- •Введение
- •Предмет и задачи теории телетрафика
- •Раздел 1
- •Потоки вызовов
- •1.1 Способы определения и задания потоков вызовов
- •1.2 Основные свойства потоков вызовов
- •1.3 Основные характеристики потоков вызовов
- •1.4 Простейший поток вызовов и его свойства
- •1.5 Математическое ожидание
- •1.7 Длительность обслуживания. Поток освобождений
- •1.8 Простейшая классификация потоков
- •Раздел 2
- •Телефонная нагрузка
- •2.1 Определения телефонной нагрузки
- •2.2 Основные параметры нагрузки
- •2.3 Концентрация телефонной нагрузки
- •2.4 Способы распределения нагрузки
- •и доверительном интервале
- •Раздел 3
- •Методы расчёта пропускной способности полнодоступных включений в однозвенных коммутационных системах с потерями
- •3.2 Дифференциальные уравнения Эрланга
- •3.3 Стационарный режим. Распределение Эрланга
- •3.5 Рекуррентная формула Эрланга
- •Раздел 4
- •Системы с ожиданием
- •4.1 Обслуживание простейшего потока вызовов полнодоступным пучком с ожиданием при показательном распределении длительности занятия
- •4.2 Системы с ожиданием при постоянной длительности обслуживания
- •4.3 Расчёт пропускной способности управляющих устройств
- •4.4 Комбинированная система обслуживания Ограниченное число мест для ожидания
- •4.5 Расчёт систем с повторными вызовами
- •Раздел 5
- •5.1 Основные характеристика НПД включений
- •5.2 Типы НПД включений и выбор их структуры
- •5.3 Идеально-симметричные неполнодоступные схемы
- •5.4 Формула Эрланга для идеальной НПД схемы (третья формула Эрланга)
- •5.5 Приближённые методы расчёта пропускной способности НПД схем
- •Дополнительные и справочные материалы
- •Функции плотности и распределения вероятностей
- •Теорема Бернулли. Распределение Пуассона
- •Подробное доказательство второй формулы Эрланга
Раздел 2
Телефонная нагрузка
2.1 Определения телефонной нагрузки
Первое определение — обслуженной нагрузки.
|
|
1) Пусть коммутационная система имеет v |
выходов. Наблюдаем за |
|||||||||||||
этими выходами в течение промежутка времени |
[t1 ,t2 ) . Обозначим через |
|||||||||||||||
τi , i=1,2 ,... ,v |
— сумму отрезков времени, в течение которого i -й выход |
|||||||||||||||
был занят за время |
[t1 ,t2 ) . Тогда под обслуженной за промежуток времени |
|||||||||||||||
[t1 ,t2 ) нагрузкой |
Y 0 (t1 ,t2) |
понимают сумму времён занятия всех выходов |
||||||||||||||
коммутационной системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
τ1 |
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
КС |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: |
|||
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τv |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y обсл (t1 ,t2)=∑ τi |
- это первое определение нагрузки. |
i=1
За единицу измерения нагрузки принято одно часозанятие. Одно часозанятие это такая нагрузка, которая может быть обслужена одной линией в течение одного часа при непрерывном занятии одного выхода. Интенсивность нагрузки измеряется в Эрлангах . 1 Эрл – это нагрузка в 1 часозанятие за 1 час.
2) Под поступающей нагрузкой за время (t1 ,t2) понимают нагрузку, которая была бы обслужена коммутационным устройством, если бы каждому поступающему вызову сразу же был предоставлен выход — Y (t1 ,t2 ) . Иногда её называют потенциальной нагрузкой.
Разницу между поступающей и обслуженной нагрузкой называют
потерянной нагрузкой: Y пот(t1 ,t2)=Y (t1 ,t2)−Y обсл (t1 ,t2)
Под интенсивностью нагрузки понимается нагрузка в единицу времени, обычно за 1 час. За единицу измерения интенсивности нагрузки принят 1 Эрл, равный нагрузке в одно часозанятие за один час.
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
30 |
|
|
Теорема о количественной оценке интенсивности поступающей нагрузки: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
Интенсивность поступающей нагрузки |
A , выраженная в Эрлангах |
||||||||||||||||||||||||||
количественно равна среднему количеству вызовов, поступающих за время |
|||||||||||||||||||||||||||||
t̄в |
, равное средней длительности занятия. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
A=c̄t̄в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
часов от каждого из |
N |
источников нагрузки |
||||||||||||||
|
|
Пусть за время |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
поступает в среднем по |
c(T ) |
вызовов. Тогда за один час среднее число |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̄ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N c (T ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вызовов будет равно |
|
|
|
|
̄ |
|
, а за время |
t̄в |
, равное средней длительности |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
T |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N c(T ) t̄ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
одного занятия, число вызовов будет равно |
c |
= |
|
̄ |
в |
, но это выражение |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
̄t̄ |
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
представляет собой интенсивность поступающей телефонной нагрузки в |
|||||||||||||||||||||||||||||
Эрлангах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
c(T ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
̄ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
КС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
N |
|
|
|
|
|
̄c(T ) |
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N c=100 4=400 вызовов. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Например, пусть за один час поступает |
|||||||||||||||||||||||||||
Пусть средняя длительность одного занятия равна |
1 |
часа. Следовательно, |
|||||||||||||||||||||||||||
|
40 |
||||||||||||||||||||||||||||
за время |
|
|
t |
поступит |
400 |
1 |
=10 вызовов. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
В то же время нагрузка, поступающая за час, равна: |
|||||||||||||||||||||||||||
Y |
= |
cпост t |
=400 |
1 |
=10 ч−зан. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
пост |
1 |
час |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
31 |
Теорема о количественной оценке интенсивности обслуженной нагрузки: Интенсивность обслуженной нагрузки Y обсл выражается в Эрлангах,
количественно равна среднему числу одновременно занятых линий, обслуживащих эту нагрузку.
