Моделирование работы переговорного пункта
Изучение экспоненциального закона для расчета аналитических результатов системы. Анализ показателей средней длины очереди и времени ожидания обычных и срочных переговоров. Построение временной диаграммы процесса функционирования переговорного пункта.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.06.2011 |
Размер файла | 502,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«СЕВЕРОКАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра автоматизированных систем обработки информации и управления
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по Моделированию систем
на тему: Моделирование работы переговорного пункта
Автор проекта Е.И. Тарабурова
Руководитель проекта Е.Г.Степанова
Ставрополь, 2011
Аннотация
В данном курсовом проекте моделируется работа переговорного пункта. Проводится анализ следующих показателей эффективности СМО: средняя длина очереди на обычные и срочные переговоры, среднее время ожидания обычных и срочных переговоров.
Имитационное моделирование данной СМО выполнено на языке GPSS.
Пояснительная записка содержит временную диаграмму процесса функционирования переговорного пункта, структурную схему в символике Q-схем, укрупненную и детальную схемы моделирующего алгоритма.
Содержание
Введение
1 Основная часть
1.1 Описание моделируемой системы
1.2 Структурная схема модели системы и ее описание
1.3 Временная диаграмма модели и ее описание
1.4 Q-схема модели и ее описание
1.5 Укрупненная схема моделирующего алгоритма
1.6 Математическая модель
1.7 Описание машинной программы решения задачи
1.8 Результаты моделирования и их анализ
1.9 Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик
1.10 Описание возможных улучшений в работе системы
1.11 Окончательный вариант модели с результатами
Заключение
Список используемых источников
Приложения
Введение
Имитационное моделирование нашло практическое применение во всех сферах деятельности человека. Основная его ценность состоит в применении методологии системного анализа. Имитационное моделирование разрешает осуществить исследование анализируемой или проектируемой системы по схеме операционного исследования, которое содержит взаимосвязанные этапы: содержательная постановка задачи, разработка концептуальной модели, разработка и программная реализация имитационной модели, проверка правильности, достоверности модели, оценка точности результатов моделирования, планирование и проведение экспериментов, принятие решений. Модель позволяет проигрывать любые ситуации и получать наиболее эффективные решения проблемы.
Одним из первых языков моделирования, облегчающих процесс написания имитационных программ, является GPSS (система моделирования общего назначения), на котором выполнено моделирование работы переговорного пункта.
В курсовой работе использовался материал из следующих источников: Б.Я. Советов «Моделирование систем», Томашевский В. «Имитационное моделирование в среде GPSS».
1. Основная часть
1.1 Описание моделируемой системы
Переговорный пункт имеет один телефонный аппарат. Переговоры бывают обычные и срочные. При поступлении заявки на срочные переговоры обычный разговор прерывается. В среднем за сутки поступает 180 заявок на обычные и 60 срочные переговоры. Средняя длительность обоих видов переговоров составляет 5 мин (распределение длительности переговоров экспоненциальное). Смоделировать работу переговорного пункта в течение 24 ч. Определить: среднюю длину очереди на обычные и срочные переговоры; среднее время ожидания обычных и срочных переговоров.
1.2 Структурная схема модели системы и ее описание
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1.2 - Структурная схема процесса функционирования переговорного пункта
На структурной схеме (рисунок 1.2) изображены следующие элементы:
- обычные заявки;
- срочные заявки;
- накопители для обычных и срочных заявок.
В среднем за сутки поступает 180 обычных и 60 срочных заявок. При поступлении заявки на срочные переговоры обычный разговор прерывается. Длительность переговоров составляет 5 минут. После обслуживания заявки покидают систему.
1.3 Временная диаграмма модели и ее описание
В процессе взаимодействия абонентов с переговорным пунктом возможны следующие ситуации:
- поступает обычная заявка, телефонный аппарат свободен. Заявка обслуживается сразу;
- поступает срочная заявка, телефонный аппарат занят (обслуживание обычной заявки). Обычный разговор прерывается, обслуживается срочная заявка;
- поступает срочная заявка, телефонный аппарат занят (обслуживание срочной заявки). Поступившая срочная заявка переходит в накопитель 2;
- поступает обычная заявка, телефонный аппарат занят. Заявка переходит в накопитель 1;
- поступает срочная заявка, телефонный аппарат свободен, заявка обслуживается сразу.
Процесс функционирования переговорного пункта представлен на временной диаграмме (рисунок 1.3).
На диаграмме: оси 1, 2 - поступление обычных и срочных заявок; оси 3, 4 - пребывание обычных и срочных заявок в накопителях 1 и 2; ось 5 - обслуживание заявки.
В момент времени t1 поступает обычная заявка, так как канал (5) свободен, то заявка обслуживается сразу. Однако в момент времени t2 поступает срочная заявка и обслуживание обычной заявки временно прекращается (она переходит в накопитель (3)). В момент времени t3 поступает еще одна срочная заявка, канал занят обслуживанием срочной заявки и поступившая заявка переходит в накопитель (4). Через 5 минут канал стал свободным. Заявки, которые находились в накопителях, стали обслуживаться. В момент времени t4 поступает обычная заявка. Канал занят обслуживанием другой заявки, обычная заявка переходит в накопитель. В момент времени t5 поступает срочная заявка. Канал свободен, заявка обслуживается сразу.
