книги из ГПНТБ / Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи

пых услуг, входящие в комплект станции. Абоненты, включенные в УПАТС-І00/400 по схеме рис. 4.4, могут выйти на сеть радиосвя­ зи (симплексной или дуплексной), на усилитель производственной громкоговорящей связи, диктофон, автоинформатор. При этом мо­ жет быть выбрано не только направление к той или иной сети производственной связи, но и требуемые центральная радиостан-

Рис. 4.4. Схема организации производственной автоматической телефон­ ной связи на базе координатной станции типа УПАТС-100/400:

ция или фидер сети производственной громкоговорящей связи с центральным усилителем. Для этих целей блоки громкоговорящей связи ГС, радиосвязи PC транслируют импульсы набора номера с телефонного аппарата в соответствующие распределительные уст­ ройства. С помощью набора определенных цифр номера произво­ дится автоматическое дистанционное управление работой усилите­ лей, радиостанций, а также (через блоки АИ и ДФ) автоин­ форматора и диктофона. Например, при разговоре по симплекс­ ной радиосвязи абонент ПАТС набором тех или иных цифр пере­ ключает радиостанцию с приема на передачу и, наоборот, при

— 186 —

пользовании диктофоном переводит его из режима «запись» в ре­ жим «воспроизведение» и т. д.

Схемой УПАТС-100/400 предусматривается индивидуальное ог­ раничение выхода на те или иные направления связи, а также ор­ ганизация транзитной связи, используемой в основном в условиях железнодорожной связи (на рис. 4.4 не показана).

В перспективе на сетях производственной автоматической теле­ фонной связи намечается использовать телефонные аппараты с клавишным набором номера, включенные в квазиэлектронные АТС. Огромные возможности применения электроники для коммутации сообщений [59] позволяют предполагать, что эти станции обеспечат значительно больший круг дополнительных услуг, чем, например, координатные станции. Помимо перечисленных выше возможностей переключения поступившего вызова, подключения к занятому або­ ненту с сохранением секретности переговоров, выхода на блоки дополнительных услуг и транзитной связи, а через них к радио­ сети, сети звукозаписи и т. д., квазиэлектронные АТС обеспечивают связь совещаний по телефону, поисковую сигнализацию. В этой книге вопросы доставки информации в сетях, оборудованных ква­ зиэлектронными АТС, не рассматриваются.

Модель процесса доставки информации. В табл. 4.2 приведена модель процесса доставки информации в сети производственной ав­ томатической телефонной связи при соединении двух абонентов между собой. Было показано, что эта модель может находиться в 128 возможных состояниях и что она является весьма общей, т. е. модели остальных сетей производственной связи могут быть обра­ зованы с помощью тех же элементов. Однако, как указывалось выше, обеспечение связи абонентов ПАТС между собой не исчерпы­ вает возможностей организации производственной автоматической телефонной связи. Абоненты, включенные в ПАТС, могут выходить на другие сети производственной сівя-зи (диспетчерскую телефон­ ную связь, производственную громкоговорящую связь с централь­ ными и абонентскими усилителями, устройства звукозаписи и про­ мышленного телевидения, сети радиосвязи и др.), специальные службы и пользой,аться междугородной телефонной связью. Мно­ гообразие форм осуществления процессов доставки информации в сети производственной автоматической телефонной связи видно из табл. 4.3. Здесь приведено несколько схем организации связи и соответствующие им модели, являющиеся модификациями моде­ ли, приведенной в табл. 4.2 для схемы -связи абонентов ПАТС между собой.

В табл. 4.3 некоторые связи имеют совпадающие модели (або­ нент ПАТС — диспетчерский коммутатор, абонент ПАТС — спец­ службы и т. д.) по числу входящих в их состав элементов. Одна­ ко они могут отличаться между собой количественными характе­ ристиками (вероятностями состояний, величинами непроизводи­ тельных затрат времени) отдельных элементов в зависимости от конкретных условий организации сети.

