Материал: Прикладные задачи теории массового обслуживания.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

TJ= — -=0,302 — ;

мин

Н-* = р. -f т] = 0,682-

мин

Х= — = 2 —-—

/мин

а*= — ^ .3 .

Вероятность поражения отдельной цели (самолета) будет равна

п

_ И-

R ( r i — 1, а * )

=0,262.

j

о -----------------' с

R ( n t а*)

 

 

 

Среднее число

занятых

каналов

 

Я о б с = 1 ,3 8 .

Iм

Сравнивая полученный результат с тем, который был получен в примере 6.2.2, видим, что значительное увеличение зоны обстре­ ла (почти в два раза) не приводит к существенному увеличению эффективности системы ПВО: вероятность поражения цели уве­ личивается всего на 14%.

6.6.4. Определить эффективность системы ПВО, рассмотрен­

ной в примере 6.6.2, при условии, что

число каналов системы

ПВО увеличится в два

раза и станет равным 4.

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

R (п — 1, а*)

0,380

R ( 3 , 2 ) =

0 3 i i

R(n, а*)

1

R (4, 2)

 

Заметим, что при неограниченном увеличении числа каналов

(п— *-оо) получим

 

 

 

 

lim Робе (я) =

Ит

R (n — 1,

а*)

= 0 , 3 8 0 .

 

—

л —»-оо

п-*-0°

R(ll, а*)

 

Если в условиях примера 6.6.3 (когда мы увеличили зону обстрела почти в два раза) взять очень большое число каналов (п— уоо), то получим

НтЯобс (я)--=-^7

0,380

0,557.

0,682I X *

П - + • ° о

 

Таким образом, увеличение числа каналов приводит к замет­ ному росту эффективности системы ПВО. Однако даже неограни­ ченное число каналов в системе ПВО без взаимопомощи не мо­ жет обеспечить поражения самолета с большой вероятностью.

255

Это объясняется тем, что даже при условии обстрела каждой налетающей цели одним каналом, она не будет поражаться с большой вероятностью, так как за время пребывания цели в зоне обстрела по ней делается мало выстрелов. Дальнейшее увеличе­ ние эффективности рассматриваемой системы ПВО без взаимо­

помощи

каналов может

быть обеспечено

путем

увеличения

эффективной

скорострельности

каждого

канала.

 

6.6.5.

Рассмотрим систему ПВО, которая отличается от систе­

мы ПВО, исследованной в задаче

6.6.2, лишь тем,

что скоро­

стрельность каждого канала увеличена примерно в 4 раза и до­

ведена

до

LI= 1,21—-— .

Определить,

насколько

увеличится

 

 

мин

 

по

сравнению

с системой, разо­

эффективность такой системы

бранной в задаче 6.6.2.

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем параметры новой системы ПВО:

1А==£'!АР — 1>38— —

мин

т\ = — = 0 ,6 2 0 — — ;

амин

Р*= Р -И = 2-

мин

п = 2.

Вероятность поражения отдельной цели

R ( n — 1, а*)

0,550.

ft(n, а)

Таким образом, при увеличении скорострельности каждого канала примерно в 4 раза эффективность системы ПВО увели­ чивается почти в 2,5 раза. Надо отметить, что вообще значитель­ ное увеличение эффективности системы ПВО достигается в ос­ новном при увеличении эффективной скорострельности каждого канала системы ПВО.

6.6.6. Предлагается рассмотреть систему ПВО с отказами и нарушенным управлением: каждая появляющаяся в зоне обстре­ ла цель передается на обстрел в любой из п каналов, (занятый или свободный) с равной вероятностью \/п. Другими словами,

система ПВО работает так же, как и система массового обслу256

живания с отказами и случайным распределением заявок по всем каналам (см. § 4.5) с той лишь разницей, что заявка (цель) находится под обслуживанием (обстрелом) ограниченное время: интенсивность потока освобождений равна р* = [х4-т].

Р е ш е н и е

Не повторяя подробно всех выкладок, приведенных в § 4.5, запишем сразу результат.

Вероятность того, что в системе ПВО занято ровно к каналов (обстреливается к самолетов, каждый самолет обстреливается

одним каналом):

Pk

(**)*с*

(А=0, 1, 2,..., л),

(1

+ 7*)П

 

 

где

П [ Х *

1

| А * = | 1 4 - Т ] .