Рисунок 1.3 - Временная диаграмма процесса функционирования переговорного пункта
1.4 Q-схема модели и ее описание
Следующий этап - формализация модели. Система представляет собой одноканальную СМО с неограниченной очередью, поэтому воспользуемся символикой Q-схем.
На рисунке 1.4 источники И1 и И2 имитируют процесс поступления срочных и обычных заявок; К - телефонный аппарат; обычные заявки, ожидающие обслуживания, поступают в накопитель Н1, а срочные - в накопитель Н2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 1.4 - Структурная схема переговорного пункта в символике Q-схем
1.5 Укрупненная схема моделирующего алгоритма
После этапа формализации задачи приступим к построению моделирующего алгоритма. Существует две разновидности схем моделирующих алгоритмов: обобщенная (укрупненная) схема, задающая общий порядок действий, и детальная схема, содержащая уточнения к обобщенной схеме. Обобщенная схема моделирующего алгоритма данной задачи, построенная с использованием «принципа ?t», представлена на рисунке 1.5.
Первый блок - начало работы системы, затем происходит поступление заявок (блок «ввод данных»). В третьем блоке проверяется, срочная заявка или нет. Если обслуживаемая заявка тоже срочная, то поступившая переходит в накопитель 2; если заявка обычная, то ее обслуживание прерывается и она переходит в накопитель 1. В следующем блоке проверяется, окончено моделирование или нет. Если моделирование не окончено, происходит поступление новых заявок.
Рисунок 1.5 - Обобщенная схема моделирующего алгоритма процесса функционирования переговорного пункта
1.6 Математическая модель
Определим переменные и уравнения математической модели. В данном случае:
л1,2 - интенсивности поступления заявок на обычные и срочные переговоры;
м - производительность канала;
с - приведенная интенсивность;
уравнения модели:
,
где - средняя длина очереди;
- среднее время ожидания.
Определим интенсивности поступления заявок на обычные и срочные переговоры:
л1=л2=
Рассчитаем производительность канала:
Определим приведенную интенсивность:
с1= с2=
Определим среднюю длину очереди на обычные (1) и срочные (2) переговоры:
Определим среднее время ожидания:
экспоненциальный переговорный аналитический временной
1.7 Описание машинной программы решения задачи
Текст программы приведен в приложении 1. Блок-диаграмма GPSS модели приведена в приложении 2.
Команда SIMULATE указывает условия завершения процесса моделирования.
Два блока GENERATE формируют два независимых потока транзактов. Блок PREEMPT позволяет получать в пользование устройство PUNKT. Это соответствует тому состоянию системы, когда происходит прерывание обычной заявки и начинается обслуживание срочной. EXT- метка блока, в который направляется транзакт, обслуживание которого было прервано. RE - транзакт, обслуживание которого было прервано, не претендует на завершение своего обслуживания в устройстве.
Длительность разговора задается блоком ADVANCE (по экспоненциальному закону). Снятие прерывания осуществляется блоком RETURN.
Для сбора и обработки статистики по очередям используются блоки QUEUE и DEPART. OCH1 и OCH2 - имя очереди, в которую заносится транзакт.
Блок GENERATE 1440 имитирует работу в течение 24 часов.
TERMINATE - уничтожение транзакта, поступившего в блок. TERMINATE 1 - уничтожение транзакта, значение счетчика завершений уменьшается на 1 (при достижении нулевого или отрицательного значения счетчика завершений процесс моделирования прекращается).
1.8 Результаты моделирования и их анализ
При проведении имитационного моделирования с использованием исходной модели (приложение 2) получена статистика.
Проведем анализ полученного отчета. Во время моделирования было сгенерировано 180 и 60 транзактов (два блока GENERATE).
В разделе FACILITY приведена статистика использования устройства PUNKT. Коэффициент загрузки устройства составляет 0.74, среднее время обслуживания - 4.460 единиц модельного времени.
В разделе QUEUE приводится статистика по очередям.
Для очереди OCH1: максимальное количество транзактов в очереди за время моделирования (MAX) - 4, средняя длина очереди (AVE.CONT.) - 0.607, среднее время нахождения транзакта в очереди (AVE.TIME) - 4.858.
Для очереди OCH2: максимальное количество транзактов в очереди за время моделирования (MAX) - 1, средняя длина очереди (AVE.CONT.) - 0, среднее время нахождения транзакта в очереди (AVE.TIME) - 0.
1.9 Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик
1) Аналитические результаты: Средняя длина очереди
Среднее время ожидания
2) По результатам моделирования:
Средняя длина очереди
Среднее время ожидания
Несовпадение результатов объясняется тем, что при аналитическом расчете средняя длительность разговора была принята за 5 минут, не был учтен экспоненциальный закон.
