Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Особенности контакт-центров сетей следующего поколения 12
1.1. Эволюция центров обслуживания вызовов 12
1.2. Математические модели систем предоставления информационных услуг 17
1.3. Специфические особенности Web контакт-центра на базе IP-технологий, как объекта исследования 24
1.4. Задачи диссертационной работы 29
1.5. Выводы по главе 1 31
ГЛАВА 2. Анализ Web подсистемы контакт-центра 32
2.1. Функциональная модель Web-IPCC 32
2.2. Особенности трафика поступающего на объект исследования и процессов его обслуживания 35
2.3. Самоподобные процессы в Web-IPCC 40
2.4. Исследование ВВХ Web подсистемы IPCC 50
2.5. Выводы по главе 2 68
ГЛАВА 3. Исследование ВВХ операторской подсистемы Web-IPCC 69
3.1. Операторская подсистема контакт-центра 69
3.2. Частные способы исследования ВВХ контакт-центров 72
3.3. Моделирование операторской подсистемы контакт-центра СМО с приоритетным обслуживанием запросов 74
3.4. Общая модель операторской подсистемы Web-IPCC с приоритетным обслуживанием запросов на информационные услуги 75
3.5. Анализ модели отдельного элемента обслуживания со смешанной дисциплиной приоритетов 77
3.6. Сравнение приоритетной и бесприоритетной организации процессов предоставления информационных услуг 94
3.7. Исследование поведения характеристик операторской подсистемы контакт-центра с учетом медленно-затухающих свойств процессов обслуживания 96
3.8. Выводы по главе 3 99
ГЛАВА 4. Имитационное моделирование и реализация контакт- центра 101
4.1. Методика проектирования Web контакт-центров 101
4.2. Экспериментальная проверка результатов работы на базе комплекса Протей-РВ 105
4.3. Проверка аналитических результатов диссертационной работы 110
4.4. Выводы по главе 4 114
Заключение 115
Список литературы 116
- Специфические особенности Web контакт-центра на базе IP-технологий, как объекта исследования
- Особенности трафика поступающего на объект исследования и процессов его обслуживания
- Анализ модели отдельного элемента обслуживания со смешанной дисциплиной приоритетов
- Экспериментальная проверка результатов работы на базе комплекса Протей-РВ
Введение к работе
Актуальность исследований. Конвергенция услуг и сетей связи затрагивает все области инфокоммуникаций. Вместе с переходом от телефонных сетей общего пользования (ТфОП) к сетям следующего поколения (NGN) можно наблюдать эволюцию традиционных центров обслуживания вызовов (ЦОВ) к Web контакт-центрам (Web-IPCC). В отличие от систем предшествующих поколений, контакт-центры ориентированы на обслуживание любого трафика, возможного в рамках NGN. Их задачей является предоставление пользователю любого удобного для него средства получения информационных услуг, будь то речевой или видео вызов, запрос по электронной почте или текстовый диалог. В силу новизны Web-IPCC, как элемента сетей NGN, сложной функциональности и комбинированной архитектуры, требуются новые методы расчета для анализа и синтеза контакт-центров. В связи с этим, актуальной является задача анализа вероятностно-временных характеристик (ВВХ) Web-IPCC, влияющих на качество предоставления информационных услуг пользователям:
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является анализ ВВХ Web контакт-центров, разработка моделей и методов проектирования таких центров в составе сетей следующего поколения.
Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:
1. Разработка формализованного описания исследуемого объекта - Web контакт-центра на основе технологий IP.
2. Исследование потоков разнотипной нагрузки, поступающей на Web-IPCC, с целью определения их особенностей и особенностей их совместной обработки.
3. Построение моделей Web и операторской подсистем контакт-центра.
4. Исследование процессов обслуживания нагрузки Web подсистемой контакт-центра и разработка методов нахождения её основных ВВХ.
5. Разработка методов получения основных ВВХ операторской подсистемы контакт-центра со смешанной приоритетной дисциплиной обслуживания.
6. Исследование характеристик операторской подсистемы при обслуживании разнотипных потоков нагрузки по приоритетной дисциплине.
7. Разработка обобщенной методики проектирования Web контакт-центров.
Состояние вопроса. Определению основных параметров, влияющих на качество предоставления информационных услуг, посвящен ряд научных работ [40, 41, 47, 55] и руководящих документов [119, 120, 122, 123, 124, 125], однако они ограничиваются, в основном, традиционными центрами обслуживания телефонных вызовов.
