Направление связи состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего входного буфера емкостью на Еmk сообщений.
На направление поступают два потока сообщений с экспоненциально распределенными интервалами времени, средние значения которых Т1 = 3 мин и Т2 = 4 мин. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т3 = 2 мин.
В основном канале происходят сбои через интервалы времени, распределенные по экспоненциальному закону со средним значением Т4 = 15 мин. Если сбой происходит во время передачи, то сообщение теряется. За время Т5 = 5 с запускается резервный канал, который передает сообщения, начиная с очередного. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т6 = 3 мин.
Основной канал восстанавливается. Время восстановления канала подчинено экспоненциальному закону со средним значением Т7 = 2 мин. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения.
Необходимо разработать имитационную модель и провести исследование функционирования направления связи в течение 2 ч.
Определить:
В модели сообщения следует представлять транзактами, основной и резервный канал - одноканальными устройствами (ОКУ), входной буфер (накопитель) - списком пользователя. В списке пользователя следует использовать дисциплину обслуживания FIFO.
Для ввода исходных данных целесообразно использовать переменные пользователя. В этом случае можно проводить при необходимости встроенными средствами GPSS World дисперсионный и оптимизирующий эксперименты.
Так как сообщения имеют одинаковые приоритеты, то для моделирования ОКУ нужно использовать блоки SEIZE и RELEASE. Моделирование отказов основного канала нужно произвести блоками FUNAVAIL и FAVAIL, а не блоками PREEMPT и RETURN в режиме абсолютного захвата. Тогда статистика ОКУ не будет искажена.
Введем масштабирование: 1 единица модельного времени соответствует 1 с, то есть, например, время моделирования равно 2 часам, тогда 2*60*60 = 7200 единиц модельного времени. Аналогично Т1 = 120, Т2 =240 и т.д.
Декомпозиция системы и состав сегментов модели определяются разработчиком. Введем следующие сегменты:
Ниже приводится программа модели.
; Модель функционирования направления связи ;Задание исходных данных Emk EQU 5 ; Емкость накопителя VrMod EQU 7200 ; Время моделирования T1 EQU 180 ; Среднее время поступления сообщений потока 1 T2 EQU 240 ; Среднее время поступления сообщений потока 2 T3 EQU 120 ; Среднее время передачи по OsnK T4 EQU 900 ; Средний интервал времени выхода из строя OsnK T5 EQU 10 ; Время включения Resk T6 EQU 180 ; Среднее время передачи по ResK T7 EQU 120 ; Среднее время восстановления OsnK ; Описание арифметических выражений ; Вероятность передачи сообщений потока 1 Ver1 VARIABLE (N$Term1+N$Term3)/N$Soob1 ; Вероятность передачи сообщений потока 2 Ver2 VARIABLE (N$Term2+N$Term4)/N$Soob2 ; Вероятность передачи сообщений потоков 1 и 2 Ver VARIABLE (V$Ver1+V$Ver2)/2 ; Сегмент имитации сообщений потока 1 GENERATE (Exponential(12,0,T1)) ; Генератор сообщений потока 1 Soob1 ASSIGN 1,1 ; Код 1 в P1 - сообщения потока 1 TRANSFER ,Nakop ; Направить на OsnK ; Сегмент имитации сообщений потока 2 GENERATE (Exponential(15,0,T2)) ; Генератор сообщений потока 2 Soob2 ASSIGN 1,2 ; Код 2 в P1 - сообщения потока 2 ; Сегмент имитации работы накопителя и OsnK Nakop GATE FV OsnK,KRes ;Доступен ли OsnK? Если нет, на Resk GATE NU OsnK,Spis ;Свободен ли OsnK? Если нет, в накопитель Prov3 SEIZE OsnK ; Занять OsnK ADVANCE (Exponential(11,0,T3)) ; Обслуживание RELEASE OsnK ; Освободить OsnK UNLINK Nak,Prov3,1 ; Вывод из накопителя одного транзакта на OsnK TEST E P1,1,Term2 ; Сообщение потока 1 или потока 2 передано по OsnK? Term1 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 1 по OsnK Term2 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 2 по OsnK ; Список пользователя Nak Spis TEST L CH$Nak,Emk,Term7 ; Есть ли место в накопителе? LINK Nak,FIFO ;Если да, поместить сообщение в накопитель Term7 TEST E P1,1,Term6 ; Сообщение потока 1 или потока 2 было потеряно? Term5 TERMINATE ; Счет потерянных сообщений потока 1 Term6 TERMINATE ; Счет потерянных сообщений потока 2 ; Сегмент имитации работы Resk KRes GATE NU ResK,Spis ; Свободен ли Resk? Нет, сообщение в накопитель TEST E Kont,1,Prov1 ; Включить ResK ADVANCE T5 ; Включение Resk SAVEVALUE Kont,0 Prov1 SEIZE ResK ; Занять Resk ADVANCE (Exponential(12,0,T6)); Передача RELEASE ResK ; Освободить Resk GATE FNV OsnK,Prov2 ; Доступен ли OsnK? UNLINK Nak,Prov1,1 ; Если нет, из буфера сообщение на Resk Prov2 TEST E P1,1,Term4 ; Сообщение потока 1 или 2 передано по ResK? Term3 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 1 Term4 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 2 ; Сегмент имитации выхода из строя OsnK GENERATE ,,,1 Term8 ADVANCE (Exponential(12,0,T4)); Расчет времени до следующего отказа FUNAVAIL OsnK ; Выход из строя OsnK SAVEVALUE Kont,1 ASSIGN 1,(Exponential(12,0,T7)); Расчет времени восстановления OsnK ADVANCE P1 ; Имитация восстановления OsnK SAVEVALUE VrOtk+,P1 ; Учет времени восстановления OsnK FAVAIL OsnK ; OsnK в доступное состояние UNLINK Nak,Prov3,1 ; Сообщение на OsnK TRANSFER ,Term8 ; Сегмент задания времени моделирования ; и вычисления результатов моделирования GENERATE VrMod TEST L X$Prog,TG1,Met3 SAVEVALUE Prog,TG1 Met3 TEST E TG1,1,Met4 SAVEVALUE Ver1,V$Ver1 ; Вероятность передачи сообщений потока 1 SAVEVALUE Ver2,V$Ver2 ; Вероятность передачи сообщений потока 2 SAVEVALUE Ver,V$Ver ; Вероятность передачи сообщений направлением связи SAVEVALUE VOtk,(1-V$Ver) ; Вероятность отказа в передаче сообщений SAVEVALUE VerOtk,((AC1-X$VrOtk)/AC1) ; Вероятность безотказной работы OsnK Met4 TERMINATE 1 START 10000
Для определения вероятности безотказной работы суммируется в ячейке X$VrOtk время отказов направления связи, которое затем вычитается из абсолютного модельного времени AC1, а полученная разность делится на AC1.
Направление связи представляет собой систему массового обслуживания разомкнутого типа с ожиданием и с отказами из-за ограниченной ёмкости входного буфера. А также с выходами из строя (временного не функционирования и восстановления) основного канала.
