СТРУКТУРНАЯ ЛОГИСТИКА ПОЧТОВОЙ СВЯЗИ

Анализ структур сетей почтовой связи

Структурная логистика призвана дать ответ на основной вопрос построения МПЗ - какими должны быть их структуры, то есть, сколько ОПЗ должны содержать МПЗ, где эти ОПЗ должны быть расположены, какие функции они должны выполнять и как они должны быть соединены между собой ПМ.

Структура МПЗ оказывает решающее влияние на все ее технико-экономические показатели. Сложность нахождения оптимальной структуры МПЗ заключается, с одной стороны, в том, что указанный влияние носит неоднозначный и противоречивый характер, а, с другой, - в том, что существует очень большое количество возможных вариантов соединения многочисленных ОПЗ между собой.

Общее количество Ν Σ возможных вариантов соединения п ОПЗ между собой определяется суммой возможных вариантов соединения этих ОПЗ 2, по 3, ..., по n , т.е.

Как показывает анализ,

где - соответственно количество размещений и количество сообщений с п объектов по k .

Учитывая, что

По реального количества ОПЗ (магистральных узлов, центров) , значение достигают астрономической величины, при которой расчет, а тем более анализ и оптимизация структур МПЗ в общем виде оказываются недостижимыми ни для современных, ни для будущих ЭВМ.

Говорят, что над подобными задачами тяготеет проклятие размерности.

О фантастической величину числа можно судить по следующим соображениям.

Предположим, что для решения задачи оптимизации структуры МПЗ используется суперкомпьютер, быстродействие которого составляет операций в секунду (это теоретический предел быстродействия компьютера в виде сферы диаметром 1 см, которая определяется только временем распространения электромагнитной волны от одного края сферы к другому ).

Будем считать, что расчет одного варианта построения структуры МПЗ требует выполнения только одной операции компьютера.

Представим число в виде Тодидля расчета всех возможных вариантов должно быть потрачено секунд или (миллиард миллиардов) лет и это при том, что возраст Земли оценивается всего в 4500000000 лет!

Однако иерархические принципы построения МПЗ, по которым оптимизация МПЗ в целом может быть заменена оптимизацией отдельных МПЗ на каждом из уровней иерархии; возможность перехода от полного перебора вариантов решения задач оптимизации МПЗ в их направленного перебора; ограничения на количество и места расположения ОПЗ, обусловленные требованиями к их местоположение среди других ОПЗ, наличия развитой технической инфраструктуры, наличия соответствующих путей сообщения; ограничения на количество ОПЗ могут обслуживаться одним ПМ, обусловленные допустимым временем прохождения ПМ и грузоподъемностью транспортных средств, используемых для перевозок почты возможность применения аналитических зависимостей между некоторыми параметрами МПЗ, в частности, рекуррентных; расположение экстремумов целевых функций большей частью в области малых значений переменных ряд других эффективных методов позволяют радикально сократить размерности задач оптимизации МПЗ и решить их с помощью ЭВМ со средней быстродействием.

В качестве примера, в табл. 2.1 приведены все возможные варианты соединения четырех ОПЗ между собой, а на рис. 2.1 - графическую иллюстрацию указанных вариантов.

Таблица 2.1 - Варианты соединения четырех ОПЗ

варианта

Номера ОПЗ соединяются

Примечание

1

1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4, 3-4

Соединение ОПЗ 2,

6 ПМ, всего 1 вариант

2

1-4-3, 1-2-4, 1-3-2

Соединение ОПЗ 3,

3 ПМ, всего 8 вариантов

3

1 -2-3, 1-3-4, 1 -4-2

4

2-1-4, 2-3-1, 2-4-3

5

2-3-4, 2-1-3, 2-4-1

6

3-2-1, 3-4-2, 3-1-4

7

3-4-1, 3-2-4, 3-1-2

8

4-1-2, 4-3-1, 4-2-3

9

4-3-2, 4-1-3, 4-2-1

10

1-2-4-3

Соединение ОПЗ 4,

1 ПМ, всего 12 вариантов

11

2-1-3-4

12

3-2-4-1

13

4-1-3-2

14

1-2-3-4

15

2-3-4-1

16

3-4-1-2

17

4-1-2-3

18

1-3-4-2

19

2-4-1-3

20

3-1-2-4

21

4-2-3-1

Иллюстрация вариантов соединения четырех

Рисунок 2.1 - Иллюстрация вариантов соединения четырех

Возможны два основных подхода к построению МПЗ в Украине.

Согласно первому подходу МПЗ строится по функционально территориальному принципу и масс трехуровневую иерархическую структуру, при которой ОПЗ создаются там, где это целесообразно с экономической и технологической точек зрения: один РО в Киеве или несколько РО в Киеве и центрах крупных регионов (уровень иерархии 1 ), ТВ в ВЦ и крупных районных центрах и городах областного подчинения (уровень иерархии 2), ВЗ в городах и части сельских МП (уровень иерархии 3).