Следует отметить ряд работ [54, 55, 56], где исследуются;подходы к получению характеристик более сложных систем, которые можно рассматривать, как прообраз современных контакт-центров. Возможность обслуживания изучаемыми І системами потоков нагрузки, отличных от телефонной и интеграция их с технологиями Web также должны учитываться в проводимых исследованиях. В связи с этим необходимо упомянуть работы [62, 69, 77, 78, 80], посвященные экспериментальному изучению характеристик нагрузки, которая может поступать на Web-IPCC по каналам сети Интернет.
Методы исследования. Сложность математического описания Web контакт-центра приводит к необходимости решения задач исследования средствами комплексной модели. При решении поставленных в диссертации задач использовались методы теории стохастических процессов, теории систем массового обслуживания, теории фрактальных процессов и методы статистического моделирования случайных процессов на ЭВМ. В основу проводимых исследований положены работы Б. Гольдштейна, М. Кровелла и некоторых других авторов.
Научная новизна диссертационной работы заключается в предложенной модели нового объекта инфокоммуникационных сетей — Web контакт-центра, модели процессов предоставления информационных услуг Web и методах исследования случайных задержек при предоставлении информационных услуг операторской подсистемой контакт-центра.
Практическая ценность и реализация результатов. Полученные формулы, методы, алгоритмы и программы позволяют решить проблему построения Web контакт-центра, повысить характеристики, определяющие качество предоставления информационных услуг рассматриваемыми системами.
Результаты работы могут быть использованы научно-исследовательскими, производственными и эксплуатационными организациями при разработке, внедрении новых и усовершенствовании существующих центров информационных услуг.
Внедрение результатов диссертационной работы, подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 57-й научной сессии, посвященной Дню радио, МТУ СИ, 2002, VIII Международной конференции «Информационные сети, системы и технологии (МКИССиТ-2002)», 2002, 4-ой Международной конференции «Состояние и перспективы развития Интернет в России» Ассоциации Документальной Электросвязи, Москва, 2003, Всероссийской конференции «Проблемы и системы эксплуатационного управления сетями связи в условиях конвергенции», 2003, научно-технических конференциях СПбГУТ 2002-2004 гг.
Публикации. Материалы, отражающие основное содержание и результаты диссертационной работы опубликованы в материалах научно-технических конференций, форумов и журналах отрасли - всего 18 работ.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Функциональная модель контакт-центра, отражающая принципы поступления и обслуживания пользовательских запросов на информационные услуги.
2. Декомпозиция Web-IPCG на подсистемы в целях его исследования.
3. Математические модели контакт-центров, учитывающие самоподобные свойства поступающей нагрузки и процессов её обслуживания.
4. Анализ ВВХ подсистем контакт-центра средствами имитационного моделирования на ЭВМ.
5. Смешанная приоритетная организация дисциплины обслуживания разнотипных потоков нагрузки, поступающих на контакт-центр.
6. Обобщенная методика проектирования Web-IPCG.
Структура работы; Первая глава работы посвящена обзору архитектур и математических моделей предшествующей Web контакт-центрам ступени развития систем предоставления информационных услуг — Call-центрам. В главе рассмотрена эволюция систем до современных Web-IPCC, её влияние на способы моделирования изучаемых систем, дан обзор основных методов и подходов к исследованию и построению таких систем. В соответствии с уже проведенными исследованиями сформулированы цель и задачи данной диссертационной работы.
Во второй главе разработана функциональная модель системы Web контакт-центра, отражающая общие закономерности процессов поступления и обслуживания разнотипных запросов на информационные услуги. Проводится исследование нагрузки, поступающей на контакт-центр, с учетом её самоподобных свойств. Осуществляется разделение базовой модели на модели Web и операторской подсистем контакт-центра. Разрабатываются математические модели и программное обеспечение для расчета ВВХ Web подсистемы.
В третьей главе, на основе анализа разработанной модели операторской подсистемы контакт-центра предложен метод расчета ВВХ подсистемы с учетом возможных медленно-затухающих свойств процессов обслуживания запросов некоторых типов. Проведено сравнение различных дисциплин процесса обслуживания запросов в операторской подсистеме. Обоснованы преимущества применения приоритетных дисциплин при разнородных потоках поступающей нагрузки.