Поскольку методика построения модели в AnyLogic существенным образом отличается от методики построения в GPSS World, выделим в модели функционирования направления связи следующие сегменты:
Для ввода исходных данных используем элементы Параметр.
Файл/Создать/Модель на панели инструментов.
Имя модели диалогового окна Новая модель введите Направление связи. Выберите каталог, в котором будут сохранены файлы модели. Щёлкните кнопку Готово.
Палитре выделите Презентация.
Скругленный прямоугольник для размещения элементов исходных данных.
Местоположение и размер панели Свойства: введите: X: 630, Y: 20, Ширина: 320, Высота: 280.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text введите Исходные данные.
Палитре выделите Основная. Перетащите элементы Параметр на элемент с именем Исходные данные. Разместите их и дайте имена так, как показано на Рис. 3.1. Значения свойств установите согласно Табл. 3.1.
(рис 3.1) Размещение элементов для ввода исходных данных
| Параметр | ||
|---|---|---|
| Имя | Тип | Значение по умолчанию |
| интер_сообщ_потока1 | double | 180 |
| интер_сообщ_потока2 | double | 240 |
| ёмкость_буфера | int | 5 |
| время_передачи_осн_кан | double | 120 |
| время_передачи_рез_кан | double | 180 |
| время_вкл_рез_кан | double | 10 |
| время_нараб_отказ_осн_кан | double | 900 |
| время_восстан_осн_кан | double | 120 |
Для вывода результатов моделирования используем элемент Переменная.
Палитре выделите Презентация. Перетащите элемент Скругленный прямоугольник для размещения элементов Переменная.
Местоположение и размер панели Свойства: введите: X: 470, Y: 330, Ширина: 490, Высота: 320.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text введите Результаты моделирования.
Палитре выделите Основная. Перетащите элементы Переменная. Разместите их и дайте им имена так, как показано на Рис. 3.2. Тип всех переменных double, кроме переменной - текущая ёмкость буфера. Её тип - int.В событийную часть модели, к построению которой мы приступаем, включим указанные ранее три сегмента (кроме исходных данных и результатов моделирования).
Палитре выделите Презентация. Перетащите три элемента Прямоугольник и разместите так, как на Рис. 3.3.
Местоположение и размер панели Свойства: для размещения объектов имитации источников сообщений введите: X: 20, Y: 20, Ширина: 150, Высота: 190.
(рис 3.2) Размещение элементов для вывода результатов моделирования
(рис 3.3) Элементы для размещения сегментов событийной части
X: 190, Y: 20, Ширина: 370, Высота: 200.
X: 20, Y: 350, Ширина: 380, Высота: 130.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text каждого элемента введите названия, показанные на Рис. 3.3.Данный сегмент предназначен для имитации поступления сообщений, счета суммарного количества поступающих сообщений на направление связи и по потокам 1 и 2.
Палитре выделите Библиотека моделирования процессов.
source на диаграмму типа агента Main и разместите в прямоугольнике с именем Источники сообщений.
Message.
Проект щёлкните правой кнопкой мыши элемент модели верхнего уровня дерева и выберите Создать Java класс.
Новый Java класс. В поле Имя: введите имя нового класса Message.
Базовый класс: выберите из выпадающего списка Entity в качестве базового класса. Щёлкните кнопку Далее.
Мастера создания Java класса. Добавьте следующее поле Java класса, которое потребуется в дальнейшем для разделения переданного направлением потока сообщений на поток 1 и поток 2:
int numPotok
Создать конструктор и Создать метод toString().
Готово. Появится редактор кода и автоматически созданный код вашего Java класса. Закройте код.
Проект только что созданный Java класс и в контекстном меню выберите Преобразовать Java класс в тип агента.
Detail.
sourсe. На странице Основные панели Свойства установите их свойства согласно Табл. 3.3.Сегмент предназначен для приёма поступающих сообщений, имитации передачи их, счета переданных и потерянных сообщений, расчета вероятности передачи сообщений.
Палитре выделите Библиотеку моделирования процессов.
Буфер, основной и резервный каналы объекты, показанные на Рис. 3.4. Соедините их между собой, а также с объектами сегмента Источники сообщений.
| Имя | Свойства | Значения |
|---|---|---|
| Поток_1 | Отображать имя | Установите флажок |
| Тип заявки | Message | |
| Прибывают согласно | Времени между прибытиями | |
| Время между прибытиями | exponential(1/интер_сообщ_потока1) | |
| Новая заявка | Message | |
| Действия при выходе: | entity.numPotok = 1; | |
| поступило_сообщ_потока1 ++; | ||
| всего_сообщ_поступило ++; | ||
| Поток_2 | Отображать имя | Установите флажок |
| Тип заявки | Message | |
| Прибывают согласно | Времени между прибытиями | |
| Время между прибытиями | exponential(1/интер_сообщ_потока2) | |
| Новая заявка | Message | |
| Действия при выходе: | entity.numPotok = 2; | |
| поступило_сообщ_потока2 ++; | ||
| всего_сообщ_поступило ++; |
source вам известен. Объект hold из Библиотеки моделирования процессов нет. Он блокирует/разблокировывает поток заявок на определенном участке блок-схемы. Если объект находится в заблокированном состоянии, то заявки не будут поступать на его входной порт, и будут ждать, пока объект не будет разблокирован.
setBlocked(). Метод блокирует входной порт, если в качестве значения аргумента передано true, и разблокировывает его при передаче аргумента false.
isBlocked() возвращает true, если входной порт заблокирован. Если порт не заблокирован - возвращает false. Мы в дальнейшем воспользуемся этими методами.
(рис 3.4) Объекты двух сегментов модели
| Свойства | Значение |
|---|---|
| Имя | Буфер |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Вместимость | ёмкость_буфера |
| Действия При входе: | текущая_ёмкость_буфера=буфер.size(); |
| Действия При выходе: | текущая_ёмкость_буфера=буфер.size(); |
| Разрешить вытеснение | Установить флажок |
| Имя | hold1 |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Изначально заблокирован | Установить флажок |
| Имя | hold |
| Тип заявки | Message |
| Имя | потер_сообщ_буфер |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Действия При входе: | if (entity.numPotok == 1) |
| потеряно_сообщ_потока1 ++; | |
| if (entity.numPotok == 2) | |
| потеряно_сообщ_потока2 ++; | |
| всего_потеряно_сообщ ++; | |
| Имя | основной_канал |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential(1/время_передачи_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
| Имя | резерв_канал |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Вместимость | 1 |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential(1/время_передачи_рез_кан) |
| Действия При входе: | if (а==0) |
| в = время_передачи_рез_кан; | |
| if (а==1) | |
| {в = время_передачи_рез_кан + | |
| время_вкл_рез_кан; | |
| а=0;} | |
| Действия При выходе: | if (hold.isBlocked()== true) |
| Включить сбор | hold1.setBlocked(false); |
| статистики | Установить флажок |
| Имя | sink |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Действие при входе | if (entity.numPotok == 1) |
| {передано_сообщ_потока1 ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 = передано_сообщ_потока1 /поступило_сообщ_потока1;} | |
| if (entity.numPotok == 2) | |
| {передано_сообщ_потока2 ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 = передано_сообщ_потока2 /поступило_сообщ_потока2;} | |
| всего_передано_сообщ ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ = | |
| всего_передано_сообщ | |
| /всего_сообщ_поступило; | |
| вероятность_потери_сообщ = 1- | |
| вероятность_передачи_сообщ; |
Данный сегмент предназначен для розыгрыша интервала времени до очередного отказа, блокирования основного канала, разблокирования резервного канала, имитации восстановления основного канала, его разблокирования и блокирования резервного канала.
