Решение задач на тему: Построение имитационной модели системы массового обслуживания

Введение

Полное и всестороннее исследование АСУ на всех этапах разработки, начиная с составления технического задания на проектирование по результатам обследования объектов управления и заканчивая внедрением АСУ в эксплуатацию, невозможно без использования методов моделирования на ЭВМ.

Реальные сложные системы, к числу которых относятся и современные АСУ, можно исследовать с помощью двух типов моделей: аналитических и имитационных. В аналитических моделях поведение сложных систем записывается в виде некоторых функциональных отношений или логических условий.

Когда явления в сложных системах настолько сложны и многообразны, что аналитическая модель становится слишком грубым приближением к действительности, то исследователь должен использовать имитационное моделирование. В имитационной модели поведение компонент сложной системы описывается набором алгоритмов, которые затем реализуют ситуации, возникающие в реальной системе.

Не смотря на то, что разработка хорошей имитационной модели часто обходится дороже создания аналитической модели и требует больше временных затрат, ее построение как правило себя оправдывает. Это объясняется тем, что такая модель позволяет гораздо точнее отразить протекание процессов в реальной сложной системе и описать поведение компонент сложной системы на высоком уровне детализации; исследовать динамику взаимодействия компонент во времени и пространстве параметров системы; изучить новые явления в системе, поведение которой имитируется.

Таким образом, имитационное моделирование является одним из наиболее широко используемых методов при решении задач анализа и синтеза сложных систем.

Постановка задачи.

Для обеспечения надежности АСУ ТП в ней используется две ЭВМ. Первая ЭВМ выполняет обработку данных о технологическом процессе и выработку управляющих сигналов, а вторая находится в "горячем резерве". Данные в ЭВМ поступают через t1 (сек.), обрабатываются в течении t2 (сек.), затем посылается управляющий сигнал, поддерживающий заданный темп процесса. Если к моменту посылки следующего набора данных не получен управляющий сигнал, то интенсивность выполнения технологического процесса уменьшается вдвое и данные посылаются через 2t1 (сек.). Основная ЭВМ каждые t3 (сек.) посылает резервной ЭВМ сигнал о работоспособности. Отсутствие сигнала означает необходимость включения резервной ЭВМ вместо основной. Характеристики обеих ЭВМ одинаковы. Подключение резервной ЭВМ занимает t4 (сек.), после чего она заменяет основную довосстановления, а процесс возвращается к нормальному темпу. Отказы основной ЭВМ происходят через Т (сек.). Восстановление работоспособности занимает t5 (сек.). Резервная ЭВМ абсолютно надежна. Смоделировать работу системы в течение 1 часа.

Данные для детерминированной модели СМО: t1=10, t2=8,t3 =30, t4=5, t5=100, Т =300.

Данные для имитационной модели СМО: интервалы t1, t2, t3, t4, t5 распределены по нормальному закону с параметрами m1=10, m2=8,m3=30, m4=5, m5= 100, σ1=2, σ2=2, σ3=10,σ4=1, σ5=5; период отказа основной ЭВМ Т является стационарным случайным процессом с нормальным законом распределения и интервалом разброса [200.400].

Варьируемые параметры: m1, m3.

Показатели работы: время нахождения технологического процесса в замедленном состоянии, число пропущенных из-за отказа данных.

имитационная система массового обслуживания

Оглавление

- Введение

- Построение имитационной модели системы массового обслуживания

- Список и содержание активностей СМО

- Блок-схема алгоритма моделирования и текст процедуры

- Протокол моделирования

- Моделирование случайных независимых величин

- Аналитическая запись заданных законовраспределения случайных величин

- Блок-схемы алгоритмов моделирования случайных величин и тексты процедур

- Результаты тестирования процедур моделированияслучайных величин

- Протокол моделирования СМО в условиях случайных изменений параметров

- Моделирование случайных процессов

- Корреляционная функция стационарного случайного процесса

- Решение системы уравнений

- Блок-схема реализуюшая метод скользящего суммирования и текст процедур

- Тестирование генератора стационарного случайного процесса

- Протокол моделирования в условиях воздействия возмущающих случайных процессов

- Оптимизация системы массового обслуживания

- Постановочная часть задачи

- Блок-схема и текст процедуры реализующая Парето-оптимизацию

- Результаты Парето-оптимизации Заключение

- Приложение

Заключение

В результате проделанной работы курсовой работы были приобретены как теоретические, так и практические навыки в области построения систем массового обслуживания, генерирования случайных процессов на эту систему и возмущающих воздействий на эту систему. В первой части данной работы была имитирована система с детерминированными процессами, т.е. все данные имеют постоянный характер. Программа позволяет видеть состояние каждой ЭВМ на каждом шаге, а также в конце обработки выводятся показатели качества: время которое система находилась в замедленной работе, а также число утерянных сообщений. Во втором разделе данной работы были разработаны различного вида генераторы, которые в дальнейшем были проанализированы и был выбран лучший из генераторов, который был использован для моделирования теперь уже случайных функций параметров системы массового обслуживания. В третьем разделе был реализован случайный стационарный процесс в виде времени отказа ЭВМ. В 4 разделе была проведена Паррето