Четвертая глава содержит общую методику проектирования Web-IPCC, разработанную на основе результатов предыдущих разделов работы. Глава включает уточнения относительно предлагаемых имитационных моделей, описание элементов обеспечивающих функционирования Web контакт-центра Протей-РВ и особенности применения в них подходов, представленных во втором и третьем разделах работы, а также пример применения разработанной методики.
Приложение содержит тексты программ имитационного моделирования, выполненные на языке GPSS.
Специфические особенности Web контакт-центра на базе IP-технологий, как объекта исследования
При рассмотрении специфических особенностей контакт-центров, в рамках данной диссертационной работы, основной интерес представляет «среда обитания» объекта исследования. Кратко рассмотрим причину перехода от традиционного для Call-центров окружения к более сложным структурам и выделим отличительные особенности нового вида систем -Web-IPCC. Развитие электронной коммерции и популярность протокола IP, как единого транспорта для передачи информации любого вида, дали возможность связать Web-среду с ресурсами операторского центра и предложить пользователям персонализированное обслуживание и удобное средство общения. Это подтверждается рядом; примеров - установление одним щелчком мыши связи с оператором-агентом и быстрое получение необходимой информации, оказание консультативных услуг по телефону сопровождаемых информацией, передаваемой через Web, и, наконец, применение систем «самообслуживания» потребителей (self-service customer services). Таким образом, наблюдается переход от операций, ориентированных, преимущественно, на речевую связь, к смешанным, включающим в себя, как основные составляющие,. электронную почту и Web-трафик.
В контакт-центрах интеграция услуг передачи речи/данных осуществляется на качественно новом уровне: архитектура таких систем обеспечивает возможность обмена мультимедийными сообщениями, т.е. приема, распределения и обработки по унифицированным алгоритмам сообщений и вызовов разного типа, приходящих из различных сетей.
Контакт-центр нового поколения, упрощенная структура которого представлена на рис. 1.5; должен обеспечивать прием традиционных телефонных вызовов, телефонных вызовов, поступающих из сети Интернет с использованием технологий VoIP, прием заявок, допускающих отложенную обработку (факсимильные запросы и электронная почта), запросов по технологиям; мгновенного обмена сообщениями. Должны также обеспечиваться функции просмотра Web-страниц с сопровождением, возможности коллективного внесения отметок в страницы и совместного заполнения бланков заказов.
Интеграция операторских центров обслуживания телефонных вызовов с Интернет позволяет предприятиям сократить расходы на персонал благодаря переводу в Интернет (в режим, не требующий немедленного ответа) значительной части информационных запросов, сохранив при этом возможность того, чтобы клиент, при необходимости, в любой момент связался с «живым» оператором. Обслуживая вызовы, поступающие из Интернет, предприятие предоставляет своим клиентам свободу просмотра любого оперативного материала (каталога продукции, технической информации), пока у них не возникнут вопросы или комментарии.
Рассмотрим особенности новых, интегрированных с Интернет контакт-центров, отметим некоторые их специфические характеристики. На рис. 1.6 схематично представлена среда, в которой пребывает объект исследования. Главная, в контексте данной диссертационной работы, особенность контакт-центра по сравнению с предшествующими системами - это способность обслуживать запросы разных типов, поступающие из разных телекоммуникационных сетей: запросы речевой связи - из ТфОП; запросы речевой связи - из Интернет, с использованием технологии IP-телефонии; запросы связи по факсу, электронной почте; запросы связи в режиме текстового чата - из Интернет, сетей подвижной связи (СПС). Разнообразие типов обслуживаемых запросов приводит к существенным изменениям в ряде основных функциональных блоков рассматриваемого Web-IPCC, по сравнению с системами прошлого поколения. Необходимо отметить, что организация очередей и механизмы маршрутизации вызовов в контакт-центрах, интегрированных с Интернет, сложнее, чем в традиционных операторских центрах ТфОП. Это связано не только с совершенствованием алгоритмов распределения вызовов, но и с тем, что разные источники нагрузки в конвергированной сети имеют совершенно разные характеристики. Кроме того, модели потоков вызовов, обрабатываемых Web-IPCC, существенно отличаются от моделей, применяющихся для потоков только телефонных вызовов, подробнее это утверждение рассматривается в следующей главе. В случае контакт-центра запросы поступают с разной интенсивностью от источников разного типа, допускают разную длительность ожидания и разную продолжительность и законы обслуживания, т.е. различаются параметрами, которые определяют характеристики входящей нагрузки и на основании которых обычно производится распределение вызовов и организация очередей. Так, например, пороги длительности ожидания для заявок, допускающих отложенное обслуживание, могут измеряться десятками минут, а для традиционных телефонных вызовов - десятками секунд. Фактически, очередь ожидания превращается в буфер, выбор заявок из которого производится не в порядке их поступления, а на основе анализа нескольких параметров, характеризующих эти заявки.