Сегмент построен из объектов и элементов, показанных на Рис. 3.5. Идея его работы заключается в следующем. Генератор вырабатывает одну заявку, и становится неактивным. Заявка поступает на объект задержки, разыгрывающий время до очередного отказа. После этого заявка поступает на второй объект задержки, имитирующий время восстановления основного канала.
C выхода второго объекта задержки заявка поступает опять на вход первого объекта задержки. Процесс имитации отказов повторяется в цикле.
Аналогичным образом построен сегмент имитации отказов основного канала и в GPSS-модели (см. п. 3.2).
Если построить сегмент так, что время до очередного отказа будет разыгрывать генератор, то это не логично, так как при таком варианте отсчет времени до очередного отказа не будет начинаться от момента окончания восстановления канала. Возникнут ситуации, когда очередной отказ придется на время, когда идет процесс восстановления канала.
Постройте сегмент имитации отказов основного канала связи.
Библиотеки моделирования процессов source и два объекта delay, соедините их как на Рис. 3.5.
(рис 3.5) Сегмент имитации отказов основного канала связи
| Свойства | Значение |
|---|---|
| Имя | source |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Agent |
| Прибывают согласно | Интенсивности |
| Интенсивность прибытия | 1 |
| Ограниченное количество прибытий | Установить флажок |
| Количество заявок, прибывающих за один раз | 1 |
| Имя | розыгрыш_инт_до_отказа |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Agent |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential (1/время_нараб_отказ_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Действия При выходе: | hold.setBlocked(true); |
| if (основной_канал.size()!=0) | |
| {основной_канал.remove((Message) | |
| основной_канал.get(0)); | |
| всего_потеряно_сообщ ++;} | |
| hold1.setBlocked(false); | |
| а=1; | |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
| Имя | имитация_восст_осн_кан |
| Тип заявки | Agent |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential (1/время_нараб_отказ_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Действия При выходе: | hold.setBlocked(false); |
| hold1.setBlocked(true); | |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
Обратим внимание на переменные а и в, предназначенные для организации включения резервного канала таким образом, чтобы время на включение учитывалось только при поступлении первого сообщения на резервный канал. При последующих поступлениях это время не учитывается. И это каждый раз повторяется при выходе из строя основного канала, так как после восстановления основного канала резервный канал выключается. Резервный канал выключается, но передача сообщения по нему, если это было в момент включения в работу основного канала, продолжается. Таким образом, какое-то время каналы работают параллельно. Потерь сообщений при выключении резервного канала нет.
Также организовано и в GPSS-модели, но для этого использована сохраняемая ячейка Kont (см. п. 3.2).
В модели AnyLogic после занятия сообщением резервного канала элемент hold1 блокируется. Может быть так, что в процессе передачи сообщения резервным каналом возобновит работу основной канал, то есть элемент hold будет разблокирован, и сообщения пойдут на основной канал. Чтобы такая ситуация учитывалась и в GPSS-модели, в нее добавлена команда
UNLINK Nak,Prov3,1
выводящая из буфера очередное сообщение на основной канал, не дожидаясь окончания передачи сообщения резервным каналом.
Запустите только что созданную модель Направление_связи.
После запуска, если вы все рекомендации выполнили корректно, сразу появится сообщение об ошибке (Рис. 3.6). Согласно ему к выходному порту корневого объекта буфер.out подключены два входных порта корневых объектов hold1.in и hold.in.
Разрешается соединять несколько выходных портов с одним входным и наоборот. Что мы и сделали (см. Рис. 3.4).
Если несколько выходных портов соединены с одним входным портом, и сразу несколько объектов хотят передать заявку, выбор будет произведен "справедливым" образом, согласно циклическому (round-robin) алгоритму, реализованному во входном порте.
(рис 3.6) Сообщение об ошибке подключения портов
Если один выходной порт соединен с несколькими входными портами, и сразу несколько портов готовы принять заявку, то тот порт, куда она будет переслана, будет выбираться согласно определенному порядку. Этот выбор будет зависеть от того, как исполняющий модуль AnyLogic обрабатывает одновременные события. Таким образом, полной гарантии того, что этот выбор будет справедливым, нет. Рекомендуется не использовать такие соединения, а лучше пользоваться объектом SelectOutput или механизмом сложной маршрутизации, чтобы иметь полный контроль над распределением заявок.
Механизмом сложной маршрутизации мы воспользуемся в модели функционирования сети связи, а сейчас применим объект SelectOutput.
буфер с входными портами объектов hold1 и hold.
selectOutput и соедините его входной порт с выходным портом объекта буфер, а выходные порты - с входными портами объектов hold1 и hold (Рис. 3.7).
true объекта selectOutput выбирается по условию, когда объект hold не заблокирован, то есть hold.isBlocked().
Тип заявки: Agent на тип заявки Message.
Выход true выбирается: При выполнении условия.
Условие: введите hold.isBlocked().
(рис 3.7) Для соединения портов использован объект selectOutput
вероятность_передачи_сообщ = 0,568, коэф_использ_кан = 0,690, в том числе коэф_использ_осн_кан = 0,614.
selectOutput, hold1, резерв_канал и соединения между ними.
буфер с входным портом объекта hold.
Отменить. Увидите две ошибки:
Невоможно разрешить hold1 Невоможно разрешить hold1
hold1.
hold1.
вероятность_передачи_сообщ = 0,691, то есть больше, чем с резервированием. При этом коэф_использ_осн_кан = 0,805, то есть также больше. Делаем вывод, что модель работает неверно.
Правка. Последовательно щёлкая мышью, возвращаемся к построению модели с резервным каналом.
hold. Удалите объекты hold и hold1 и их соединения с выходами объекта selectOutput.
selectOutput со входами объектов основ_канал и резерв_канал (Рис. 3.8).
Основная перетащите элемент Переменная. Дайте имя основной_канал_работает. Тип: boolean. Начальное значение: true.
selectOutput. Замените Тип заявки: Agent на тип заявки Message. Установите Выход true выбирается: При выполнении условия.
(рис 3.8) Вариант модели без объектов hold
Условие: введите основной_канал_работает.
розыгрыш_инт_до_отказа. В поле Действия При выходе: замените имеющийся там код следующим:
основной_канал_работает = false;
if (основной_канал.size()!=0){
Message m = основной_канал.get(0);
основной_канал.stopDelayForAll();
всего_потеряно_сообщ ++;
всего_передано_сообщ--;
if (m.numPotok == 1){
передано_сообщ_потока1--;
}
if (m.numPotok == 2){
передано_сообщ_потока2--;
}
}
а=1;
Код после первого if выполняется тогда, когда в объекте основной_канал находится сообщение. В коде функция stopDelayForAll() останавливает задержку для всех заявок, которые в этот момент задерживаются объектом основной_канал. В нашей модели это может быть только одно сообщение. Поэтому увеличивается количество потерянных сообщений на одно сообщение. Также уменьшается на одно количество переданных сообщений в целом направлением связи и по потокам.
