РАЗРАБОТКА ПО, МОДЕЛИРЮЩЕГО МНОГОКАНАЛЬНУЮ СИСТЕМУ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Моделирование системы массового обслуживания позволяет определить, насколько эффективно работает система. Статья посвящена задаче написания программного обеспечения для моделирования СМО.

Ключевые слова: система массового обслуживания, программное обеспечение систем массового обслуживания.

Simulation of the queuing system allows you to determine how efficiently the system works. The article is devoted to the task of writing software for modeling QS. Keywords: queuing systems, queuing systems software

Моделирование сложных систем является перспективным направлением разработки информационных систем, направленных на обработку и анализ информации и представление закономереностей с использованием имитационных моделей [1]. Большинство биологических, экономических, социальных и других систем, с которыми человек имеет дело, обладает свойством случайности.

В практической деятельности часто приходится сталкиваться с необходимостью пребывания в состоянии ожидания. Такие ситуации происходят в аэропортах, магазинах, банках, складах, и т.д., которые являются примерами систем массового обслуживания (СМО).

Системы массового обслуживания подразделяются на:

·          Одноканальные СМО имеют один канал обслуживания, а многоканальные – множество каналов обслуживания.

·          Системы с отказами – системы в которых заявка, поступившая в момент, когда все каналы заняты получает отказ и покидает СМО и в дальнейшем обслуживании не участвует.

·          Система с ожиданием – система в которых заявка, поступившая в момент, когда все каналы заняты, встает в очередь и ожидает пока не освободится один из каналов. Системы с ожиданием подразделяются на системы с ограниченным и неограниченным ожиданием. Заявка в СМО с неограниченным ожиданием рано или поздно будет обслужена, в отличии вот СМО с ограниченным ожиданием, где на очереди накладываются те или иные ограничения.

·          Однофазные системы – системы в которых каналы обслуживания являются однородными, то есть выполняют одну и ту же операцию обслуживания, в отличии от многофазных систем, каналы обслуживания в которых неоднородны и расположены последовательно, так как обслуживание состоит из нескольких последовательных фаз, на каждой из которых выполняются различные операции.

Система массового обслуживания состоит из потока необслуженных заявок, а также входящего и исходящего потоков, и определенного числа каналов обслуживания. Этими каналами могут быть врачи, кассы и т.д. Обслуживание заявки продолжается некоторое время после чего канал освобождается и снова готов к приходу следующей заявки. [2, 3].

Перед созданием проекта, использующего СМО, необходимо провести моделирование его работы.

Программа, моделирующая работу системы массового обслуживания, призвана облегчить жизнь людей, освободить им время, которое можно потратить на работу над проектом.

Программное обеспечение написано с использованием технологии JavaFX на языке Java в среде разработки IntelliJ IDEA от компании JetBrains. Виртуальная машина Java существует для таких популярных платформ, как Windows, OS X и Linux.

ПО моделирует работу одноканальных и многоканальных систем массового обслуживания с ограниченным размером очереди.

На Рисунке 1 представлены параметры, которые вводит пользователь.

Квадраты коричневого цвета являются «дверями» для входа и выхода заявок, зеленого цвета – заявками, синего цвета – каналами обслуживания (цифра в квадрате обозначает число заявок, которые находятся на этом канале).

Войдя в систему, заявка ищет каналы с наименьшим размером очереди, затем среди них выбирает ближайший. Если размер очереди на всех каналах является максимальным, заявка отправляется к выходу из системы.

В данный момент ведется разработка следующей версии программы. В ней пользователю будет доступно окно с такими объектами:

1.        Канал обслуживания

2.        Место входа и выхода заявок.

3.        Блок (при его помощи можно установить запрет заявке проходить через определенную точку).

Также станет возможно смоделировать многоуровневую СМО: пользователь сможет указывать на какой канал переходит заявка после обработки. Также каналы на свое усмотрение смогут отказывать заявкам.

Таким образом, программное обеспечение сможет моделировать, например, клиники. Пример: пациент (заявка) приходит к терапевту (канал обслуживания), терапевт принимает решение отправить пациента к другому врачу, таким образом заявка (пациент) переходит на другой канал обслуживания (врач). Этот врач может понять, что пациент неизлечим, таким образом заявка (пациент) покинет систему (клинику).

Также будет добавлен модуль, собирающий статистику. После моделирования, пользователь сможет увидеть, какое количество заявок обработано, как долго заявки стояли в очереди, сколько получено отказов и т.д.

Пользователь сможет переносить движением мыши объекты на рабочее пространство, ставить их в необходимые места, задавать свойства (такие как скорость поступления и обработки заявок).

В статье рассмотрено разработанное программное обеспечение для моделирования системы массового обслуживания.

Список литературы

1.        Кошуняева Н.В., Патронова H.H. Теория массового обслуживания (практикум по решению задач) / САФУ имени М.В. Ломоносова. – Архангельск; САФУ, 2013. – 107 с.

2.        Лаврусь О.Е., Миронов Ф.С. Теория массового обслуживания. Методические указания, учебная программа и задания для контрольных работ № 1, 2 для студентов заочной формы обучения специальности 071900 “Информационные системы в технике и технологиях”. – Самара: СамГАПС, 2002. – 38с.

3.        Шмелева А.Г., Ладынин А.И., Бахметьев А.В. Программная реализация метода экспертных оценок форсайт-проектов. «Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки»: Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Москва, Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II, -М.: «Перо», 2016, с. 534- 536.