Механизмы обслуживания разных заявок могут быть различными. Их могут обслуживать либо отдельные операторы или группы, либо одни и же операторы. При этом запросы, допускающие отложенную обработку, операторы могут обрабатывать в периоды, когда интенсивность потока речевых вызовов снижается.
Особенности трафика поступающего на объект исследования и процессов его обслуживания
Определим, какими интерфейсами обладает Web контакт-центр. Далее, отталкиваясь от технических особенностей и экспериментальных данных найдем аналитическое описание ВВХ потоков трафика каждого интерфейса.
В рассматриваемой в диссертационной работе системе предоставления информационных услуг раздельного внимания требуют операторская и Web подсистема контакт-центра. А. Операторская подсистема В общем случае она осуществляет обслуживание запросов на информационные услуги приходящие: в речевом виде от ТфОП, СПС, сетей ГР-телефонии; в текстовом виде от систем интерактивного (диалогового) обмена сообщениями сети Интернет и СПС; в текстовом виде от систем обмена сообщениями позволяющих отложенную обработку ТфОП, СПС, сетей ІР-телефонии и Интернет (факсимильные сообщения и электронная почта). Следовательно, интерфейсы операторской подсистемы Web-IPCC могут быть разделены на три группы: речевой, текстовый диалоговый и текстовый с отложенной обработкой. Потоки запросов на информационные услуги, приходящие на каждую из групп интерфейсов, могут отличаться в своих ВВХ.
Выделим основные в контексте данной работы особенности процессов поступления и обработки потоков: запросов; по указанным группам интерфейсов. Для речевой группы интерфейсов особенности ВВХ поступающих потоков известны ещё из базовых работ по теории телетрафика, рассматривавших процессы, происходящие в ТфОПг Для центров обслуживания вызовов ТфОП эти данные приводятся в работах [40], [41], [47], [48] и др.
Установлено, что потоки речевых вызовов, приходящие на операторскую подсистему от большого числа источников, имеют показательное распределение интервалов времени между поступающими запросами и аналогичное распределение времени обслуживания. Данный, факт имеет экспериментальные подтверждения во множестве классических работ по обслуживанию телефонной нагрузки.
Стоит отметить, что в некоторых работах, например [99], авторы пытаются исследовать речевой трафик телефонных: сетей, применяя теорию самоподобных процессов; без чего, как показывают современные исследования, сложно обойтись при анализе процессов, происходящих на всех уровнях сети Интернет. Однако, верность применения при анализе телефонной: речевой или: речевой: нагрузки: показательных: законов распределения многократно доказана.
Кроме речевых интерфейсов, операторская подсистема содержит также 2 типа: текстовых: Технической? реализацией текстового диалогового интерфейса и текстового интерфейса: с отложенной; обработкойj например, могут быть системы интерактивного обмена текстовыми сообщениями Web-chat и электронная почта Интернет.,
Согласно экспериментальным исследованиям, приведенным в \12]1 закон (см. табл. 2.1), по которому происходит поступление запросов на установление сессий обмена информацией на прикладном уровне сети Интернет, соответствует показательному распределению интервалов времени между запросами. То же указано в [74] и [75].
Зависимости для процессов обслуживания запросов, поступающих через текстовые интерфейсы операторской подсистемы контакт-центра, могут заметно отличаться от привычных для расчетов телефонной нагрузки. Они могут являться медленно-затухающими распределениями [74], [75], [76], [77], [78], иначе называемыми распределениями с «тяжелым хвостом» (heavyailed). В первую очередь, это проявляется в наличии у рассматриваемых процессов больших значений дисперсии.
Указанное свойство серьезно влияет на производительность оборудования, что заставляет учитывать его при проведении аналитического и имитационного моделирования. Причем совместное существование различных процессов обслуживания запросов в одной СМО может осложнить анализ её ВВХ, особенно для приоритетной организации операторской подсистемы.