имитация_восст_осн_кан. В поле Действия При выходе: замените код следующим кодом:
основной_канал_работает = true; коэф_безотк_раб_осн_кан= 1-имитация_восст_осн_кан.statsUtilization.mean();
резерв_канал. В поле Действия При выходе: оставьте следующий код:
коэф_использ_резерв_кан= резерв_канал.statsUtilization.mean()
hold (см. Рис. 3.4). Теперь можно перейти к проведению экспериментов и интерпретации полученных результатов.
(рис 3.9) Результаты моделирования
Проведите моделирование и сравните полученные результаты. Результаты наших экспериментов приведены в Табл. 3.6.
Всего выполнено 8 экспериментов. Здесь, напомним, как и в главе 2, первый эксперимент соответствует постановке задачи. В каждом следующем эксперименте параметры, установленные в предыдущем эксперименте, либо остаются неизменными, либо изменяются. Указываются только новые значения параметров в строке, предшествующей результатам следующего эксперимента. Например, во втором эксперименте увеличена ёмкость входного буфера с 5 до 10 сообщений, а остальные параметры остались неизменными (Табл. 3.6).
Для получения результатов моделирования с точностью $$\varepsilon = 0,01$$ и доверительной вероятностью $$\alpha = 0,95$$ в GPSS World необходимо выполнить 9604 прогонов модели. В каждом эксперименте выполнялось 10000 прогонов.
Время моделирования в AnyLogic было увеличено в 10 000 раз и составляло 72 000 000 единиц модельного времени. Следует заметить, что если в GPSS World выполнить с этим же модельным временем один прогон, то результаты получаются такими же, что и при 10 000 прогонов модели.
Согласно данным Табл. 3.6 во втором, третьем и шестом экспериментах экспериментах вероятность передачи сообщений отличается на 0,002 … 0,004. В остальных экспериментах вероятности передачи сообщений, полученные в GPSS World и AnyLogic7, отличаются на 0,017 … 0,029, то есть на порядок больше.
По результатам экспериментов можно сделать вывод о чувствительности модели к изменению параметров направления связи. Например, при увеличении ёмкости входного буфера с 5 до 10 сообщений вероятность передачи возрастает с 0,773 (0,752) до 0,831 (0,829).Уменьшение интервалов (увеличение интенсивности) поступления сообщений потоков 1 и 2 в два раза (90 и 120) снижает вероятности передачи сообщений с 0,831 (0,829) до 0,456 (0,438). В тоже время повышение скорости передачи основного канала в два раза (60) и увеличение не менее чем в 5 раз времени наработки на отказ основного канала приводит к возрастанию вероятностей передачи сообщений с 0,456 (0,438) до 0,815 (0,844).
Машинное время выполнения модели в обеих системах составляет 5…7 сек (в AnyLogic7 в виртуальном режиме).
| Показатели | GPSS World | AnyLogic6 | AnyLogic7 |
|---|---|---|---|
| 1) объем_буфера = 5 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,752 | 0,773 | 0,773 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,752 | 0,772 | 0,771 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,753 | 0,773 | 0,774 |
| $$\Delta_{1}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{1}$$ = 0,021 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,248 | 0,227 | 0,227 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,777 | 0,757 | 0,718 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,152 | 0,222 | 0,286 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,929 | 0,979 | 1,003 |
| 2) объем_буфера = 10 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,829 | 0,861 | 0,831 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,829 | 0,861 | 0,832 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,829 | 0,862 | 0,831 |
| $$\Delta_{2}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{2}$$ =0,002 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,171 | 0,139 | 0,169 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,861 | 0,841 | 0,756 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,157 | 0,25 | 0,327 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,018 | 1,091 | 1,084 |
| 3) интер_сообщ_потока1 = 90, интер_сообщ_потока2 = 120 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,438 | 0,454 | 0,456 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,438 | 0,454 | 0,456 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,438 | 0,453 | 0,456 |
| $$\Delta_{3}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{3}$$ = 0,002 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,562 | 0,546 | 0,544 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,882 | 0,882 | 0,808 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,209 | 0,266 | 0,393 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,091 | 1,148 | 1,201 |
| 4) время_передачи_осн_кан = 60, время_нараб_отказ_осн_кан = 5000 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,844 | 0,848 | 0,815 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,844 | 0,848 | 0,815 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,845 | 0,848 | 0,815 |
| $$\Delta_{4}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{4}$$ = 0,029 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,156 | 0,152 | 0,185 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,971 | 0,97 | 0,922 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,043 | 0,058 | 0,088 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,014 | 1,028 | 1,01 |
| 5) время_передачи_рез_кан = 90, время_восстан_осн_кан = 60 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,851 | 0,857 | 0,834 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,857 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,851 | 0,857 | 0,835 |
| $$\Delta_{5}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{5}$$ = 0,017 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,149 | 0,143 | 0,166 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,982 | 0,98 | 0,945 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,017 | 0,029 | 0,043 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,999 | 1,009 | 0,988 |
| 6) интер_сообщ_потока1 = 45, интер_сообщ_потока2 = 60 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,43 | 0,432 | 0,434 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,431 | 0,432 | 0,434 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,429 | 0,431 | 0,434 |
| $$\Delta_{6}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{6}$$ = 0,004 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,57 | 0,568 | 0,566 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,988 | 0,988 | 0,98 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,024 | 0,029 | 0,048 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,012 | 1,017 | 1,028 |
| 7) время_передачи_осн_кан = 30, время_передачи_рез_кан = 45 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,85 | 0,853 | 0,832 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,853 | 0,831 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,85 | 0,853 | 0,832 |
| $$\Delta_{7}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{7}$$ = 0,018 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,15 | 0,147 | 0,168 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,982 | 0,982 | 0,952 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,015 | 0,021 | 0,028 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,997 | 1,003 | 0,98 |
| 8) время_вкл_рез_кан = 1, время_восстан_осн_кан = 30 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,851 | 0,855 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,855 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,851 | 0,855 | 0,832 |
| $$\Delta_{8}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{8}$$ = 0,018 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,149 | 0,145 | 0,167 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,988 | 0,987 | 0,957 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,008 | 0,015 | 0,021 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,996 | 1,002 | 0,978 |
Направление связи состоит из двух каналов (основного и резервного) и общего входного буфера емкостью на Еmk сообщений.
На направление поступают два потока сообщений с экспоненциально распределенными интервалами времени, средние значения которых Т1 = 3 мин и Т2 = 4 мин. При нормальной работе сообщения передаются по основному каналу. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т3 = 2 мин.