1.10 Описание возможных улучшений в работе системы
Анализируя полученные результаты, можно сделать следующие выводы: для повышения коэффициента загрузки переговорного пункта можно увеличить поток заявок, однако следует учитывать, что это приведет к росту очередей, поэтому данная модель является наиболее эффективной.
1.11 Окончательный вариант модели с результатами
Исследуемая модель является оптимальной и не нуждается в улучшении.
Заключение
В ходе моделирования переговорного пункта выявлены основные особенности системы, причины несовпадения аналитических результатов и результатов моделирования - при аналитическом расчете не был учтен экспоненциальный закон. Найдены показатели эффективности данной системы - средняя длина очереди на обычные и срочные переговоры, среднее время ожидания обычных и срочных переговоров.
Модель не потребовала внесения изменений, так как является эффективной и не нуждается в улучшении.
Список используемых источников
1. Советов Б.Я. Моделирование систем. Практикум: Учеб. Пособие для вузов/Б.Я.Советов, С.А. Явовлев. - 2-е изд., перераб. И доп - М.: Высш. шк., 2003.- 295 с.
2. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. Для вузов - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 2001.- 343 с.
3. Кудрявцев Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. - М.:ДМК Пресс, 2004. - 320 ч. :ил.(Серия «Проектирование»)
4. Томашевский В., Жданова E. Имитационное моделирование в среде GPSS. - М.:Бестселлер, 2003. - 416 c.
Приложения
Приложение 1. Блок-диаграмма GPSS модели
Рисунок 2.1 - Блок-диаграмма
Приложение 2. Машинная программа объекта исследования
SIMULATE
GENERATE 8,,,,0 ; обычные заявки
QUEUE OCH1 ; очередь для обычных заявок
SEIZE PUNKT ; занять переговорный пункт
DEPART OCH1 ; покинуть очередь
ADVANCE (exponential(1,0,5)) ; длительность разговора
RELEASE PUNKT ; освободить переговорный пункт
TERMINATE
GENERATE 24,,,,1 ; срочные заявки
QUEUE OCH2 ; очередь для срочных заявок
PREEMPT PUNKT,,EXT,,RE ; захватить устройство
DEPART OCH2 ; покинуть очередь
ADVANCE (exponential(1,0,5)) ; длительность разговора
RETURN PUNKT ; освободить устройство
EXT TERMINATE ; уничтожить транзакт
GENERATE 1440 ; 24 ч. работы
TERMINATE 1 ; завершить моделирование
START 1
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Имитационное моделирование системы массового обслуживания склада готовой продукции на языке GРSS. Планирование загрузки 50 машин и оценка возможности образования очереди. Составление временной диаграммы и алгоритма процесса функционирования склада.
курсовая работа [343,0 K], добавлен 29.06.2011Построение концептуальной модели пункта дозаправки истребителей в воздухе тремя самолётами-заправщиками. Разработка временной диаграммы, Q-схемы системы и ее математического макета. Использование в моделировании прикладной программы на языке GPSS World.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.06.2011Моделирование работы системы массового обслуживания: рассмотрение структурной схемы и временной диаграммы функционирования вычислительного центра, разработка алгоритмического и программного способов решения поставленной задачи, анализ результатов.
курсовая работа [886,5 K], добавлен 24.06.2011Моделирование работы мастерской с использованием языка GPSS Wоrld. Определение основныx xарактеристик моделируемой системы: средней длины очереди неисправныx аппаратов; коэффициента загрузки мастеров. Описание машинной программы решения задачи.
курсовая работа [380,6 K], добавлен 28.06.2011Структурная схема процесса функционирования вычислительного центра. Моделирование процесса обслуживания ста пользователей. Оценка числа пользователей в очереди, коэффициента загрузки ЭВМ, вероятности отказа по причине отсутствия свободных мест в очереди.
курсовая работа [54,9 K], добавлен 25.06.2011Система массового обслуживания модели функционирования мастерской. Структурная и Q-схемы, построение временной диаграммы, варианты по оптимизации модели. Составление программы на языке имитационного моделирования GPSS и разбор результатов моделирования.
курсовая работа [74,2 K], добавлен 23.06.2011Определение закона и построение формальной схемы функционирования системы. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация. Составление алгоритма моделирующей программы, ее верификация (тестирование). Получение и интерпретация результатов моделирования.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.05.2012Описание моделируемой системы, структурная схема, описание временной диаграммы и Q-схема системы. Описание машинной программы решения задачи. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик, возможные улучшения.
курсовая работа [260,0 K], добавлен 28.06.2011Анализ технологического процесса, требования к нему и определение основных этапов. Статическое моделирование: прецеденты для режима работы "опыт" и "анализ", диаграммы классов. Динамическое моделирование, его принципы и оценка полученных результатов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.12.2013Структура модели системы обработки информации. Особенности временной диаграммы и машинной программы решения задачи. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик. Описание возможных улучшений в работе системы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.06.2011