Введение к работе
Актуальность темы. Почтовая связь строится по многоуровневой сетевой структуре, включая сети государственного, областного, районного, городского значения. Сами узловые предприятия, в которых происходит обработка почты, можно также представить в виде сетей, формализующих технологические процессы.
Как организовать, строить, развивать сети почтовой связи, чтобы они обладали наилучшими эксплуатационными показателями?
Понятие сети мощно вторгается во все сферы жизни. И в каждой из них приходится ставить эти вопросы, решать эти задачи.
Многие работы, позволяющие оптимизировать планы перевозки, опираются на понятие сеть, как нечто заданное, постоянное, имеется в виду размер, структура.
Опыт последнего десятилетия показывает, что сеть может подвергаться самьш различным воздействиям. Во-первых, создаются новые сети или их части, например, в почтовой связи создана новая система -"Онега", предназначенная для контроля денежных операций. Во-вторых, из существующей сети по разным причинам могут выпадать значительные части в самых неожиданных местах.
Если речь идет о создании новых сетей, то, по-видимому, на этапе изысканий, проектирования надо сравнить ряд вариантов построения и выбрать из них лучший, причем не по одному показателю, например, только по минимуму длины сети или только средней длины пути, а по ряду показателей.
Если простые сети вида "линия", "кольцо", "звезда" исследованы достаточно подробно и обстоятельно, предложен ряд эксплуатационных показателей, таких как наименьшая средняя длина пути, наибольший средний объем перевозок по сети при одинаковых размерах движения транспортных средств, минимальная загрузка перегонов и др.
Установлена динамика этих показателей при развитии сетей, выражающемся в приращении числа узлов и ребер, выявлена их способность противостоять вредным воздействиям. Однако реальные сети имеют более сложную структуру, в том числе радиально-узловую, радиально-кольцевую.
Как меняются эксплуатационные показатели при развитии этих сетей - при увеличении числа и размера радиальных линий, при увеличении числа и размера колец, при увеличении числа и размера лучей,
2?f
исходящих из кольца?
До настоящего времени не установлены общие закономерности в динамике эксплуатационньк показателей при развитии радиально-узловых и радиально-кольцевых сетей.
Анализ развития сетей требует проведения исследований, разработки математического аппарата и применения ЭВМ для выбора наилучшего варианта по ряду показателей. Это подтверждает важность задач и необходимость их решения в предлагаемой диссертационной работе.
Цель* диссертационной работы является развитие методов определения и улучшение эксплуатационных показателей развивающихся почтовых сетей.
Объектом исследования является сеть почтовой связи,состоящая из узловых предприятий и путей между ними, формализованная графом, состоящим из множества вершин и ребер.
Развивающаяся сеть - это структура, в которой одна или несколько топологических характеристик ее являются переменными.
Если топологическая характеристика получает положительное приращение, то принято говорить об эволоции сети. Вместе с тем. топологические характеристики сети могут иметь отрицательное приращение, что наблюдается при вредных воздействиях на сеть.
Задачи исследований:
-
Определить и количественно оценить развитие сетей.
-
Установить влияния развития сетей на такие эксплуатационные показатели,как средняя длина пути, объем перевозок по сети, нагрузка ребер и другие.
-
Разработать вероятностную модель и исследовать распад сетей различных структур и размера.
Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе, использованы методы теории графов, теории вероятностей, теории сетей связи, теории транспортных потоков, методы программирования.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Развитие радиально-узловых сетей предложено характеризовать приращением числа и/или размера радиальных линий, а развитие радиально-кольцевых сетей - приращением числа, радиуса и размера концентричных колец, числа и размера радиальных линий или хорд, числа и размера лучей, исходящих из кольца.
-
Разработаны математические модели и исследована динамика средней длины пути, объема перевозок, нагрузки ребер и других по-
казателей развивающейся радиально-узловой сети и проведена оценка средней длины пути в зависимости от топологических характеристик радиально-кольцевой сети.
-
Разработана вероятностная модель и дана оценка математического ожидания размера и средней доли выживших узлов линейной, кольцевой, звездообразной и полносвязной развивающихся сетей размером два узла и более при разрыве ребер и гибели узлов, которые позволили установить отсутствие "порогового эффекта".
-
Разработана автоматизированная процедура определения эксплуатационных показателей развивающихся радиально-узловых и радиально-кольцевых сетей, топологические характеристики которых являются переменными.
Личный вклад. Все результаты, представленные в работе, получены автором лично.
Практическая ценность работы состоит в том, что предложенные в диссертации численные методы и автоматизированные с помощью ЭВМ процедуры позволяют сравнить на стадии изысканий и проектирования по ряду эксплуатационных показателей различные варианты построения, развития радиально-узловых и радиально-кольцевых сетей и выбрать из них наилучший.
Алгоритмы, разработанные автором при подготовке диссертации, доведены до программной реализации на ПЭВМ типа IBM PC в УВЦ МТУСИ.
Реализация результатов работы. Работа выполнялась на кафедре "Автоматизация предприятий почтовой связи " Московского технического университета связи и информатики. Внедрение результатов диссертации в виде паспорта программного модуля и описания лабораторной работы проведено на кафедре АППС МТУСИ по дисциплине "Почтооб-рабатывающие машины и автоматические линии", что подтверждено соответствующим актом.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на симпозиуме телекоммуникаций (Быд-гощ, Польша, 1992), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников научно-исследовательской части и аспирантов МТУСИ (Москва, 1993 - 1995 г.г.), заседаниях кафедры АППС МТУСИ.
Публикация. Основные результаты диссертации опубликованы в семи печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, че-