В основном канале происходят сбои через интервалы времени, распределенные по экспоненциальному закону со средним значением Т4 = 15 мин. Если сбой происходит во время передачи, то сообщение теряется. За время Т5 = 5 с запускается резервный канал, который передает сообщения, начиная с очередного. Время передачи одного сообщения распределено по экспоненциальному закону со средним значением Т6 = 3 мин.
Основной канал восстанавливается. Время восстановления канала подчинено экспоненциальному закону со средним значением Т7 = 2 мин. После восстановления резервный канал выключается и основной канал продолжает работу с очередного сообщения.
Необходимо разработать имитационную модель и провести исследование функционирования направления связи в течение 2 ч.
Определить:
В модели сообщения следует представлять транзактами, основной и резервный канал - одноканальными устройствами (ОКУ), входной буфер (накопитель) - списком пользователя. В списке пользователя следует использовать дисциплину обслуживания FIFO.
Для ввода исходных данных целесообразно использовать переменные пользователя. В этом случае можно проводить при необходимости встроенными средствами GPSS World дисперсионный и оптимизирующий эксперименты.
Так как сообщения имеют одинаковые приоритеты, то для моделирования ОКУ нужно использовать блоки SEIZE и RELEASE. Моделирование отказов основного канала нужно произвести блоками FUNAVAIL и FAVAIL, а не блоками PREEMPT и RETURN в режиме абсолютного захвата. Тогда статистика ОКУ не будет искажена.
Введем масштабирование: 1 единица модельного времени соответствует 1 с, то есть, например, время моделирования равно 2 часам, тогда 2*60*60 = 7200 единиц модельного времени. Аналогично Т1 = 120, Т2 =240 и т.д.
Декомпозиция системы и состав сегментов модели определяются разработчиком. Введем следующие сегменты:
Ниже приводится программа модели.
; Модель функционирования направления связи ;Задание исходных данных Emk EQU 5 ; Емкость накопителя VrMod EQU 7200 ; Время моделирования T1 EQU 180 ; Среднее время поступления сообщений потока 1 T2 EQU 240 ; Среднее время поступления сообщений потока 2 T3 EQU 120 ; Среднее время передачи по OsnK T4 EQU 900 ; Средний интервал времени выхода из строя OsnK T5 EQU 10 ; Время включения Resk T6 EQU 180 ; Среднее время передачи по ResK T7 EQU 120 ; Среднее время восстановления OsnK ; Описание арифметических выражений ; Вероятность передачи сообщений потока 1 Ver1 VARIABLE (N$Term1+N$Term3)/N$Soob1 ; Вероятность передачи сообщений потока 2 Ver2 VARIABLE (N$Term2+N$Term4)/N$Soob2 ; Вероятность передачи сообщений потоков 1 и 2 Ver VARIABLE (V$Ver1+V$Ver2)/2 ; Сегмент имитации сообщений потока 1 GENERATE (Exponential(12,0,T1)) ; Генератор сообщений потока 1 Soob1 ASSIGN 1,1 ; Код 1 в P1 - сообщения потока 1 TRANSFER ,Nakop ; Направить на OsnK ; Сегмент имитации сообщений потока 2 GENERATE (Exponential(15,0,T2)) ; Генератор сообщений потока 2 Soob2 ASSIGN 1,2 ; Код 2 в P1 - сообщения потока 2 ; Сегмент имитации работы накопителя и OsnK Nakop GATE FV OsnK,KRes ;Доступен ли OsnK? Если нет, на Resk GATE NU OsnK,Spis ;Свободен ли OsnK? Если нет, в накопитель Prov3 SEIZE OsnK ; Занять OsnK ADVANCE (Exponential(11,0,T3)) ; Обслуживание RELEASE OsnK ; Освободить OsnK UNLINK Nak,Prov3,1 ; Вывод из накопителя одного транзакта на OsnK TEST E P1,1,Term2 ; Сообщение потока 1 или потока 2 передано по OsnK? Term1 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 1 по OsnK Term2 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 2 по OsnK ; Список пользователя Nak Spis TEST L CH$Nak,Emk,Term7 ; Есть ли место в накопителе? LINK Nak,FIFO ;Если да, поместить сообщение в накопитель Term7 TEST E P1,1,Term6 ; Сообщение потока 1 или потока 2 было потеряно? Term5 TERMINATE ; Счет потерянных сообщений потока 1 Term6 TERMINATE ; Счет потерянных сообщений потока 2 ; Сегмент имитации работы Resk KRes GATE NU ResK,Spis ; Свободен ли Resk? Нет, сообщение в накопитель TEST E Kont,1,Prov1 ; Включить ResK ADVANCE T5 ; Включение Resk SAVEVALUE Kont,0 Prov1 SEIZE ResK ; Занять Resk ADVANCE (Exponential(12,0,T6)); Передача RELEASE ResK ; Освободить Resk GATE FNV OsnK,Prov2 ; Доступен ли OsnK? UNLINK Nak,Prov1,1 ; Если нет, из буфера сообщение на Resk Prov2 TEST E P1,1,Term4 ; Сообщение потока 1 или 2 передано по ResK? Term3 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 1 Term4 TERMINATE ; Счет переданных сообщений потока 2 ; Сегмент имитации выхода из строя OsnK GENERATE ,,,1 Term8 ADVANCE (Exponential(12,0,T4)); Расчет времени до следующего отказа FUNAVAIL OsnK ; Выход из строя OsnK SAVEVALUE Kont,1 ASSIGN 1,(Exponential(12,0,T7)); Расчет времени восстановления OsnK ADVANCE P1 ; Имитация восстановления OsnK SAVEVALUE VrOtk+,P1 ; Учет времени восстановления OsnK FAVAIL OsnK ; OsnK в доступное состояние UNLINK Nak,Prov3,1 ; Сообщение на OsnK TRANSFER ,Term8 ; Сегмент задания времени моделирования ; и вычисления результатов моделирования GENERATE VrMod TEST L X$Prog,TG1,Met3 SAVEVALUE Prog,TG1 Met3 TEST E TG1,1,Met4 SAVEVALUE Ver1,V$Ver1 ; Вероятность передачи сообщений потока 1 SAVEVALUE Ver2,V$Ver2 ; Вероятность передачи сообщений потока 2 SAVEVALUE Ver,V$Ver ; Вероятность передачи сообщений направлением связи SAVEVALUE VOtk,(1-V$Ver) ; Вероятность отказа в передаче сообщений SAVEVALUE VerOtk,((AC1-X$VrOtk)/AC1) ; Вероятность безотказной работы OsnK Met4 TERMINATE 1 START 10000
Для определения вероятности безотказной работы суммируется в ячейке X$VrOtk время отказов направления связи, которое затем вычитается из абсолютного модельного времени AC1, а полученная разность делится на AC1.
Направление связи представляет собой систему массового обслуживания разомкнутого типа с ожиданием и с отказами из-за ограниченной ёмкости входного буфера. А также с выходами из строя (временного не функционирования и восстановления) основного канала.
Поскольку методика построения модели в AnyLogic существенным образом отличается от методики построения в GPSS World, выделим в модели функционирования направления связи следующие сегменты:
Для ввода исходных данных используем элементы Параметр.
Файл/Создать/Модель на панели инструментов.