Y обсл=̄v
Пусть в течение времени |
T часов ведутся наблюдения за состоянием |
|
линий некоторого пучка и непрерывно регистрируется число одновременно |
||
занятых линий. Пусть в результате наблюдений оказалось, что в течение |
||
времени t1 было занято v1 |
линий, в течение времени |
t2 было занято |
v2 линий и т. д. В течение времени ti было занято vi |
линий. Если n — |
число значений, которые принимала величина v в течение времени T часов, то:
n
∑ ti=T
i=1
Суммарное время занятия vi линий пучка за время ti выразится произведением vi ti . Суммарное время занятия всех линий пучка за время
T выразится суммой:
n
∑ vi ti
i=1
По первому определению нагрузки эта сумма является нагрузкой, обслуженной всеми линиями пучка за время T . Нагрузка, обслуженная пучком линий за 1 час, будет равна:
Y= 1 ∑n v t
|
обсл |
T |
i=1 |
i i |
|
|
|
|
||
|
|
С другой стороны, среднее число одновременно занятых линий за время |
||||||||
Т можно определить как среднее взвешенное по ti : |
||||||||||
v= |
v1 t1+v2 t2+...+vi ti+...+vn tn |
= |
1 |
n v t |
i |
, следовательно: |
||||
|
|
|||||||||
̄ |
|
|
|
t1+t2+...+ti+...+tn |
|
∑ i |
|
|||
|
|
|
|
T i=1 |
|
|
Y обсл=̄v , что и требовалось доказать.
Эта теорема используется при разработке простейших способов измерения интенсивности обслуженной нагрузки.
Как и для потока вызовов, для нагрузки вводятся понятия мгновенной нагрузки и нагрузки за некоторый промежуток времени. Под обслуживаемой в момент времени t нагрузкой понимается число одновременно обслуживаемых вызовов, или что то же, число одновременно занятых линий (приборов): Y (t)=i(t) , i=0, v
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
32 |
2.2 Основные параметры нагрузки
Основными параметрами телефонной нагрузки являются: число источников нагрузки — N ; среднее число вызовов, поступающих от одного источника нагрузки в единицу времени — c̄ ; средняя длительность занятия коммутационной системы при обслуживании одного вызова — ̄t .
Интенсивность поступающей телефонной нагрузки:
A=N ̄c ̄t
За единицу времени обычно принимается 1 час. Интенсивность нагрузки
в1 часозанятие за час называют Эрлангом.
1.Число источников нагрузки. Категории источников.
Возникающая на городских и сельских АТС нагрузка создаётся следующими источниками, c̄ и ̄t для которых сильно различаются.
1.Телефоны народно-хозяйственного сектора — N нх ;
2.Телефоны квартирного сектора — N к ;
3.Таксофоны — N тф ;
4.Деловой сектор — N д .
N =N i
Таким образом:
N =N нх+N к +N т+N д
Эти источники выделены в отдельные категории, так как имеют различное среднее число вызовов от одного источника в единицу времени и различную среднюю длительность одного занятия.
2. Среднее число вызовов от одного источника нагрузки. Cнх =2.4÷4 вызовов в ИНН ≈3 ;
Ск=0.9÷1.2≈1 ;
Cтф=6÷10≈9 .
Разброс округлённых значений равен ±30% .
Нормы технологического проектирования НТП 112-2000; РД 45.120-2000. Среднее число вызовов от одного источника на АТС может быть
определено как среднее взвешенное:
|
∑ ci N i |
|
Cнх N нх+Cк N к +Cтф N тф |
|
c= |
i |
c= |
||
∑ N i |
N |
|||
̄ |
̄ |
|||
|
i |
|
|
Это среднее число вызовов, но не разговоров.
с>с р
Среднее число вызовов всегда больше среднего числа разговоров, так как не каждое соединение заканчивается разговором.
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
33 |
Различают следующие виды соединений:
1)Соединения, оканчивающиеся разговором. Доля таких вызовов от общего числа поступивших вызовов выражается коэффициентом:
Kр=50÷60% ;
2)Соединения, не окончившиеся разговором из-за занятости вызываемого абонента: K з=20÷30% ;
3)Соединения, не окончившиеся разговором по причине неответа вызываемого абонента: K но=8÷12% ;
4)Соединения, не окончившиеся разговором из-за ошибок вызывающего абонента: K ош=4÷10% ;
5)Вызовы, не окончившиеся разговором по техническим причинам:
Kр=2.5÷3% ;
Очевидно, что K р+K 3+K но+K ош+K тех=100%
3.Средняя длительность занятия.