Таким образом, поступающие на подсистему потоки могут вполне достоверно моделироваться показательным законом распределения времени между поступающими запросами. Этот же закон распределения хорошо моделирует процессы обслуживания запросов, приходящих через группу речевых интерфейсов Web-IPCC. Процессы обслуживания запросов, поступающих через текстовые интерфейсы операторской подсистемы, должны моделироваться распределениями, учитывающими их медленно-затухающие свойства. Более подробно для операторской подсистемы они рассматриваются в параграфах 2.3 и 3.7. Далее, обратим внимание на Web подсистему контакт-центра, отметим особенности ВВХ процессов, происходящих в ней. Запросы на предоставление информационных услуг передаются пользователем на сервер Web через браузер - клиентское ПО, являющееся терминалом WWW. Рассматриваемая Web подсистема включает интерфейс только для одного типа запросов. Данным запросом является посылаемый браузером в соответствующем методе протокола HTTP идентификатор (URI - Uniform Resource Identifier), определяющий нахождение определенного документа в сети в целом и его расположение непосредственно на сервере Web. Под документом будем понимать любой файл или динамически генерируемую информацию, которые могут быть запрошены браузером в процессе предоставления пользователю услуги. Пример URI - www.protei.ru/teor/indext.html, документом в данном случае является файл indext.html, интерпретируемый пользовательским терминалом, как HTML-страница. Потоком запросов на Web подсистему контакт-центра является поток HTTP-запросов, содержащих идентификаторы запрашиваемых документов. На рис. 2.2 приведена упрощенная функциональная модель исследуемого сервера Web.
Анализ модели отдельного элемента обслуживания со смешанной дисциплиной приоритетов
Так, в [55], рассматриваются методы расчетов производительности ЦОВ, использующих IP-технологии. Исследуется система, в которую поступают 2 типа трафика: из ТфОП и сети IP-телефонии. Поступающие потоки имеют показательные распределения интервалов времени между вызовами, допускается различная средняя интенсивность поступления. Среднее время обслуживания заявок разных типов установлено равным.
В основу модели рассматриваемой системы авторами положена модель СМО M/M/v/K, с числом обслуживающих приборов (операторов) v и количеством мест для ожидания К, рассмотренная в первой главе диссертации. При проведении математического моделирования вводится предположение о потенциальном значительном превосходстве числа мест для ожидания, доступных вызовам, поступающим из сети ІР-телефонии перед числом мест для ожидания, доступных для вызовов из ТфОП:
Результаты из [55] позволяют предсказать поведение операторской подсистемы контакт-центра, обслуживающей два потока вызовов, имеющих разные средние интенсивности поступления и одинаковое время обслуживания запросов. Данная модель может быть использована также при исследовании контакт-центра, обслуживающего речевые вызовы и запросы электронной почты. Кроме того, авторы рассматривают вопрос планирования канальной емкости для обслуживания заявок из ІР-сети.
Более сложная система рассматривается в [47] и [48]. Исследуется операторская подсистема, на которую с различными интенсивностями поступают два пуассоновских потока вызовов. Операторы делятся на три группы, первая обслуживает только вызовы первого потока, вторая - обоих, третья - вызовы только второго потока. Допускаются различные интенсивности обслуживания вызовов двух потоков.
В основу модели рассматриваемой системы положена модель СМО MIGIv с неограниченным числом мест для ожидания, обеспечивающая возможность исследования систем при общем законе распределения времени обслуживания запросов.
Авторами разработана модель для определения времени ожидания заявки в очереди при обслуживании вызовов несколькими группами операторов. Предложенный механизм может быть использован при изучении характеристик простейшего контакт-центра, однако не является универсальными и, в зависимости от ситуации, может потребовать кардинального пересмотра.
Меньшая часть работ по исследованию характеристик операторских подсистем посвящена рассмотрению процессов обслуживания вызовов, поступающих в СМО с использованием дисциплин обслуживания с приоритетами. Эти вопросы рассматриваются, например, в [52], [54] и [56].
Так, используя развитый аппарат работы [54], можно осуществить расчет ВВХ для случая, когда на систему поступают голосовые вызовы, требующие скорейшего обслуживания и заявки по электронной почте, позволяющие отложенное обслуживание. Однако, эти результаты могут использоваться лишь при исследовании простейших вариантов операторских подсистем контакт-центров.
