Имитационное моделирование систем массового обслуживания

В данной работе реализуется модель системы массового обслуживания при использовании пакета SIMULINK системы MATLAB.

Система массового обслуживания (СМО) – это система, в которой в случайные моменты времени поступают заявки на обслуживание и в течение случайного периода времени обслуживаются в имеющихся в распоряжении системы каналах обслуживания. СМО подразделяются на одноканальные, многоканальные, однофазные, многофазные, с отказами, с ожиданиями (очередями).

Любая СМО характеризуется входным потоком требований, дисциплиной очереди, механизмом обслуживания. Аналитическое решение получено лишь для узкого круга СМО, в которых поток требований – пуассоновский, а время обслуживания распределено по экспоненциальному закону. В реальной же практике элементы СМО описываются гораздо более сложными закономерностями. В этом случае единственной возможностью решения задачи будет использование имитационного моделирования. Суть данной методики заключается в независимом моделировании элементов СМО, описании логики работы ее частей и синтезе СМО на основе системного подхода.

В настоящее время существует довольно много различных систем моделирования. Среди них наиболее выделяется MATLAB. Пакет SIMULINK является приложением к MATLAB. При моделировании с использованием SIMULINK реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний, требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области, в которой он работает.

Разработанная модель СМО наглядно демонстрирует процесс поступления заявок, механизм пребывания их в очереди и обслуживания. Каждый элемент СМО (генератор заявок, очередь и обслуживающее устройство) представлен в виде отдельных блоков, что даёт возможность свободно конфигурировать систему. Таким образом, модель позволяет полностью продемонстрировать функционирование реальной системы массового обслуживания.

М.Ю. Лаптев