Имя модели диалогового окна Новая модель введите Направление связи. Выберите каталог, в котором будут сохранены файлы модели. Щёлкните кнопку Готово.
Палитре выделите Презентация.
Скругленный прямоугольник для размещения элементов исходных данных.
Местоположение и размер панели Свойства: введите: X: 630, Y: 20, Ширина: 320, Высота: 280.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text введите Исходные данные.
Палитре выделите Основная. Перетащите элементы Параметр на элемент с именем Исходные данные. Разместите их и дайте имена так, как показано на Рис. 3.1. Значения свойств установите согласно Табл. 3.1.(рис 3.1) Размещение элементов для ввода исходных данных
| Параметр | ||
|---|---|---|
| Имя | Тип | Значение по умолчанию |
| интер_сообщ_потока1 | double | 180 |
| интер_сообщ_потока2 | double | 240 |
| ёмкость_буфера | int | 5 |
| время_передачи_осн_кан | double | 120 |
| время_передачи_рез_кан | double | 180 |
| время_вкл_рез_кан | double | 10 |
| время_нараб_отказ_осн_кан | double | 900 |
| время_восстан_осн_кан | double | 120 |
Для вывода результатов моделирования используем элемент Переменная.
Палитре выделите Презентация. Перетащите элемент Скругленный прямоугольник для размещения элементов Переменная.
Местоположение и размер панели Свойства: введите: X: 470, Y: 330, Ширина: 490, Высота: 320.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text введите Результаты моделирования.
Палитре выделите Основная. Перетащите элементы Переменная. Разместите их и дайте им имена так, как показано на Рис. 3.2. Тип всех переменных double, кроме переменной - текущая ёмкость буфера. Её тип - int.В событийную часть модели, к построению которой мы приступаем, включим указанные ранее три сегмента (кроме исходных данных и результатов моделирования).
Палитре выделите Презентация. Перетащите три элемента Прямоугольник и разместите так, как на Рис. 3.3.
Местоположение и размер панели Свойства: для размещения объектов имитации источников сообщений введите: X: 20, Y: 20, Ширина: 150, Высота: 190.
(рис 3.2) Размещение элементов для вывода результатов моделирования
(рис 3.3) Элементы для размещения сегментов событийной части
X: 190, Y: 20, Ширина: 370, Высота: 200.
X: 20, Y: 350, Ширина: 380, Высота: 130.
text и на странице Текст панели Свойства вместо text каждого элемента введите названия, показанные на Рис. 3.3.Данный сегмент предназначен для имитации поступления сообщений, счета суммарного количества поступающих сообщений на направление связи и по потокам 1 и 2.
Палитре выделите Библиотека моделирования процессов.
source на диаграмму типа агента Main и разместите в прямоугольнике с именем Источники сообщений.
Message.
Проект щёлкните правой кнопкой мыши элемент модели верхнего уровня дерева и выберите Создать Java класс.
Новый Java класс. В поле Имя: введите имя нового класса Message.
Базовый класс: выберите из выпадающего списка Entity в качестве базового класса. Щёлкните кнопку Далее.
Мастера создания Java класса. Добавьте следующее поле Java класса, которое потребуется в дальнейшем для разделения переданного направлением потока сообщений на поток 1 и поток 2:
int numPotok
Создать конструктор и Создать метод toString().
Готово. Появится редактор кода и автоматически созданный код вашего Java класса. Закройте код.
Проект только что созданный Java класс и в контекстном меню выберите Преобразовать Java класс в тип агента.
Detail.
sourсe. На странице Основные панели Свойства установите их свойства согласно Табл. 3.3.Сегмент предназначен для приёма поступающих сообщений, имитации передачи их, счета переданных и потерянных сообщений, расчета вероятности передачи сообщений.
Палитре выделите Библиотеку моделирования процессов.
Буфер, основной и резервный каналы объекты, показанные на Рис. 3.4. Соедините их между собой, а также с объектами сегмента Источники сообщений.
| Имя | Свойства | Значения |
|---|---|---|
| Поток_1 | Отображать имя | Установите флажок |
| Тип заявки | Message | |
| Прибывают согласно | Времени между прибытиями | |
| Время между прибытиями | exponential(1/интер_сообщ_потока1) | |
| Новая заявка | Message | |
| Действия при выходе: | entity.numPotok = 1; | |
| поступило_сообщ_потока1 ++; | ||
| всего_сообщ_поступило ++; | ||
| Поток_2 | Отображать имя | Установите флажок |
| Тип заявки | Message | |
| Прибывают согласно | Времени между прибытиями | |
| Время между прибытиями | exponential(1/интер_сообщ_потока2) | |
| Новая заявка | Message | |
| Действия при выходе: | entity.numPotok = 2; | |
| поступило_сообщ_потока2 ++; | ||
| всего_сообщ_поступило ++; |
source вам известен. Объект hold из Библиотеки моделирования процессов нет. Он блокирует/разблокировывает поток заявок на определенном участке блок-схемы. Если объект находится в заблокированном состоянии, то заявки не будут поступать на его входной порт, и будут ждать, пока объект не будет разблокирован.
setBlocked(). Метод блокирует входной порт, если в качестве значения аргумента передано true, и разблокировывает его при передаче аргумента false.
isBlocked() возвращает true, если входной порт заблокирован. Если порт не заблокирован - возвращает false. Мы в дальнейшем воспользуемся этими методами.
(рис 3.4) Объекты двух сегментов модели
| Свойства | Значение |
|---|---|
| Имя | Буфер |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Вместимость | ёмкость_буфера |
| Действия При входе: | текущая_ёмкость_буфера=буфер.size(); |
| Действия При выходе: | текущая_ёмкость_буфера=буфер.size(); |
| Разрешить вытеснение | Установить флажок |
| Имя | hold1 |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Изначально заблокирован | Установить флажок |
| Имя | hold |
| Тип заявки | Message |
| Имя | потер_сообщ_буфер |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Действия При входе: | if (entity.numPotok == 1) |
| потеряно_сообщ_потока1 ++; | |
| if (entity.numPotok == 2) | |
| потеряно_сообщ_потока2 ++; | |
| всего_потеряно_сообщ ++; | |
| Имя | основной_канал |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential(1/время_передачи_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
| Имя | резерв_канал |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Вместимость | 1 |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential(1/время_передачи_рез_кан) |
| Действия При входе: | if (а==0) |
| в = время_передачи_рез_кан; | |
| if (а==1) | |
| {в = время_передачи_рез_кан + | |
| время_вкл_рез_кан; | |
| а=0;} | |
| Действия При выходе: | if (hold.isBlocked()== true) |
| Включить сбор | hold1.setBlocked(false); |
| статистики | Установить флажок |
| Имя | sink |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Message |
| Действие при входе | if (entity.numPotok == 1) |
| {передано_сообщ_потока1 ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 = передано_сообщ_потока1 /поступило_сообщ_потока1;} | |
| if (entity.numPotok == 2) | |
| {передано_сообщ_потока2 ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 = передано_сообщ_потока2 /поступило_сообщ_потока2;} | |
| всего_передано_сообщ ++; | |
| вероятность_передачи_сообщ = | |
| всего_передано_сообщ | |
| /всего_сообщ_поступило; | |
| вероятность_потери_сообщ = 1- | |
| вероятность_передачи_сообщ; |
Данный сегмент предназначен для розыгрыша интервала времени до очередного отказа, блокирования основного канала, разблокирования резервного канала, имитации восстановления основного канала, его разблокирования и блокирования резервного канала.