Модели для определения характеристик более сложных операторских подсистем контакт-центров до сих пор не предлагались. Введем следующие допущения. Заявки на предоставление информационных услуг приходят от источников со случайными интервалами времени. Запросы распределяются по операторам равномерно или в зависимости от их квалификации. В состав операторской подсистемы входят очереди, которые, в случае если все обслуживающие приборы заняты, позволяют удерживать запросы, принимаемые из инфокоммуникационных сетей. Процесс обслуживания заявок отдельным рабочим местом оператора (РМО) контакт-центра предполагается описывать СМО со смешанными абсолютно-относительными приоритетами для запросов различных типов. Очевидно, что механизм приоритетов удобен при рассмотрении контакт-центров, обрабатывающих вызовы из ТфОП; сети IP-телефонии, а также электронную почту и запросы систем интерактивного обмена текстовыми сообщениями Instant Messaging (IM). Существуют несколько способов рассмотрения подобных систем. Если логика обработки поступающих на контакт-центр заявок не сложна, например, обслуживание телефонных вызовов с абсолютным приоритетом перед запросами по электронной почте, то можно использовать готовые для таких случаев частные решения, упоминавшиеся в предыдущем разделе. Методы для более сложных центров обслуживания вызовов; до сих пор предлагались очень редко, в то время, как математический аппарат для этого уже существует, например, см. [2]. В зависимости от типа приоритетной дисциплины, уровней квалификаций операторов контакт-центра и прочих параметров конкретной реализации для исследования ВВХ операторской подсистемы может применяться та или иная модель СМО. В данной работе рассматривается модель, предполагающая отдельное рассмотрение всех РМО центра с индивидуальными очередями к ним. На операторскую подсистему поступают потоки запросов на предоставление информационных услуг от пользователей различных сетей. В зависимости от типа входящих заявок они отличаются по интенсивности поступления и времени обслуживания. Система представлена совокупностью отдельных модулей, каждый из которых в один момент времени может обслуживать лишь один запрос. Развернутый пример типов запросов приведен на рис. 3.5. Каждый элемент обслуживания включает в себя накопитель заявок и обслуживающий прибор - терминал оператора; В зависимости от типа поступившего запроса, с учетом приоритетности обслуживания, он попадает в ту или иную очередь накопителя, а затем поступают на обслуживание. Здесь Я,- — интенсивности поступления на подсистему запросов различных типов, где; і - индекс типа запроса, AV(. - интенсивности поступления запросов в v отдельных модулей обслуживания, //„,. - интенсивности обслуживания запросов обслуживающими приборами модулей; Накопитель заявок каждого модуля обслуживания реализует приоритетную дисциплину обслуживания, в зависимости от неё в состав накопителя входит определенное число очередей; заявок различных приоритетов К. В общем случае каждому типу запросов соответствует свой, уровень приоритета и выполняется условие K i. Вопросы функционирования элемента распределения поступающих заявок в работе подробно не рассматриваются. Он передает поступающие запросы в накопители модулей обслуживания в зависимости от их числа, типов запросов, квалификаций операторов элементов обслуживания и т.п.
Экспериментальная проверка результатов работы на базе комплекса Протей-РВ
В текущем параграфе затрагиваются вопросы имитационного моделирования на ЭВМ, не освещенные в прочих разделах.
Проведение натурных экспериментов в целях предсказания поведения систем имеет ряд недостатков по сравнению с использованием; математического моделирования.
Особым классом математических моделей являются имитационные модели. Они представляют собой компьютерную программу, которая шаг за1 шагом воспроизводит события, происходящие в реальной системе.
Преимуществом имитационных моделей является возможность подмены процесса смены событий в исследуемой системе в реальном масштабе времени на ускоренный процесс смены событий. В результате можно воспроизвести работу системы в течение продолжительного времени, что дает возможность оценить её работу в широком диапазоне варьируемых параметров.
Имитационная модель отображает стохастический процесс смены дискретных состояний СМО в непрерывном времени в форме моделирующего алгоритма. При его реализации; на ЭВМ производится; накопление статистических данных по тем атрибутам модели, характеристики которых являются предметом исследований По окончании моделирования накопленная статистика обрабатывается, ш результаты, моделирования получаются в виде выборочных распределений \ исследуемых величин или? их выборочных моментов. Таким! образом, при; имитационном моделировании СМО речь всегда идет о; статистическом\ имитационном моделировании.
Сложные функции моделирующего алгоритмамогут быть реализованы средствами универсальных языков программирования (Паскаль или Си), что предоставляет неограниченные возможности; в разработке, отладке и использовании модели. Однако подобная гибкость приобретается? ценой больших усилий, затрачиваемых на разработку ш программирование весьма сложных моделирующих алгоритмов. Альтернативой этому является; использование специализированных языков имитационного моделирования.