— 187 —

Схемы организации связи абонентов ПАТС с радиостанциями, а также соответствующие им модели описываются в разд. 4.4 и 4.5. Использование ПАТС в системах автоматизированной диспет­ черской связи рассматривается в следующем разделе. Если або­ нент ПАТС одновременно является липом, у которого размещает­ ся видеоприемное устройство системы промышленного телевиде­ ния, то коммутационное оборудование телефонной станции может использоваться и для выбора направления к соответствующей те­ левизионной камере и передачи по образованному тракту сигна­ лов управления ее работой. Телевизионные изображения переда­ ются по отдельным кабелям. Модель процесса доставки информа­ ции в данном случае обладает некоторыми специфическими осо­ бенностями: «подход к средству связи на входящем конце» при­ сутствует при каждой реализации процесса и представляет собой время, необходимое для приведения передающей камеры и видеоприемного устройства в рабочее состояние; время собственно пере­ дачи информации Та здесь является временем передачи не по се­ ти ПАТС, а по сети промышленного телевидения телевизионного изображения; продолжительность передачи из-за недостаточного качества тракта в рассматриваемой системе не может быть увели­ чена (если качество изображения недостаточно, то его нельзя ком­ пенсировать увеличением продолжительности передачи, как при разговорной речи).

Не входящие в табл. 4.3 модели связи абонента ПАТС с або­ нентами других городов по сети полуавтоматической или автома­ тической междугородной связи могут быть уложены в рамки мо­ дели обычной связи двух абонентов между собой за счет расши­ рения понятия элемента «ожидания в процессе собственно установ­ ления соединения». Сначала этот элемент должен быть разложен на составляющие его части (установление соединения на ПАТС, ГТС, МТС данного города и т. д.) для определения математиче­ ского ожидания величины непроизводительных затрат времени по всему тракту соединения, а также соответствующих вероятностей. Затем может быть произведен расчет обычным порядком с учетом соответствующих количественных характеристик указанного эле­ мента.

Алгоритм расчета эффективности функционирования. Все рас­ четные формулы для определения вероятностных характеристик и математических ожиданий непроизводственных затрат времени в каждом элементе были приведены в табл. 2.2 и гл. 3. Там же рас­ сматривались принятые допущения и ограничения. Здесь излагает­ ся алгоритм расчета эффективности функционирования схемы свя­ зи двух абонентов между собой. При незначительной модифика­ ции этот алгоритм можно применить и для расчета эффективности функционирования других схем связи.

Алгоритм, представленный на рис. 4.5, является достаточно об­ щим, и его особенности каждый раз при пользовании им будут оп­ ределяться применяемыми расчетными формулами, значениями по-

— 189 —

стоянных коэффициентов, устанавливаемыми ограничениями. Од­ нако данный алгоритм позволяет определить эффективность функ­ ционирования не по 128, а только по 64 возможным состояниям се­ ти: фактор надежности из рассмотрения здесь исключен не из-за

Рис. 4.5. Функциональная схема алгоритма расчета величин Е и Q для сети производственной автоматической телефонной связи при идеальной надежности

вычислительных, а методологических трудностей — неизвестно, как рассчитать надежность сети ПАТС. Корректировка алгоритма, на­ правленная на добавление еще одного элемента модели, может быть осуществлена очень простым способом.

Исходя из методики определения величины эффективности фун­ кционирования, главным моментом алгоритма является перебор всех возможных состояний сети. Перебор осуществляется таким

— 190 —

методом: каждому состоянию ставится в соответствие шестизнач­ ное число в двоичной системе, т. е. состоящее из нулей и единиц. Вероятность каждого состояния Ри рассчитывается как произве­ дение шести вероятностей, определяющих каждое из 64 состояний, причем берется pit если на і-м месте шестизначного числа стоит единица, и qu если на г-м месте этого числа стоит нуль.

Величина непроизводительных затрат времени для каждого со­ стояния Tnh рассчитывается аналогично как сумма непроизводи­ тельных затрат времени в элементах tu причем берется ^ = 0, если на і-м месте соответствующего шестизначного числа стоит нуль, и Іі, если на этом месте стоит единица.