Средняя длительность различных видов соединений различна.
1)Если соединение окончилось разговором, то средняя длительность занятия может быть определена из выражения:
t р=tсо+n tn+t ус+tсв+T р+t0
|
Где: |
|
|
|
|
tсо=3 с |
— интервал времени от снятия абонентом микротелефона до |
||||
начала набора номера (слушание ответа стации); |
|
|
|||
n tn |
— время набора номера, равное |
n 1,5 c , где |
n |
– число |
|
набираемых цифр, 1.5 секунды — среднее время набора одной цифры. |
|||||
При кнопочном номеронабирателе 0.7 секунд; |
|
|
|||
t ус |
— время установления соединения. Для АТС декадно-шаговой |
||||
системы |
t ус=0 , для координатных АТС t ус=1÷3 c |
; |
|
||
tсв |
— время слушания сигнала посылки вызова. Обычно |
tсв=7÷10 c ; |
|||
T р |
— продолжительность чистого разговора. Различна для абонентов |
||||
различных категорий, подробные значения в таблице >>>; |
|
||||
t0 |
— время разъединения (отбоя). Для АТС декадно-шаговой системы |
||||
t0=0.6 c |
, для координатных t0=0.1 |
c . |
|
|
2)Если соединение не окончилось разговором из-за занятости вызываемого абонента:
tз=tсо +n tn+t ус+tсз+T р+t0
Где tсз — время, в течение которого вызывающий абонент
слушает сигнал «занято». Для АТСК tсз=0 |
, так как сигнал подаётся |
абоненту из его абонентского комплекта, а все другие приборы |
|
освобождаются. Для декадно-шаговых АТС |
tсз=5 c . |
Остальные составляющие определяются также, как для t р .
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
34 |
3)Если соединение не окончилось разговором по причине неответа вызываемого абонента, то средняя длительность определяется из выражения:
tно=tсо+n tn+t ус+tснв+T р +t0
Где tснв — время ожидания ответа при несостоявшемся разговоре (при неответе вызываемого абонента). Обычно tснв=20÷30 c .
4)При соединениях, не окончившихся разговором из-за ошибок вызывающего абонента и по техническим причинам, средняя
длительность вызова принимается равной tтех=18÷20 c
Средняя длительность занятия может быть определена как средняя взвешенная:
̄t =K р ̄t р+K3 ̄t з+K но ̄t но+K ош ̄t ош+K тех ̄t тех=...
...=K р ̄t р (1+ K3 ̄t з+K но ̄t но+K ош ̄t ош+K тех ̄t тех )=α K р ̄t р K р ̄t р
Так как длительность разговора для абонентов различных категорий различна, то при расчёте ̄t р длительность чистого разговора определяется как средняя взвешенная:
T= N нх cнх T нх+N к cк T к+N т cт T т+N д cд T д
рN нх cнх +N к cк+N т cт+N д cд
Средняя продолжительность разговора для различных категорий абонентов (НТП-112 2000):
T р : |
T нх |
T к |
T тф |
День ( 9÷17 ч.): |
80 |
100 |
110 |
|
|
|
|
Вечер ( 19÷22 ч.): |
90 |
140 |
110 |
|
|
|
|
Параметры c и T для каждой сети должны изучаться и анализироваться. Если нет таких данных, то можно использовать данные всемирных норм технологического проектирования (НТП-112 2000) станции городских телефонных сетей.
Интенсивность возникающей (поступающей) нагрузки:
A=N c t , Эрл
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
35 |
Инженерный метод расчёта
В проектных организациях средняя длительность одного занятия часто определяется по приближённой формуле:
̄t =α K р ̄t р
̄t =K р ̄t р+K3 ̄t з+K но ̄t но+K ош ̄t ош+K тех ̄t тех=...
...=K р ̄t р (1+ K3 ̄t з+K но ̄t но+K ош ̄t ош+K тех ̄t тех )=α K р ̄t р
K р ̄t р
Где:
K р — доля вызовов, окончившихся разговором;
̄t р — средняя длительность занятий, окончившихся разговором; α — коэффициент, учитывающий вызовы, не окончившиеся
разговором. Этот коэффициент зависит от значений K р и T р и лежит в пределах 1.06÷1.08 . В среднем можно принять α=1.1 .
Для приближённой оценки возникающей нагрузки часто пользуются понятием удельной нагрузкой на одну абонентскую линию. Для станций с абонентами преимущественно квартирного сектора интенсивность исходящей нагрузки на одну абонентскую линию составляет 0.04÷0.05 Эрл . Для станций с абонентами преимущественно народно-хозяйственного сектора —
0.06÷0.08 Эрл .
Если принять входящую нагрузку равной исходящей, то:
aисх+aвх=0.1÷0.15 Эрл — 15-20 % использование абонентской линии.
Перейти к оглавлению>>> |
strelnikov.ws |
36 |