Одним из наиболее распространенных языков моделирования СМО является язык GPSS. В качестве его объектов і используются І аналоги стандартных компонентов! СМО: заявки, обслуживающие приборы, очереди и т.п. Это позволяет конструировать сложные имитационные модели,. сохраняя привычную терминологию СМО.
На персональных компьютерах; типа 11BM/PC язык GPSS реализован; в рамках различных пакетов прикладных программ. В целях диссертационной работы применялся пакет GPSSWorld Student Version, реализации 2003 года;
В диссертационной работе методы имитационного моделирования применялись в; целях проверки аналитических; выражений; полученных в главах 2 и 3; а также как основное средство решения? задач работы; в;тех случаях, когда получение аналитических выражений было затруднено. Набор текстов; программ, разработанных в рамках диссертации,, представлен в приложении к работе.. Разработанные программные; средства решают следующие задачи: моделирование подсистемы Web СМО вида LN/LN/1 (п.п: V прил. 1); моделирование подсистемы Web СМО вица. LN/P/1 (п.п.2 прил.1); моделирование подсистемы Web смешанной СМО вида LN/LN-P/1 (п.п.З прил.1); моделирование подсистемы Web СМО вида LN/BP/1 (п.п.4 прил. 1); моделирование исходящего канала подсистемы Web СМО вида ON-OFF-P/D/l(n.n.5 прил.1); моделирование операторской подсистемы Web-IPCC со смешанной абсолютно-относительной дисциплиной обслуживания и показательными законами поступления и обслуживания (п.п.6 прил.1); моделирование операторской подсистемы Web-IPCC со смешанной абсолютно-относительной дисциплиной; обслуживания, показательными законами поступления, показательными и медленно-затухающими (логнормальными) законами обслуживания (п.п.7 прил.1). Несмотря на большое разнообразие заложенных в GPSS стохастических процессов ряда распределений в нем не предлагается. Моделирование ограниченного распределения Парето осуществляется генерацией случайного значения по распределению Парето. Затем производится сравнение случайного числа с предельным значением. В случае если оно больше заданной границы, то вновь производится! генерация значения по распределению Парето. Ниже освещается алгоритм: моделирования подсистемы Web смешанной СМО вида LN/LN-P/1 реализованный в соответствующей; программе. В первую очередь,- на основании экспериментальных данных о моделируемой системе выявляется граница перехода от логнормального распределения к распределению Парето. В основных работах по самоподобному трафику для серверов Web это осуществляется по точке пересечения плотностей вероятности распределений, наиболее точно подходящих к экспериментальной картине. Далее осуществляется генерация модели входящего потока HTTP-запросов в соответствии с логнормальным распределением. При поступлении запросов на обслуживающий прибор модели СМО осуществляется генерация двух случайных чисел в соответствии с логнормальным распределением и распределением Парето с выбранными ранее параметрами.
Затем осуществляется сравнение обоих случайных чисел со значением границы перехода из логнормального в распределение Парето. В случае если оба значения больше заданной границы, то время обслуживания принимается равным случайной величине для распределения Парето. Если хотя бы одно меньше или равно значению границы, то производится переход к модулю обработки случаев меньших значений.
В модуле обработки случаев меньших значений осуществляется проверка, если оба значения меньше либо равны границы, то время обслуживания принимается равным случайной величине для логнормального распределения. В противном случае производится переход в начало программы - на метку модуля генерации двух случайных чисел по разным распределениям.
Когда значение времени обслуживания запроса однозначно определено, запрос поступает на обслуживающий прибор. Таким образом, происходит его обслуживание по смешанному распределению. Затем запрос покидает систему.
Имитационное моделирование операторской подсистемы — контакт-центра, включающее смешанную абсолютно-относительную дисциплину обслуживания, показательные законы поступления, показательные и медленно затухающие (логнормальные) законы обслуживания, проведено в третьей главе. Особенность программы заключается в том, что она позволяет легко добавлять и удалять нужные поступающие потоки нагрузки, в зависимости от исследуемой системы. Реализация медленно-затухающих распределений процессов обслуживания запросов в данной системе основана на встроенных в программный пакет GPSS функциях.
Похожие диссертации на Исследование контакт-центров NGN