Среднее число занятых каналов к равно

т ПУ- к-

1 + **

Вероятность поражения самолета (обслуживания заявки)

Р о б с = ^ -* = -4 -

1 + х*

 

Вероятность того, что канал будет занят:

1 + х*

Среднее время простоя канала

т- _

1

1— Яз.к

1

*П.К--

*

Я3.к

X

 

[X'

Среднее время занятости канала

tз.к—

Среднее время пребывания заявки в системе

-

J _

1

X —

(X**

1 + X*

 

 

х*

257

2. Система ПВО с ожиданием и упорядоченным обслуживанием

Рассмотрим случай, когда самолет, влетевший в зону обстре­ ла и заставший все каналы занятыми, не получает отказа и в дальнейшем может быть еще обстрелян.

За самолетом, влетевшим в зону обстрела и заставшим все каналы занятыми, осуществляется слежение с помощью спе­ циальных станций. Если освобождается канал, то эта станция передает самолет на обстрел при условии, что самолет -еще на­ ходится в зоне обстрела. Эта система ПВО аналогична системе массового обслуживания с ожиданием, с ограниченным числом заявок в очереди и с ограниченным временем пребывания заявки

всистеме, рассмотренной в § 6.2.

Вобщем случае время нахождения самолета в зоне обстрела может зависеть от того, обстреливается самолет или нет. При обстреле самолета может быть включен форсаж и т. п. Поэтому параметр, характеризующий время пребывания самолета в зоне обстрела при условии, что он не обстреливается, обозначим бук­ вой v. Величина v обратно пропорциональна среднему времени пребывания в зоне обстрела. Параметр v подсчитывается по фор­ муле

v = - ^ - ,

(6.6.21)

а

 

где у„.о— скорость полета самолета

при условии, что его не

обстреливают;

 

а— глубина зоны обстрела.

Вчастном случае, если все параметры полета не зависят от того, обстреливается самолет или нет, параметр v=r| [см. (6.6.9)].

 

З а д а ч и и у п р а ж н е н и я

6.6.7.

Определить, насколько увеличится вероятность пора­

жения цели системой ПВО, рассмотренной в задаче 6.6.2, если в нее ввести две специальные станции, следящие за целью ( т = 2).

Определить различные характеристики такой системы ПВО при

условии, что необстреливаемый самолет имеет скорость ун.0= = 840 км/час.

Р е ш е н и е Помимо тех параметров системы, которые были подсчитаны

при решении задачи 6.6.2, нужно рассчитать еще следующие

параметры:

v = - ^ = 0 , 4 ——

амин

258

В нашем случае б целое число, поэтому можно воспользовать­ ся формулой (6.2.22) для подсчета вероятности поражения само­

лета данной системой ПВО:

a*R (п — 1, а*) + пР (П,

а*) R (от + о , j) — R (5, If)

 

Р о6с= -^-

 

Р (S. 7)

=0 ,2 8 5 .

, г>,

Л(от + 8 , 7 ) — Л( 8, 7 )

,4 ,

 

R(n,

а* ) + Р(п , а*)

----------------------------Р ( 6 . 7)

 

 

 

 

Следовательно, введение двух специальных станций, следя­ щих за целями, увеличивает вероятность поражения цели на ве­ личину

Д = 0 ,2 8 5 — 0 ,2 2 5 = 0 ,0 6 0 ,

что составляет около — 2 1%.

Если неограниченно увеличивать число специальных станций, следящих за целями, то вероятность обслуживания в нашем слу­ чае будет равна

limPo6c(/«)=0,295,

т-> -<■

т. е. увеличится всего на 3,5%. Следовательно, дальнейшее уве­ личение числа специальных станций, следящих за целями, не приводит к заметному увеличению эффективности системы ПВО.

Найдем другие характеристики системы: Среднее число занятых каналов

£ = — Яобс = 1 ,5 0 .

JJL

При неограниченном увеличении т получим

Игл k (т)= 1,55.

Среднее число занятых станций подслеживания (среднее 4исло заявок в очереди)

rw (Л(Я (от+ 8», 7))— /?(6,R 8, 7) , Г Р (от+ 8, 7 ) 1

г =

—

Рл л(5г>. 7)—

p « ; ; r J = 0 ,5 1 5 .

 

R (п,

R (от +

6, 7) — R (о, 7)

 

а*) + Р (п, а*)

 

Я (6, 7)

Среднее число занятых станций при т—>-оо равно

Игл г (/»)— 1,07.

259

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/83058