Оценка требований к производительности измерительного

ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Оценка требований к производительности
измерительного комплекса, обслуживающего
средства подвижной радиосвязи
Ключевые слова: время обслуживания,
параметры средств подвижной
радиосвязи, система массового
обслуживания, поток заявок на
обслуживание, производительность
измерительного комплекса.
Необходимость проверки параметров изделий подвижной радиосвязи возникает как на
заключительном этапе их производства, когда требуется проверять соответствие выпускаемой
продукции утвержденным техническим условиям, так и в процессе их эксплуатации или
хранения, когда нужно убедиться в полной работоспособности перед их использованием, при
проведении регламентных работ или ремонте. Технологические операции, входящие в общую
процедуру проверки параметров, оказываются довольно трудоемкими, требуют целого набора
различных по назначению и функциям измерительных, тестирующих и вспомогательных
приборов и приспособлений и, как следствие, при выполнении их существующими контрольно'
измерительными средствами занимают большое время. Наборы этих средств часто оказываются
громоздкими и малопригодными для использования в полевых условиях. Поэтому актуальна
задача создания инструментария для сокращения продолжительности обслуживания изделий
подвижной радиосвязи, когда нужно проверить или отрегулировать их параметры, и уменьшения
габаритных размеров используемого при этом комплекса средств.
Лорей Н.А.,
Магистрант кафедры БРС
(1)
Оценим требования к производительности контрольно'измери'
тельного комплекса, обслуживающего средства подвижной радио'
связи. При этом будем учитывать, что парк проверяемых изделий до'
статочно многочисленный, их типаж разнообразен, среднее время
обслуживания может варьироваться в зависимости от их сложности,
а время поступления заявок на обслуживание в общем случае явля'
ется случайным.
Для оценки загрузки указанного комплекса воспользуемся мо'
делью, применяемой для описания типовой системы массового об'
служивания (СМО) [2], в которой имеется несколько параллельно
работающих независимых друг от друга каналов обслуживания и
существует ограничение на длину очереди (рис. 1).
Будем полагать, что поток заявок в модели на рис 1 является пу'
ассоновским. Среднее время появления каждой заявки tпояв1 = 10 ми'
нут, а интенсивность входящего потока составляет λ1 =6 заявок/час.
Анализ действующих нормативов и реальных возможностей из'
мерительного комплекса, построенного на традиционных измери'
тельных приборах, показал, чтодля принятых условий среднее вре'
мя обслуживания одной заявки tобс1 составляет около 20 минут или
(интенсивность обслуживания µ1 = 3 заявки/ час), аинтенсивность
нагрузки канала ρ1 = λ1/µ1 равна 2.
Вероятность Pотк1отказа по критерию ограничения на допусти'
мую длину очереди m составляет [1] :
Pис. 1
106
Зависимость вероятности Pотк1 отказа от ограничения на допус'
тимое значение m представлена на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость вероятности Pотк1 от ограничения на длину очереди m
в одноканальной системе обслуживания
Из рисунка 2 следует, что существующие средства контроля и
одноканальном режиме их работы малопригодны для практическо'
го использования, поскольку около половины заявок по выбранно'
му критерию будут отнесены к необслуженным. Поэтому необходи'
мо уменьшать время обслуживания заявки в системе, либо увеличи'
вать число каналов обслуживания.
Создание двух каналов обслуживания безусловно позволяет
увеличить интенсивность обслуживания. В такой системе интенсив'
ность обслуживания для указанных условий составит 6 заявок/час,
а интенсивность нагрузки на канал ρ2 = 1. Вероятность отказа в за'
висимости от ограничения на длину очереди m в двухканальном ком'
плексе на существующих приборах показана на рис. 3.
Судя по этому рисунку, двухканальную систему на традицион'
ных средствах также следует отнести к малоэффективным, посколь'
ку только при m = 6 количество обрабатываемых заявок приближа'
T'Comm, #9'2013
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Рис. 3. Зависимость вероятности Pотк1 от ограничения на длину очереди m
в двухканальной системе обслуживания
Помимо стационарного "регулярного" потока заявок на обслу'
живания в рассматриваемой системе необходимо учитывать воз'
можность поступления случайного потока заявок, относящихся к
классу экстренных, т.е. требующих немедленного исполнения. Этим
заявкам присваивается наивысшая степень приоритета, и они об'
служиваются в первую очередь. Из практики известно, что в среднем
такие заявки поступают примерно один раз в час.
Из'за поступления приоритетных заявок в систему параметры
изменятся следующим образом:
Среднее время обслуживания одной заявки равно 6 минут;
интенсивность входящего потока — 7 заявок в час; интенсивность
обслуживания — 10 заявок в час; интенсивность нагрузки канала:
ρ4 = λ4/µ4 = 7/10.
Вероятность отказа Pотк4 в зависимости от ограничения на дли'
ну очереди m для данного случая представлена на рис. 6.
ется к 90%, что явно неприемлемо. Bведение дополнительного кана'
ла обслуживания значительно удорожает систему.
На рисунке 4 приведена оценка вероятности Робр образования
в одноканальной системе очереди из m изделий в зависимости от
времени обслуживания.
Рис. 6. Производительность одноканальной системы обслуживания с
учетом "экстренных" заявок
Рис. 4. Зависимости вероятности от времени обслуживания
Нетрудно видеть, что если добиться, чтобы среднее время обслу'
живания не превышало значения 6 минут, то интенсивность обслу'
живания µ2 даже в одноканальной системе составит 10 заявок/час
и интенсивность нагрузки на канал ρ3 = λ3/µ3 =3/5.
Вероятность отказа в зависимости от ограничения на длину оче'
реди m для этого случая приведена на рис. 5, из которого видно, си'
стема обслуживания приобретает вполне приемлемую производи'
тельность даже при наличии единственного канала. Bероятность об'
разования очереди на обслуживание из двух изделий не превыша'
ет значения 0,15, а из трех и более — всего лишь 0,05.
Рис. 5. Производительность одноканальной системы обслуживания с < 6 мин
T'Comm, #9'2013
Таким образом, можно сделать вывод о необходимости не ме'
нее чем трехкратного повышения производительности контрольно'
измерительных комплексов, обслуживающих рассматриваемый
класс изделий, причем без увеличения каналов обслуживания.
Современные измерительные и информационные технологии
открывают пути решения этой задачи. Наиболее эффективной сре'
ди них представляетсятехнология виртуальной реализации входя'
щих в контрольно'измерительные комплексы измерительных и дру'
гих приборов, а также всего алгоритма процесса обслуживания,
включая как непосредственное измерение (проверку) параметров и
обработку их результатов, так и другие необходимые операции
[4, 5, 6].
Литература
1. Ивченко Г.И., Каштанов В.А., Коваленко И.Н. Теория массового об'
служивания. — М., 1982. — 311 c.
2. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. — М., 1979. — 518 c.
3. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей. Глава 10. Теория
массового обслуживания. — М., 1969. — 576 c.
4. Официальный сайт компании "National Instruments".
http://www.ni.com.
5. Кубанков А.Н., Лорей Н.А., Провоторский И.М., Рупасова М.Н.
Сбор, обработка и представление информации о параметрах кабелей свя'
зи с помощью виртуальных приборов // Специальная техника, 2011. —
№3. — С. 44'47.
6. Кубанков А.Н., Лорей Н.А. Подход к созданию информационно'
измерительной системы на основе технологии виртуальных приборов для
оценки параметров подвижных средств радиосвязи // Международная
научно'техническая конференция "INTERMATIC'2011"//материалы
конференции. — М., 2011.
107