Сегмент построен из объектов и элементов, показанных на Рис. 3.5. Идея его работы заключается в следующем. Генератор вырабатывает одну заявку, и становится неактивным. Заявка поступает на объект задержки, разыгрывающий время до очередного отказа. После этого заявка поступает на второй объект задержки, имитирующий время восстановления основного канала.
C выхода второго объекта задержки заявка поступает опять на вход первого объекта задержки. Процесс имитации отказов повторяется в цикле.
Аналогичным образом построен сегмент имитации отказов основного канала и в GPSS-модели (см. п. 3.2).
Если построить сегмент так, что время до очередного отказа будет разыгрывать генератор, то это не логично, так как при таком варианте отсчет времени до очередного отказа не будет начинаться от момента окончания восстановления канала. Возникнут ситуации, когда очередной отказ придется на время, когда идет процесс восстановления канала.
Постройте сегмент имитации отказов основного канала связи.
Библиотеки моделирования процессов source и два объекта delay, соедините их как на Рис. 3.5.
(рис 3.5) Сегмент имитации отказов основного канала связи
| Свойства | Значение |
|---|---|
| Имя | source |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Agent |
| Прибывают согласно | Интенсивности |
| Интенсивность прибытия | 1 |
| Ограниченное количество прибытий | Установить флажок |
| Количество заявок, прибывающих за один раз | 1 |
| Имя | розыгрыш_инт_до_отказа |
| Отображать имя | Установить флажок |
| Тип заявки | Agent |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential (1/время_нараб_отказ_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Действия При выходе: | hold.setBlocked(true); |
| if (основной_канал.size()!=0) | |
| {основной_канал.remove((Message) | |
| основной_канал.get(0)); | |
| всего_потеряно_сообщ ++;} | |
| hold1.setBlocked(false); | |
| а=1; | |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
| Имя | имитация_восст_осн_кан |
| Тип заявки | Agent |
| Тип | Определённое время |
| Время задержки | exponential (1/время_нараб_отказ_осн_кан) |
| Вместимость | 1 |
| Действия При выходе: | hold.setBlocked(false); |
| hold1.setBlocked(true); | |
| Включить сбор статистики | Установить флажок |
Обратим внимание на переменные а и в, предназначенные для организации включения резервного канала таким образом, чтобы время на включение учитывалось только при поступлении первого сообщения на резервный канал. При последующих поступлениях это время не учитывается. И это каждый раз повторяется при выходе из строя основного канала, так как после восстановления основного канала резервный канал выключается. Резервный канал выключается, но передача сообщения по нему, если это было в момент включения в работу основного канала, продолжается. Таким образом, какое-то время каналы работают параллельно. Потерь сообщений при выключении резервного канала нет.
Также организовано и в GPSS-модели, но для этого использована сохраняемая ячейка Kont (см. п. 3.2).
В модели AnyLogic после занятия сообщением резервного канала элемент hold1 блокируется. Может быть так, что в процессе передачи сообщения резервным каналом возобновит работу основной канал, то есть элемент hold будет разблокирован, и сообщения пойдут на основной канал. Чтобы такая ситуация учитывалась и в GPSS-модели, в нее добавлена команда
UNLINK Nak,Prov3,1
выводящая из буфера очередное сообщение на основной канал, не дожидаясь окончания передачи сообщения резервным каналом.
Запустите только что созданную модель Направление_связи.
После запуска, если вы все рекомендации выполнили корректно, сразу появится сообщение об ошибке (Рис. 3.6). Согласно ему к выходному порту корневого объекта буфер.out подключены два входных порта корневых объектов hold1.in и hold.in.
Разрешается соединять несколько выходных портов с одним входным и наоборот. Что мы и сделали (см. Рис. 3.4).
Если несколько выходных портов соединены с одним входным портом, и сразу несколько объектов хотят передать заявку, выбор будет произведен "справедливым" образом, согласно циклическому (round-robin) алгоритму, реализованному во входном порте.
(рис 3.6) Сообщение об ошибке подключения портов
Если один выходной порт соединен с несколькими входными портами, и сразу несколько портов готовы принять заявку, то тот порт, куда она будет переслана, будет выбираться согласно определенному порядку. Этот выбор будет зависеть от того, как исполняющий модуль AnyLogic обрабатывает одновременные события. Таким образом, полной гарантии того, что этот выбор будет справедливым, нет. Рекомендуется не использовать такие соединения, а лучше пользоваться объектом SelectOutput или механизмом сложной маршрутизации, чтобы иметь полный контроль над распределением заявок.
Механизмом сложной маршрутизации мы воспользуемся в модели функционирования сети связи, а сейчас применим объект SelectOutput.
буфер с входными портами объектов hold1 и hold.
selectOutput и соедините его входной порт с выходным портом объекта буфер, а выходные порты - с входными портами объектов hold1 и hold (Рис. 3.7).
true объекта selectOutput выбирается по условию, когда объект hold не заблокирован, то есть hold.isBlocked().
Тип заявки: Agent на тип заявки Message.
Выход true выбирается: При выполнении условия.
Условие: введите hold.isBlocked().
(рис 3.7) Для соединения портов использован объект selectOutput
вероятность_передачи_сообщ = 0,568, коэф_использ_кан = 0,690, в том числе коэф_использ_осн_кан = 0,614.
selectOutput, hold1, резерв_канал и соединения между ними.
буфер с входным портом объекта hold.
Отменить. Увидите две ошибки:
Невоможно разрешить hold1 Невоможно разрешить hold1
hold1.
hold1.
вероятность_передачи_сообщ = 0,691, то есть больше, чем с резервированием. При этом коэф_использ_осн_кан = 0,805, то есть также больше. Делаем вывод, что модель работает неверно.
Правка. Последовательно щёлкая мышью, возвращаемся к построению модели с резервным каналом.
hold. Удалите объекты hold и hold1 и их соединения с выходами объекта selectOutput.
selectOutput со входами объектов основ_канал и резерв_канал (Рис. 3.8).
Основная перетащите элемент Переменная. Дайте имя основной_канал_работает. Тип: boolean. Начальное значение: true.
selectOutput. Замените Тип заявки: Agent на тип заявки Message. Установите Выход true выбирается: При выполнении условия.
(рис 3.8) Вариант модели без объектов hold
Условие: введите основной_канал_работает.