Далее при заданном времени собственно передачи информации

веденные в предыдущих главах, можно установить, что в них вхо­ дит большое количество переменных параметров — число лиц, пользующихся одним телефонным аппаратом ш; интенсивность по­ тока X; среднее расстояние абонента до телефона L; коэффициен­ ты т, Тисх, и=о, характеризующие отдельные виды затрат, связан­ ные с подходом к телефонному аппарату (см. разд. 3.4); продол­ жительность разговора Тк; фразовая разборчивость /; отношение числа абонентов, затухание линии связи которых меньше 13 'дБ, к общему числу абонентов Л^з/А^общ; продолжительность шума, имею­ щего уровень свыше 40 дБ; число обслуживающих приборов ѵ; коэффициент ос, учитывающий номер ступени искания, на которой произошел отказ. Таким образом, при расчете величины эффектив­ ности функционированной сети ПАТС необходимо как минимум рассматривать 12 различных параметров. При вариации исходны­ ми данными при расчете по формулам, определяющим требуемые величины qu рі и объем вычислений увеличивается пропорцио­

нально величине Л£ , где Л — количество варьируемых параметров, і — число возможных знамений, которые может принимать каж­ дый параметр. Так как в данной задаче число варьируемых пара­ метров Л — 12, то уже при трех возможных значениях каждого из них (£=3) объем вычислений увеличивается почти в 1500 раз. Од­ нако для того чтобы установить зависимость эффективности функ­ ционирования и оперативности связи от того или иного парамет­ ра, трех его значений явно недостаточно. Поэтому при расчетах, определяющих указанные зависимости, изменение каждого пара­ метра (аргумента) целесообразно производить не при всех воз­ можных значениях других параметров, а при некоторых фиксиро­ ванных их значениях. В этом случае каждый из варьируемых па­ раметров изменяется по всем своим возможным значениям, коли­ чество которых не ограничивается при постоянных значениях всех других параметров, соответствующих определенным уровням эф­ фективности функционирования (оперативности). Нетрудно ви-

— 191 —

деть, что объем вычислений при принятой системе счета может оказаться в миллионы раз меньше полного перебора всех возмож­ ных значений рассматриваемых параметров. Количество вычисле­ ний, выполняемых в данном случае, равно произведению числа варьируемых параметров на число уровней эффективности функ­ ционирования и на суммарное число возможных значений, кото­ рые могут принимать каждый из варьируемых параметров.

В качестве критерия оперативности в алгоритме принята ве­ личина /т. Следовательно, величина оперативной связи в рассмат­

риваемом случае определяется просто как произведение вероятно-

5

стей qit т. е. <3 = 1 1 (7 ,.

і=о Численные результаты. На основе алгоритма, приведенного на

рис. 4.5, была составлена программа и выполнены соответствую­ щие расчеты *) на ЭВМ «Минск-22М».

Рассматривались три уровня эффективности функционирова­ ния, соответствующие легким, тяжелым и очень тяжелым условиям функционирования сети. «Легкость» и «тяжесть» условий опреде­ лялась заданием больших или меньших величин нагрузки, фра­ зовой артикуляции, числа абонентов, пользующихся одним теле­ фонным аппаратом и т. п. В расчетах величина m варьировалась

3 уровням эффективности, причем общее количество дискретных значений, которое могут принимать варьируемые параметры, равно 76. Следовательно, было выполнено около 2300 расчетов. Единич­ ный расчет требует, без учета времени на ввод и отладку програм­

все расчеты на ЭВМ «Минск-22М».

связанных с подходом на входящем я исходящем концах, д0 и q* в рассчитываемых вариантах очень малы (приближаются к нулю). Наоборот, все остальные вероятности Ці близки к единице. Такое

вует о том, что при всех прочих равных условиях изменение 'интен­ сивности потока, а следовательно, и нагрузки оказывает большее’ влияние на величину эффективности функционирования и опера­ тивности связи, чем т.

В отличие от зависимостей, приведенных на рис. 4.6 и 4.7, кри­ вые эффективности функционирования на рис. 4.8 возрастают до экстремума, который весьма пологий, а уже потом плавно уменье

7— 137 — 193 —