Согласно второму подходу МПЗ строится по административно-территориальному принципу и имеет четырехуровневая иерархическую структуру, которая практически повторяет четырехуровневая иерархическую структуру административно-территориального устройства Украины: один РО в Киеве или несколько РО в Киеве и центрах крупных регионов (уровень иерархии 1), областные ОПЗ в ВЦ (уровень иерархии 2), районные (городские) ОПЗ в районных центрах и городах областного подчинения (уровень иерархии 3), ВЗ в городах и сельских ЧП, где расположены сельсовета (уровень иерархии 4).

В зависимости от количества ОПЗ высокого уровня иерархии структуры МПЗ имеют вид одной пирамиды (МПЗ ФТ1, МПЗ ATI) или нескольких пирамид, вершины которых соединены между собой по принципу "каждый с каждым" (МПЗ ФТ2, МПЗ АТ2).

На рис. 2.2 приведены структуры трехуровневых МПЗ ФТ1, МПЗ ФТ2 и четырехуровневой МПЗ AT1, МПЗ АТ2.

Учитывая установленные Государственной Администрацией связи Украины нормативные сроки пересылки ПК, в дальнейшем тексте основное внимание уделено обработке и перевозке именно ПК.

Согласно рис. 2.2, ПК во время своего пересылки в иерархических МПЗ сначала "поднимается" от ОПЗ более низких уровней иерархии к ОПЗ более высоких уровней иерархии (восходящие ОПЗ), а затем "спускается" от ОПЗ более высоких уровней иерархии к ОПЗ более низких уровней иерархии (нисходящие ОПЗ).

Как следует из рис. 2.2, пути пересылки ПК через восходящие ОПЗ в каждом из них соединяются, в результате чего проблема выбора направлений такой пересылке в одном из указанных ОПЗ не возникает, в то время как пути пересылки ПК через нисходящие ОПЗ в каждом из них разветвляются, что обусловливает возникновение проблемы выбора соответствующих направлений такой пересылке.

Для обеспечения возможности выбора направлений пересылки ПК через нисходящие ОПЗ необходимо, чтобы упаковки ПК в нисходящих ОПЗ более высокого уровня иерархии содержали в себе упаковки ПК в нисходящих ОПЗ более низкого уровня иерархии; указанные упаковки ПК, в свою очередь, содержали в себе упаковки ПК в нисходящих ОПЗ еще более низкого уровня иерархии, и так пока в последних упаковках не останется ПК в нисходящих ОПЗ низкого уровня иерархии (внешне такие упаковки в упаковках напоминают русскую игрушку "матрешка") .

Так, в четырехуровневой МПЗ AT, сформированные в РО упаковки ПК к каждому из нисходящих ОВ (например, контейнеры) должны содержать в себе упаковки ПК к каждому из нисходящих Р (М) В соответствующих областей (например, мешки), а остальные - упаковки ПК к каждому из нисходящих ВЗ соответствующих районов (например, постпакеты).

структуры МПЗ

Рисунок 2.2 - структуры МПЗ

Схемы пересылки ПК в МПЗ ФТ1, МПЗ ФТ2, МПЗ AT1, МПЗ АТ2 приведены на рис. 2.3.

Важнейших показателей, характеризующий эффективность МПЗ, является количество ОПЗ и количество ПМ, задействованных в пересылке одного листа.

При наличии г уровней иерархии в наиболее неблагоприятных случаях ПК в МПЗ ФТ1, МПЗ AT1 проходит через 2r - 1 ОПЗ и перевозится 2 r - 2 ПМ, а в МПЗ ФТ2, МПЗ АТ2 - проходит через 2r ОПЗ и перевозится 2r - 1 ПМ.

Схемы пересылки ПК в МПЗ

Рисунок 2.3 - Схемы пересылки ПК в МПЗ

Очевидно, что с ростом количества ОПЗ соответственно растут расходы на обработку ПК, а с ростом количества ПМ - расходы на перевозку ПК.

В табл. 2.2 приведены данные о максимальном количестве ОПЗ и максимальное количество ПМ, задействованных в пересылке одного листа в МПЗ ФТ1, МПЗ ФТ2, МПЗ AT1, МПЗ АТ2.

Таблица 2.2 - Максимальное количество ОПЗ и максимальное количество ПМ, задействованных в пересылке одного листа

МПЗ

Максимальное количество ОПЗ

Максимальное количество ПМ

МПЗФТ1

5

4

МПЗ ФТ2

6

5

МПЗ AT1

7

6

МПЗ АТ2

8

7

С табл. 2.2 следует, что при переходе от существующей четырехуровневой МПЗ АО УГППС "Укрпочта" к трехуровневой МПЗ ФТ максимальное количество ОПЗ, задействованных в пересылке одного листа, уменьшается соответственно в 8/6 = 1,33 или в 7/5 = 1,40 раза, а максимальное количество ПМ, задействованных в пересылке одного листа - соответственно в 7/5 = 1,40 или в 6/4 = 1,50 раза. Благодаря этому существенно уменьшаются расходы на обработку ПК, сокращается количество ПМ, сокращается время передачи ПК, упрощается синхронизация обработки и перевозки ПК.

При цитировании материалов в рефератах, курсовых, дипломных работах правильно указывайте источник цитирования, для удобства можете скопировать из поля ниже:

Поделиться материалом

Содержание