розыгрыш_инт_до_отказа. В поле Действия При выходе: замените имеющийся там код следующим:
основной_канал_работает = false;
if (основной_канал.size()!=0){
Message m = основной_канал.get(0);
основной_канал.stopDelayForAll();
всего_потеряно_сообщ ++;
всего_передано_сообщ--;
if (m.numPotok == 1){
передано_сообщ_потока1--;
}
if (m.numPotok == 2){
передано_сообщ_потока2--;
}
}
а=1;
Код после первого if выполняется тогда, когда в объекте основной_канал находится сообщение. В коде функция stopDelayForAll() останавливает задержку для всех заявок, которые в этот момент задерживаются объектом основной_канал. В нашей модели это может быть только одно сообщение. Поэтому увеличивается количество потерянных сообщений на одно сообщение. Также уменьшается на одно количество переданных сообщений в целом направлением связи и по потокам.
имитация_восст_осн_кан. В поле Действия При выходе: замените код следующим кодом:
основной_канал_работает = true; коэф_безотк_раб_осн_кан= 1-имитация_восст_осн_кан.statsUtilization.mean();
резерв_канал. В поле Действия При выходе: оставьте следующий код:
коэф_использ_резерв_кан= резерв_канал.statsUtilization.mean()
hold (см. Рис. 3.4). Теперь можно перейти к проведению экспериментов и интерпретации полученных результатов.(рис 3.9) Результаты моделирования
Проведите моделирование и сравните полученные результаты. Результаты наших экспериментов приведены в Табл. 3.6.
Всего выполнено 8 экспериментов. Здесь, напомним, как и в главе 2, первый эксперимент соответствует постановке задачи. В каждом следующем эксперименте параметры, установленные в предыдущем эксперименте, либо остаются неизменными, либо изменяются. Указываются только новые значения параметров в строке, предшествующей результатам следующего эксперимента. Например, во втором эксперименте увеличена ёмкость входного буфера с 5 до 10 сообщений, а остальные параметры остались неизменными (Табл. 3.6).
Для получения результатов моделирования с точностью $$\varepsilon = 0,01$$ и доверительной вероятностью $$\alpha = 0,95$$ в GPSS World необходимо выполнить 9604 прогонов модели. В каждом эксперименте выполнялось 10000 прогонов.
Время моделирования в AnyLogic было увеличено в 10 000 раз и составляло 72 000 000 единиц модельного времени. Следует заметить, что если в GPSS World выполнить с этим же модельным временем один прогон, то результаты получаются такими же, что и при 10 000 прогонов модели.
Согласно данным Табл. 3.6 во втором, третьем и шестом экспериментах экспериментах вероятность передачи сообщений отличается на 0,002 … 0,004. В остальных экспериментах вероятности передачи сообщений, полученные в GPSS World и AnyLogic7, отличаются на 0,017 … 0,029, то есть на порядок больше.
По результатам экспериментов можно сделать вывод о чувствительности модели к изменению параметров направления связи. Например, при увеличении ёмкости входного буфера с 5 до 10 сообщений вероятность передачи возрастает с 0,773 (0,752) до 0,831 (0,829).Уменьшение интервалов (увеличение интенсивности) поступления сообщений потоков 1 и 2 в два раза (90 и 120) снижает вероятности передачи сообщений с 0,831 (0,829) до 0,456 (0,438). В тоже время повышение скорости передачи основного канала в два раза (60) и увеличение не менее чем в 5 раз времени наработки на отказ основного канала приводит к возрастанию вероятностей передачи сообщений с 0,456 (0,438) до 0,815 (0,844).
Машинное время выполнения модели в обеих системах составляет 5…7 сек (в AnyLogic7 в виртуальном режиме).
| Показатели | GPSS World | AnyLogic6 | AnyLogic7 |
|---|---|---|---|
| 1) объем_буфера = 5 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,752 | 0,773 | 0,773 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,752 | 0,772 | 0,771 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,753 | 0,773 | 0,774 |
| $$\Delta_{1}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{1}$$ = 0,021 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,248 | 0,227 | 0,227 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,777 | 0,757 | 0,718 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,152 | 0,222 | 0,286 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,929 | 0,979 | 1,003 |
| 2) объем_буфера = 10 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,829 | 0,861 | 0,831 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,829 | 0,861 | 0,832 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,829 | 0,862 | 0,831 |
| $$\Delta_{2}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{2}$$ =0,002 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,171 | 0,139 | 0,169 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,861 | 0,841 | 0,756 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,157 | 0,25 | 0,327 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,018 | 1,091 | 1,084 |
| 3) интер_сообщ_потока1 = 90, интер_сообщ_потока2 = 120 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,438 | 0,454 | 0,456 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,438 | 0,454 | 0,456 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,438 | 0,453 | 0,456 |
| $$\Delta_{3}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{3}$$ = 0,002 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,562 | 0,546 | 0,544 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,882 | 0,882 | 0,808 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,209 | 0,266 | 0,393 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,091 | 1,148 | 1,201 |
| 4) время_передачи_осн_кан = 60, время_нараб_отказ_осн_кан = 5000 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,844 | 0,848 | 0,815 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,844 | 0,848 | 0,815 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,845 | 0,848 | 0,815 |
| $$\Delta_{4}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{4}$$ = 0,029 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,156 | 0,152 | 0,185 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,971 | 0,97 | 0,922 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,043 | 0,058 | 0,088 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,014 | 1,028 | 1,01 |
| 5) время_передачи_рез_кан = 90, время_восстан_осн_кан = 60 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,851 | 0,857 | 0,834 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,857 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,851 | 0,857 | 0,835 |
| $$\Delta_{5}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{5}$$ = 0,017 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,149 | 0,143 | 0,166 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,982 | 0,98 | 0,945 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,017 | 0,029 | 0,043 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,999 | 1,009 | 0,988 |
| 6) интер_сообщ_потока1 = 45, интер_сообщ_потока2 = 60 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,43 | 0,432 | 0,434 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,431 | 0,432 | 0,434 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,429 | 0,431 | 0,434 |
| $$\Delta_{6}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{6}$$ = 0,004 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,57 | 0,568 | 0,566 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,988 | 0,988 | 0,98 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,024 | 0,029 | 0,048 |
| сум_коэф_использ_кан | 1,012 | 1,017 | 1,028 |
| 7) время_передачи_осн_кан = 30, время_передачи_рез_кан = 45 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,85 | 0,853 | 0,832 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,853 | 0,831 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,85 | 0,853 | 0,832 |
| $$\Delta_{7}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{7}$$ = 0,018 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,15 | 0,147 | 0,168 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,982 | 0,982 | 0,952 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,015 | 0,021 | 0,028 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,997 | 1,003 | 0,98 |
| 8) время_вкл_рез_кан = 1, время_восстан_осн_кан = 30 | |||
| вероятность_передачи_сообщ | 0,851 | 0,855 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока1 | 0,851 | 0,855 | 0,833 |
| вероятность_передачи_сообщ_потока2 | 0,851 | 0,855 | 0,832 |
| $$\Delta_{8}$$ вероятности_передачи_сообщ | $$\Delta_{8}$$ = 0,018 | ||
| вероятность_потери_сообщ | 0,149 | 0,145 | 0,167 |
| коэф_использ_осн_кан | 0,988 | 0,987 | 0,957 |
| коэф_использ_рез_кан | 0,008 | 0,015 | 0,021 |
| сум_коэф_использ_кан | 0,996 | 1,002 | 0,978 |
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.