Моделирование и оптимизация управления обслуживанием детерминированных потоков объектов перемещаемым процессором

• Автор: Шеянов, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 189 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПОТОКОВЫЕ ЗАДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПРОБЛЕМАТИКА
§1.1. Потоковые задачи обслуживания
§1.2. О ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЛОЖНОСТИ ПОТОКОВЫХ ЗАДАЧ ОБСЛУЖИВАНИЯ
§1.3. Возможные подходы к решению
§1.4. Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ БИНАРНОГО ПОТОКА ОБЪЕКТОВ
§2.1. Построение математической модели
п.2.1.1. Содержательная постановка
п.2.1.2. Математическая модель
п.2.1.3. Постановка экстремальной задачи
§2.2. Оценка вычислительной сложности задачи
§2.3. Применение метода динамического программирования для решения задачи
п.2.3.1. Алгоритм решения методом ДП
п. 2.3.2. Варианты улучшения алгоритма
п. 2.3.3. Опыт реализации алгоритма
п.2.3.4. Пример технологии расчета
п. 2.3.5. Результаты вычислительного эксперимента
§2.4. Применение метода ветвей и границ к решению задачи
п.2.4.1. Алгоритм решения, методом ВГ
п.2.4.2. Возможные вариатыреализации алгоритма
п. 2.4.3. Пример технологии расчета
п. 2.4.4. Результаты вычислительного эксперимента
§2.5. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ МУЛЬТИПОТОКА ОБЪЕКТОВ
§3.1. Построение математической модели
п. 3.1.1. Содержательная постановка
п.3.1.2. Математическая модель
п.3.1.3. Постановка экстремальной задачи
§3.2. Применение метода ветвей и границ к решению задачи
§3.3. Результаты вычислительного эксперимента
§3.4. Полиномиально разрешимые частные подклассы задачи синтеза
§3.5. Обобщения рассматриваемой модели

п.3.5.1. Учет директивных сроков обслуживания объектов
п.3.5.2. Учет штрафов за простой процессора
§3.6. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СИНТЕЗА РАЦИОНАЛЬНЫХ РАСПИСАНИЙ ДЛЯ ОДНОПРОЦЕССОРНЫХ МОДЕЛЕЙ ОДНОФАЗНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ РЕШЕНИЯ
§4.1. Алгоритмы синтеза рациональных расписаний
п.4.1.1. Простейшие алгоритмы
п. 4.1.2.Алгоритм последовательного зондирования
п. 4.1.3. (p,q)- алгоритм
п.4.1.4. Использование алгоритма ветвей и границ в качестве эвристического
п.4.1.5. Кристаллизация (simulated annealing)
§4.2. Результаты вычислительного эксперимента
§4.3. Оценка устойчивости решения
п.4.3.1. Понятие устойчивости
п.4.3.2. Пример численного исследования устойчивости решения
§4.4. Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 5. СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
§5.1. Назначение и возможности программного комплекса
п. 5.1.1 Краткое описание
п.5.1.2Характеристики и возможности комплекса
§5.2. Структура программного комплекса
§5.3. Интерфейс программного комплекса
п. 5.3.1 Возможности, предоставляемые интерфейсным модулем
п. 5.3.2 Структура меню
п.5.3.3 Рабочие экраны программы
§5.4. Основные результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акт передачи разработанных алгоритмов для использования в Казанском речном ПОРТУ.
Приложение 2. Акт передачи разработанных алгоритмов для использования в Уфимском речном порту
Приложение 3. Исходные тексты программных модулей

ВВЕДЕНИЕ
Экономические условия эксплуатации ресурсов целого ряда технических систем предъявляют повышенные требования к таким показателям качества управления, как быстродействие и гибкость настройки на изменяющиеся условия функционирования. К числу таких систем относятся, например, ГАП и ГПС для мелкосерийного (единичного) производства [20][37], а в наибольшей степени - технологические системы транспортного типа (СТТ) [11].
Среди СТТ особой значимостью указанных обстоятельств отличаются крупномасштабные грузообразующие комплексы внутреннего водного транспорта [48], характеризующиеся высоким темпом изменения оперативной обстановки и как следствие достаточно жесткими требованиями, предъявляемыми не только к адекватности информационной среды принятия управляющих решений, но и к скорости автоматизированного формирования их проектов.
Актуальным направлением повышения эффективности использования ресурсов СТТ является реализация процессов управления на базе новых информационных технологий
Данная работа посвящена моделированию и оптимизации процессов управления ресурсами СТТ с учетом специфики ряда массовых технологических процессов, в частности, на внутреннем водном транспорте.
Математическое описание СТТ для рассматриваемых в работе целей выполнено в рамках дискретных моделей однофазного обслуживания процессором (прибором) конечных

ются нулевыми коэффициентами штрафа. Множество символов {for fi} обозначим через Ф. Обслуживание объекта zifd (i = 0, 1) осуществляется от момента t до момента t°(q) поступления в систему очередного объекта z(q) потока Zn, если выполняется i=g. В противном случае обслуживание осуществляется от момента t до момента
t’iq) = max (tq), t + 6{g, /'))
При этом предполагается, что в отличие от всех остальных объекты z(ff) (г = 0, 1) имеются в системе не в единственном экземпляре, а в количестве, достаточном, чтобы в каждый момент принятия решения они присутствовали в очереди к процессору. Как очевидно, обслуживание фиктивного объекта означает отказ в обслуживании объектам с номерами из множества St и соответствует простою процессора (с его возможной перенастройкой) до очередного момента принятия решения. В частности, обслуживание фиктивного объекта выполняется, если в момент t множество S, пусто. Очевидно также, что фиктивные объекты могут оказаться полезными только на отрезке времени [T, t°(n)-1].
Введем следующие обозначения:
Тг - объединение множеств Ф и St;
- минимальная величина суммарного штрафа за период времени от момента t до момента завершения обслуживания бинарного потока Zn в ситуации, определяемой тройкой (t,g,St) при оптимальном управлении;