Анализ переходного режима многолинейной СМО с нетерпеливыми заявками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данном исследовании представлен анализ нестационарного режима работы информационно-измерительных систем медицинского назначения с целью повышения их эффективности. Подобного рода системы являются важными в медицине и используются для прогнозирования и оценки состояния пациентов в критических для жизни ситуациях. Представленная в работе математическая модель – это многолинейная система массового обслуживания с нетерпеливыми заявками, характеристики производительности которой исследуются в переходном режиме. Подобного рода модель адекватно описывает медицинские информационные системы реального времени не только в условиях эксплуатации, но и в условиях перезагрузки, сбоев и неисправностей оборудования. Для исследования переходного режима многолинейной системы массового обслуживания с нетерпеливыми заявками используется система дифференциальных уравнений Колмогорова, а также ее решение, полученное с использованием метода матрицы преобразования вероятностей. В ходе работы найдены выражения для расчета среднего число заявок в буфере в переходном режиме, нестационарных вероятностей обслуживания заявок, абсолютной и относительной пропускных способностей системы в переходном режиме и время переходного режима. Представлены результаты анализа переходного режима системы вида M/M/2/4 с нетерпеливыми заявками, сопровождающиеся численными расчетами при различных значениях интенсивности обслуживания пакетов и интенсивности ухода нетерпеливых заявок из очереди.

Об авторах

Артур Геннадьевич Дворецкий

МИРЭА – Российский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dvoretsky@sumirea.ru
ORCID iD: 0009-0001-5437-1371
SPIN-код: 3576-8509

аспирант, кафедра индустриального программирования, Институт перспективных технологий и индустриального программирования

Россия, Москва

Елизавета Александровна Барабанова

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук

Email: elizavetaalexb@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4372-2946
SPIN-код: 8270-7221
Scopus Author ID: 56367430200
ResearcherId: F-1095-2017

доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, лаборатория № 49

Россия, Москва

Константин Анатольевич Вытовтов

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук

Email: vytovtov_konstan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0359-9317
SPIN-код: 9806-8350
Scopus Author ID: 6603298537
ResearcherId: HKN-7218-2023

доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, лаборатория № 69

Россия, Москва

Список литературы

  1. Вытовтов К.А., Барабанова Е.А., Вытовтов Г.К., Антонов Н.А. Математическая модель расчета и анализа характеристик оптического коммутатора в переходном режиме // Вестник АГТУ. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2023. № 3.
  2. Русилко Т.В., Копать Д.Я. Дифференциальные уравнения для моментов вектора состояния замкнутой по структуре сети массового обслуживания с нетерпеливыми заявками // Вестник Дагестанского государственного университета. Серия 1: Естественные науки. 2021. №2.
  3. Осипов Г.С. Системы массового обслуживания с ограниченной длительностью ожидания // Бюллетень науки и практики. 2016. № 12 (13).
  4. Rubino G. Transient analysis of Markovian queueing systems: A survey with focus on closed forms and uniformization // Queueing theory 2: Advanced trends. Hoboken: Wiley-ISTE, 2021. Pp. 269–307.
  5. Ковалёв И.А., Сатин Я.А., Зейфман А.И. Оценки скорости сходимости и устойчивости для одного класса нестационарных марковских моделей систем с нетерпеливыми клиентами // Системы и средства информации. 2022. Т. 32. Вып. 4. С. 21–31.
  6. Аксенова Е.И., Горбатов С.Ю. Применение технологии Интернета вещей в здравоохранении // Здоровье мегаполиса. 2021. № 4.
  7. Монаков Д.М., Алтунин Д.В. Медицинские информационные системы: современные реалии и перспективы // Российский журнал телемедицины и электронного здравоохранения. 2022. № 8 (4). С. 46–53. doi: 10.29188/2712-9217-2022-8-4-46-53.
  8. Оппедизано М.Д.Л., Артюх Л.Ю. Роль медицинских информационных систем в организации системы здравоохранения // FORCIPE. 2022. № 4.
  9. Сиротина А.С., Кобякова О.С., Деев И.А. и др. Удаленный мониторинг состояния здоровья. Аналитический обзор // Социальные аспекты здоровья населения. 2022. № 2.
  10. Намазова-Баранова Л.С., Суворов Р.Е., Смирнов И.В. и др. Управление рисками пациента на основе технологий удаленного мониторинга здоровья: состояние области и перспективы // Вестник РАМН. 2015. № 1.
  11. Kalid N., Zaidan A.A., Zaidan B.B. et al. Based on real time remote health monitoring systems: A new approach for prioritization “Large Scales Data” patients with chronic heart diseases using body sensors and communication technology // J. Med. Syst. 2018. Vol. 42. P. 69. doi: 10.1007/s10916-018-0916-7.
  12. Барабанова Е.А., Вытовтов К.А. Аналитический метод исследования поведения системы массового обслуживания при скачкообразно-изменяющихся потоках информации // Физические основы приборостроения. 2021. Т. 10. № 1 (39). С. 36–47. doi: 10.25210/jfop-2101-036047. EDN: SWSDTE.
  13. Кирпичников А.П., Флакс Д.Б., Галямова К.Н. Средняя длина очереди в системе массового обслуживания с ограниченным средним временем пребывания заявки в системе // Вестник Казанского технологического университета. 2017. № 2.
  14. Малышев Д.А., Таранцев А.А., Холостов А.Л. О закономерностях в системах массового обслуживания с «нетерпеливыми» заявками // Пожары и ЧС. 2018. № 3.
  15. Фадеев С.Н. Сравнительный анализ систем массового обслуживания с неограниченной очередью // Ученые записки Санкт-Петербургского имени В.Б. Бобкова филиала Российской таможенной академии. 2018. № 2 (66).
  16. Buenrostro-Mariscal R., Santana-Mancilla P.C., Montesinos-López O.A. et al. Prioritization-driven congestion control in networks for the Internet of medical things: A cross-layer proposal // Sensors. 2023. Vol. 23. Art. 923. doi: 10.3390/s23020923.
  17. Barabanova E., Vytovtov K., Vishnevsky V., Khafizov I. Analysis of functioning photonic switches in next-generation networks using queueing theory and simulation modeling // Communications in Computer and Information Science. 2023. Vol. 1748. Pp. 356–369.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Модель многолинейной СМО с нетерпеливыми заявками

