<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2017.26.09.54-64</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-86</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТАТИСТИКА И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>STATISTICS AND SYSTEM ANALYSIS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ и синтез систем массового обслуживания с разнотипными заявками в задачах обеспечения безопасности объектов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Analysis and synthesis of queuing systems with diverse applications in problems the safety of objects</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Таранцев</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tarantsev</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">t_54@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Холостов</surname><given-names>А. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kholostov</surname><given-names>A. L.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">holostov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Таранцев</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tarantsev</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">dask_cradle@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>Академия ГПС МЧС России</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>9</issue><fpage>54</fpage><lpage>64</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Таранцев А.А., Холостов А.Л., Таранцев А.А., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Таранцев А.А., Холостов А.Л., Таранцев А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Tarantsev A.A., Kholostov A.L., Tarantsev A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/86">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/86</self-uri><abstract><p>Предложено обосновывать количественные решения при проектировании и эксплуатации систем безопасности автономных объектов на основе методов теории массового обслуживания. Рассмотрены задачи анализа и синтеза систем массового обслуживания при решении задач обеспечения безопасности объектов (например, систем противопожарной или противоаварийной защиты автономного удаленного объекта), особенностью которых является наличие различных типов заявок, требующих разного времени обслуживания (например, пожарно-спасательными подразделениями или ремонтно-восстановительными бригадами). Получены аналитические выражения для вероятностей состояний систем обслуживания. Сформулирована задача анализа как нахождение вероятности отказа системы в приеме заявки какого-либо типа по причине занятости всех каналов обслуживания, когда известны интенсивности поступления заявок и скорости их обслуживания. Сформулирована задача синтеза как нахождение необходимого числа каналов обслуживания при заданных ограничениях на вероятности отказа в приеме заявок. Приведены примеры расчета данных характеристик для одно-, двух- и трехканальной систем массового обслуживания с двумя и тремя типами заявок.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>It was proposed to substantiate quantitative solutions in the design and operation of safety systems of autonomous objects on the basis of methods of the theory of queuing systems. The article deals with the problems of analysis and synthesis of the queuing systems when solving the problems of ensuring the safety of objects (for example, fire-fighting or emergency protection systems of an autonomous remote object), which feature is the availability of different types of applications that require different maintenance time (for example, fire and rescue units or repair and recovery teams). While solving problems of analysis the probability p of finding the system in key states determines. S0 - there were no problematic situations, all the service channels are free; Su - at least one service channel is available, capable of responding to the problem (service request); Sref - all n service channels are busy, there is no possibility to react to the problem that has arisen (the application receives a denial of service). While solving the synthesis problem, the necessary quantitative characteristics of the system, such as the number of service channels n , the number of queues and the speed of service {λ}, are selected from the given permissible values of probabilities p0, pu and pref and known frequencies {μ}. Step by step systems are considered with applications of two types - one-channel and two-channel applications and a system with applications of three types - one-channel, two-channel and three-channel applications. Graphs and equations describing the states of the system and analytical solutions for finding the probabilities of the ground states are given for each of the considered types of systems. Universal expressions are obtained for finding the probabilities of key states for an n -channel queuing system without a queue under standard assumptions for m type applications. The justification of the obtained expressions is given. Examples of characteristics calculation for one-channel, two-channel and three-channel queuing systems with two and three types of applications are given. In particular, the probability of finding a system in a state when no applications are received ( p0) is calculated, when the requests arrive and one service channel ( pu ) is left and when all the service channels are occupied ( pref ). Examples of solving problems of analysis and synthesis are given for each of the considered types of systems. The article clearly demonstrates the possibility of applying the above methods to the problems of creating integrated security systems for remote autonomous objects, in particular, located in the Far North and in the Arctic zone. This work is a logical continuation of the article Tarantsev A. A., Kholostov A. L., Ishchenko A. D., Potapenko V. V. Problems of analysis and synthesis of application service systems of several types. Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety , 2017, vol. 26, no. 3, pp. 31-38.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пожары</kwd><kwd>чрезвычайные ситуации</kwd><kwd>разнотипные заявки</kwd><kwd>системы массового обслуживания</kwd><kwd>система безопасности объекта</kwd><kwd>fires</kwd><kwd>emergency</kwd><kwd>diverse application</kwd><kwd>queuing system</kwd><kwd>security system of the object</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Akimov V. A., Sokolov Yu. I. Risks of emergencies in Russia’s Arctic zone // Issues of Risk Analysis. Scientific and Practical Journal.-2010.-Vol. 7, No. 4.-21 p. URL: https://www.dex.ru/par_en/abstracts_of_journal/pdf/PAR_7_4_en.pdf (дата обращения: 10.08.2017).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Akimov V. A., Sokolov Yu. I. Risks of emergencies in Russia’s Arctic zone // Issues of Risk Analysis. Scientific and Practical Journal.-2010.-Vol. 7, No. 4.-21 p. URL: https://www.dex.ru/par_en/abstracts_of_journal/pdf/PAR_7_4_en.pdf (дата обращения: 10.08.2017).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алешков М. В., Безбородько М. Д. Применение мобильных средств пожаротушения для защиты объектов атомной энергетики от крупных пожаров в условиях экстремально низких температур // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация.-2014.-№ 3.-С. 37-45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Алешков М. В., Безбородько М. Д. Применение мобильных средств пожаротушения для защиты объектов атомной энергетики от крупных пожаров в условиях экстремально низких температур // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация.-2014.-№ 3.-С. 37-45.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Makhutov N. A., Moskvichev V. V., Fomin V. M. Designing machinery for the Arctic: A problem of socioeconomic development of Russia’s eastern regions // Herald of the Russian Academy of Sciences. -2015. -Vol. 85, No. 1 -P. 79-86. DOI: 10.1134/s1019331615010104.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makhutov N. A., Moskvichev V. V., Fomin V. M. Designing machinery for the Arctic: A problem of socioeconomic development of Russia’s eastern regions // Herald of the Russian Academy of Sciences. -2015. -Vol. 85, No. 1 -P. 79-86. DOI: 10.1134/s1019331615010104.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дагиров Ш. Ш., Алешков М. В., Ищенко А. Д., Роенко В. В. Перспективы применения отдельных технических достижений для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в арктическом регионе // Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в арктическом регионе. Безопасный город в Арктике” : материалы Международной научно-практической конференции, 6-8 апреля 2016 г., г. Звенигород. - М. : ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2016. - С. 146-155.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дагиров Ш. Ш., Алешков М. В., Ищенко А. Д., Роенко В. В. Перспективы применения отдельных технических достижений для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в арктическом регионе // Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в арктическом регионе. Безопасный город в Арктике” : материалы Международной научно-практической конференции, 6-8 апреля 2016 г., г. Звенигород. - М. : ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2016. - С. 146-155.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вентцель Е. С. Исследование операций. -М. : Советское радио, 1972. -552 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Вентцель Е. С. Исследование операций. -М. : Советское радио, 1972. -552 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таранцев А. А. Инженерные методы теории массового обслуживания.-Изд. 2-е, перераб. и доп. -СПб. : Наука, 2007.-175 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Таранцев А. А. Инженерные методы теории массового обслуживания.-Изд. 2-е, перераб. и доп. -СПб. : Наука, 2007.-175 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брушлинский Н. Н., Соколов С. В., Алехин Е. М., Коломиец Ю. И., Вагнер П. Опыт применения компьютерных имитационных систем моделирования деятельности экстренных служб // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2016. - Т. 25, № 8. - С. 6-16. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.08.6-16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Брушлинский Н. Н., Соколов С. В., Алехин Е. М., Коломиец Ю. И., Вагнер П. Опыт применения компьютерных имитационных систем моделирования деятельности экстренных служб // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2016. - Т. 25, № 8. - С. 6-16. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.08.6-16.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алехин Е. М., Брушлинский Н. Н., Соколов С. В. О распределении Эрланга и некоторых его приложениях // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2014. - Т. 23, № 6. - С. 11-17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Алехин Е. М., Брушлинский Н. Н., Соколов С. В. О распределении Эрланга и некоторых его приложениях // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2014. - Т. 23, № 6. - С. 11-17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Топольский Н. Г., Таранцев А. А., Чумаченко А. П. Экспресс-выбор параметров систем массового обслуживания в АСУ пожарной охраны // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. -2000. -Т. 9, № 1. -С. 7-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Топольский Н. Г., Таранцев А. А., Чумаченко А. П. Экспресс-выбор параметров систем массового обслуживания в АСУ пожарной охраны // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. -2000. -Т. 9, № 1. -С. 7-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таранцев А. А., Малышев Д. А. О возможности совершенствования ГОСТ Р 22.7.01-99 “Единая дежурно-диспетчерская служба” // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2015. -Т. 24, № 11. -С. 77-81.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Таранцев А. А., Малышев Д. А. О возможности совершенствования ГОСТ Р 22.7.01-99 “Единая дежурно-диспетчерская служба” // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. - 2015. -Т. 24, № 11. -С. 77-81.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Таранцев А. А., Холостов А. Л., Ищенко А. Д., Потапенко В. В. О задачах анализа и синтеза систем обслуживания заявок нескольких типов // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. -2017.-Т. 26, № 3. -С. 31-38. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.03.31-38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Таранцев А. А., Холостов А. Л., Ищенко А. Д., Потапенко В. В. О задачах анализа и синтеза систем обслуживания заявок нескольких типов // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. -2017.-Т. 26, № 3. -С. 31-38. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.03.31-38.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ancker C. J., Gafarian A. V. Queuing with multiple poisson inputs and exponential service times // Operations Research. -1961.-Vol. 9, No. 3. -P. 321-327. DOI: 10.1287/opre.9.3.321.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ancker C. J., Gafarian A. V. Queuing with multiple poisson inputs and exponential service times // Operations Research. -1961.-Vol. 9, No. 3. -P. 321-327. DOI: 10.1287/opre.9.3.321.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Пер. с англ.-М. : Машиностроение, 1979.-432 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Клейнрок Л. Теория массового обслуживания / Пер. с англ.-М. : Машиностроение, 1979.-432 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения / Пер. с франц.-М. : Мир, 1965. -302 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и приложения / Пер. с франц.-М. : Мир, 1965. -302 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хинчин А. Я. Работы по математической теории массового обслуживания. - М. : Физматгиз, 1963. -236 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Хинчин А. Я. Работы по математической теории массового обслуживания. - М. : Физматгиз, 1963. -236 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Doig A. A bibliography on the theory of queues // Biometrika. - 1957. - Vol. 44, Issue 3-4. - P. 490-514. DOI: 10.1093/biomet/44.3-4.490.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Doig A. A bibliography on the theory of queues // Biometrika. - 1957. - Vol. 44, Issue 3-4. - P. 490-514. DOI: 10.1093/biomet/44.3-4.490.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
