соответствующей разрядной ячейки.

Если в качестве модели ветви применить регистр сдвига, а мо­ дели узла — логическую схему дизъюнкции, то построенная из этих элементов логико-топологическая модель будет цифровым аналогом мультисети. Переходный процесс в такой модели, вызван­ ный поступлением одиночного импульса, синхронизированного с тактовыми импульсами, на вход модели начального узла, будет соответствовать процессу параллельного прохождения одиночных импульсных сигналов по всем возможным путям в модели мультисети с временными задержками, пропорциональными суммарным дли­ нам ветвей, составляющих эти пути или их отрезки, в каждый промежуточный узел мультисети.

Обозначим операцию посылки одиночного импульса на вход модели начального узла мультисети «опросом» модели мультисети, а указанный импульс — «опрашивающий». «Опрос» модели мульти­ сети с временным контролем прохождения импульсного сигнала через модели ветвей, входящих в ее некоторый произвольный узел, позволяет выделить из их числа ветвь, принадлежащую пути любой заданной длины в этот узел, если такой путь имеет место. Этот принцип положен в основу способа определения пути заданной дли­ ны на цифровом аналоге мультисети, заключающегося в следующем.

Одновременно с посылкой «опрашивающего» импульса начина­ ется отсчет тактовых импульсов и далее выделяется та из ветвей, входящих в конечный узел мультисети, сигнал на выходе регистра сдвига которой появился в интервале времени отсчета числа такто­ вых импульсов, соответствующего заданной допустимой длине ис­ комого пути. Каждый последующий цикл определения новой ветви искомого пути отличается тем, что при «опросе» модели мультисети отсчитывается число импульсов, соответствующее разности извест­ ной по первому циклу длины искомого пути и длины его уже выде­ ленного отрезка. При этом выделяется та из ветвей, входящих в начальный узел известного конечного отрезка искомого пути, по­ явление сигнала на выходе регистра сдвига модели которой соот­ ветствует моменту времени отсчета указанного числа импульсов.