Организация производственных процессов на предприятиях электросвязи — ключевая дисциплина, определяющая эффективность и качество услуг в телекоммуникационной отрасли. В современных условиях, когда скорость и надежность связи имеют решающее значение, понимание методов расчета и анализа становится обязательным для будущего специалиста. Данная работа представляет собой подробный разбор типового задания, цель которого — освоить методы расчета и анализа производственных процессов в телекоммуникациях на конкретном практическом примере.
Для достижения этой цели мы последовательно решим следующие задачи:
- Проанализируем теоретические основы заказной и скорой систем обслуживания.
- Рассчитаем необходимое количество каналов для заказной системы с ручным и полуавтоматическим соединением.
- Определим количество каналов для автоматической скорой системы.
- Проведем сравнительный анализ эффективности систем через коэффициент использования каналов.
- Вычислим оптимальное число рабочих мест для служб с участием оператора.
После того как мы определили цели и задачи, перейдем к первому, теоретическому, этапу нашего исследования, который заложит фундамент для последующих расчетов.
Задача 1.1. Как устроены производственные процессы при разных системах обслуживания
В сфере междугородной телефонной связи исторически сложились две принципиально разные модели организации обслуживания вызовов: заказная система обслуживания (ЗСО) и скорая система обслуживания (ССО). Понимание их отличий является основой для всех дальнейших инженерных расчетов.
Заказная система обслуживания (ЗСО)
Эта система представляет собой классическую модель с ожиданием. Производственный процесс в ней выглядит следующим образом: абонент, желающий совершить междугородный звонок, сначала связывается с телефонисткой и оставляет заявку (заказ). Эта заявка ставится в очередь. Как только освобождается линия в нужном направлении и подходит очередь абонента, телефонистка сама инициирует соединение между вызывающим и вызываемым абонентами. Ключевая особенность этой системы — наличие очереди и значительное участие персонала в процессе установления соединения.
Скорая система обслуживания (ССО)
Скорая система является более современной и, как правило, автоматизированной. Принципиальное отличие заключается в том, что абонент не оставляет заявку и не ждет в очереди. Он самостоятельно набирает номер и немедленно пытается установить соединение. Если в данный момент все каналы в нужном направлении заняты, абонент получает отказ в обслуживании (сигнал «занято») и должен будет повторить попытку позже. Таким образом, ССО — это система с отказами, а не с ожиданием. Весь процесс максимально автоматизирован и не требует вмешательства оператора.
Для наглядности сведем ключевые различия этих двух систем в таблицу.
| Критерий | Заказная система (ЗСО) | Скорая система (ССО) |
|---|---|---|
| Принцип работы | Система с ожиданием (очередь заявок) | Система с отказами (мгновенная попытка) |
| Участие персонала | Обязательное (прием заказа, соединение) | Отсутствует (полная автоматизация) |
| Опыт абонента | Оставляет заявку и ожидает звонка от оператора | Самостоятельно набирает номер, получает либо соединение, либо отказ |
| Тип оборудования | Ручные или полуавтоматические коммутаторы | Автоматические телефонные станции (АТС) |
Теперь, когда мы разобрались в теоретических основах и принципиальных различиях систем, мы готовы применить эти знания на практике и приступить к расчетам для первого типа системы.
Задача 1.2. Рассчитываем количество каналов для заказной системы с ручным соединением
Первый практический шаг — определить, сколько каналов связи необходимо для обслуживания поступающей нагрузки в рамках заказной системы с полностью ручным способом установления соединений. Поскольку это система с ожиданием, для ее расчета применяются методы теории массового обслуживания, а именно формулы Эрланга для систем с очередью.
Основной тезис расчета заключается в том, что количество каналов должно быть достаточным, чтобы обслужить поступающий поток вызовов с заданной вероятностью ожидания. Для этого используется формула, связывающая интенсивность нагрузки, время обслуживания одного вызова и допустимое время ожидания в очереди.
Формула расчета для систем с ожиданием учитывает не только нагрузку, но и «терпеливость» системы — то, насколько долго заявка может находиться в очереди до того, как будет обслужена.
Процесс расчета выглядит следующим образом:
- Определение поступающей нагрузки (Y): На основе исходных данных из Варианта 8 задания вычисляется общая интенсивность нагрузки в Эрлангах.
- Определение среднего времени обслуживания (t_об): Учитывается время, которое оператор тратит на все операции, связанные с одним вызовом при ручном соединении.
- Подстановка в формулу: Полученные значения вместе с нормативным показателем вероятности задержки подставляются в соответствующую формулу Эрланга.
- Расчет числа каналов (V): Путем вычислений (часто с использованием специальных таблиц или программных калькуляторов) определяется минимальное целое число каналов, способное справиться с заданной нагрузкой.
После подстановки данных из Варианта 8 и выполнения расчетов мы получаем итоговый результат. Например, для обслуживания заданной нагрузки требуется V = 15 каналов. Это означает, что для обеспечения качественной работы ручной заказной службы при заданных условиях необходимо выделить именно такое количество линий связи. Мы рассчитали каналы для полностью ручной системы. Теперь посмотрим, как изменится результат, если внедрить частичную автоматизацию.
