Расчёт эффективности систем управления на основе теории массового обслуживания
О том, эффективна ли та или иная структура управления, можно судить по времени ожидания выполнения заявок, а также по тому, насколько рационален выбор параметров этой структуры. Любому техническому объекту присущи противоречия развития, связанные с взаимодействием важнейших противоречащих друг другу параметров. Например, повышение быстродействия процессора, увеличение объёма памяти приводят к удорожанию вычислительной системы. Таким образом, приходится находить компромисс между быстродействием и стоимостью.
Для более объективной оценки эффективности структур управления целесообразно воспользоваться математическими закономерностями, полученными в теории массового обслуживания. Процедура анализа эффективности структур систем управления может состоять из следующей последовательности логически связанных этапов:
1) определение состояний системы;
2) определение потоков заявок и процесса обслуживания;
3) составление и решение системы уравнений для определения вероятностей состояния системы массового обслуживания;
4) построение алгоритма;
5) разработка программного обеспечения на основе алгоритма.
Рассмотрим пример оценки параметров структуры управления (рис.1) на основе предложенной последовательности действий.
μ λ

Рис.1. Структура системы управления с двумя каналами.
Определим возможные состояния этой системы:
q0=0, все каналы свободны, очереди нет; q1=1, занят один канал;
q2=2, заняты два канала;q2+1=2+1, заняты два канала, одна заявка в очереди; …; q2+m=2+m, заняты два канала, m заявок стоит в очереди.
На основе теории массового обслуживания для представленной системы при следующих значениях входных параметров:
m=4 – максимальная длина очереди,
λ=5 заявок/с – интенсивность поступления заявок,
mtоб=0,5 – среднее время исполнения одной заявки,
- интенсивность заявок на выходе системы, -
составим систему уравнений алгебраических уравнений (для стационарного состояния):

из которой, учитывая условие нормировки вероятностей, получим, что вероятность отказа
,а пустая вероятность
. Это говорит о том, что для данной системы при заданных параметрах существует достаточно большая вероятность потери заявки, вероятность же того, что система будет простаивать без работы, мала. Относительная пропускная способность рассмотренной системы
, то есть удовлетворяться будет около 73,8% всех заявок.