Скачать (124KB)
3. Рис. 2. Граф переходов многолинейной СМО с нетерпеливыми заявками

Скачать (38KB)
4. Рис. 3. Граф переходов по состояниям многолинейной СМО M/M/2/4 с нетерпеливыми заявками

Скачать (62KB)
5. Рис. 4. Вероятности состояний системы M/M/2/4 от времени в период начала работы системы

Скачать (122KB)
6. Рис. 5. Вероятности состояний системы M/M/2/4 от времени в период перезагрузки системы

Скачать (126KB)
7. Рис. 6. Средняя длина очереди в условиях, когда заявки могут отказаться от ожидания в системе M/M/2/4 в период начала работы для разных μ

Скачать (91KB)
8. Рис. 7. Средняя длина очереди в условиях, когда заявки могут отказаться от ожидания в системе M/M/2/4 в период перезагрузки системы для разных μ

Скачать (101KB)
9. Рис. 8. Средняя длина очереди в условиях, когда заявки могут отказаться от ожидания в системе M/M/2/4 в период начала работы для разных ν

Скачать (105KB)
10. Рис. 9. Средняя длина очереди в условиях, когда заявки могут отказаться от ожидания в системе M/M/2/4 в период перезагрузки системы для разных ν

Скачать (106KB)
11. Рис. 10. Абсолютная пропускная способность системы M/M/2/4 в период начала работы для разных μ

Скачать (105KB)
12. Рис. 11. Абсолютная пропускная способность в период перезагрузки системы M/M/2/4 для разных μ

Скачать (99KB)
13. Рис. 12. Абсолютная пропускная способность системы M/M/2/4 в период начала работы для разных ν

Скачать (101KB)
14. Рис. 13. Абсолютная пропускная способность в период перезагрузки системы M/M/2/4 для разных ν

Скачать (90KB)
15. Рис. 14. Относительная пропускная способность системы M/M/2/4 в период начала работы для разных μ

Скачать (93KB)
16. Рис. 15. Относительная пропускная способность в период перезагрузки системы M/M/2/4 для разных μ

Скачать (110KB)
17. Рис. 16. Относительная пропускная способность системы M/M/2/4 в период начала работы для разных ν

Скачать (94KB)
18. Рис. 17. Относительная пропускная способность при перезагрузке системы M/M/2/4 для разных ν

Скачать (105KB)


Ссылка на описание лицензии: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).