Задача 1.3. Определяем число каналов при полуавтоматическом способе установления соединений
Следующим шагом мы анализируем ту же заказную систему, но с одним важным изменением — внедрением полуавтоматического способа установления соединений. Это означает, что часть операций, ранее выполнявшихся телефонисткой вручную, теперь автоматизирована (например, поиск и подключение к каналу). Логика расчета остается прежней (мы все еще имеем дело с системой с очередью), однако изменяются входные параметры.
Ключевое изменение происходит в среднем времени обслуживания заявки (t_об). Поскольку часть процесса автоматизирована, время, которое оператор тратит на один вызов, существенно сокращается. Это главный фактор, который повлияет на итоговый результат.
Алгоритм расчета повторяет предыдущий пункт:
- Корректировка исходных данных: На основе нормативов из задания для полуавтоматической системы определяется новое, уменьшенное среднее время обслуживания заявки.
- Подстановка в ту же формулу Эрланга: Новое значение t_об вместе с исходной нагрузкой подставляется в уже знакомую нам формулу для систем с ожиданием.
- Получение нового результата: Выполняется перерасчет.
Предположим, после выполнения расчета мы получили значение V = 11 каналов. Сравнивая этот результат с предыдущим (15 каналов), мы можем сделать очевидный вывод: частичная автоматизация производственного процесса позволила сократить потребность в каналах на 4 единицы при сохранении того же объема нагрузки. Это наглядно демонстрирует эффективность даже частичной модернизации оборудования. Мы рассмотрели две вариации заказной системы. Логичным следующим шагом будет переход к анализу принципиально иной модели — скорой системы обслуживания.
Задача 1.4. Вычисляем необходимое количество каналов для скорой автоматической системы
Теперь мы переходим к анализу принципиально иной модели — скорой автоматической системы обслуживания (ССО). Как мы установили в теоретической части, это система с отказами, а не с очередью. Если абонент не может дозвониться сразу, его вызов не становится в очередь, а отклоняется. Этот фундаментальный сдвиг в логике работы требует применения другой математической модели.
Для расчета таких систем используется первая формула Эрланга, также известная как формула Эрланга B. Она определяет вероятность блокировки (отказа) вызова в системе с заданным числом каналов и известной интенсивностью нагрузки.
Наша задача — обратная: зная интенсивность нагрузки и допустимый процент потерь вызовов (нормативное качество обслуживания), найти минимальное количество каналов, которое обеспечит этот показатель.
Расчет включает следующие шаги:
- Исходные данные: Мы берем ту же поступающую нагрузку (Y) из Варианта 8, но теперь используем другой нормативный показатель — допустимую вероятность потерь P_пот (например, 1% или 5%).
- Применение формулы Эрланга B: Используя специальную таблицу или калькулятор, мы находим такое минимальное количество каналов (V), при котором вероятность отказа для нашей нагрузки будет меньше или равна нормативной.
После проведения вычислений на основе данных задания, мы получаем итоговое число каналов для скорой автоматической системы. Этот результат показывает, сколько линий необходимо для поддержания заданного качества обслуживания в системе, где нет ожидания. Теперь у нас есть расчеты для трех различных сценариев. Чтобы понять, какой из них наиболее эффективен с точки зрения использования ресурсов, нам нужно рассчитать коэффициент их загрузки.
Задача 1.5. Проводим сравнительный анализ эффективности через коэффициент использования каналов
Просто рассчитать необходимое количество каналов недостаточно. Для предприятия связи крайне важно понимать, насколько эффективно эти каналы используются. Ключевым показателем (KPI) для такой оценки является коэффициент использования каналов (η). Этот коэффициент показывает, какая доля от общей пропускной способности системы была реально задействована для обслуживания нагрузки. Чем ближе его значение к 1 (или 100%), тем интенсивнее и эффективнее работает оборудование.
Расчет коэффициента использования прост: необходимо разделить фактическую обслуженную нагрузку на максимальную теоретическую пропускную способность пучка каналов.
Формула: η = Y_обс / V, где Y_обс — обслуженная нагрузка, а V — количество каналов в пучке.
Теперь мы последовательно рассчитаем этот показатель для каждой из трех рассмотренных нами систем, используя полученные ранее данные.
- Для ручной заказной системы: Используем количество каналов, полученное в задаче 1.2.
- Для полуавтоматической заказной системы: Используем количество каналов из задачи 1.3.
- Для автоматической скорой системы: Используем количество каналов из задачи 1.4.
Сведем гипотетические результаты в единую таблицу для наглядного сравнения.
| Система обслуживания | Рассчитанное кол-во каналов (V) | Коэффициент использования (η) |
|---|---|---|
| Заказная ручная | 15 | ~65% |
| Заказная полуавтоматическая | 11 | ~80% |
| Скорая автоматическая | 12 | ~88% |
Анализ таблицы показывает, что, несмотря на то что автоматическая система может требовать сопоставимого или даже большего числа каналов по сравнению с полуавтоматической, она обеспечивает наиболее высокий коэффициент их использования. Это объясняется тем, что в системах с отказами каналы простаивают меньше. Мы оценили эффективность использования каналов. Теперь давайте рассчитаем еще один важный ресурс любого производственного процесса — персонал.
Задача 1.6. Как рассчитать оптимальное число рабочих мест в коммутаторном цехе
Помимо каналов связи, в неавтоматизированных системах важнейшим ресурсом является персонал. Расчет необходимого числа рабочих мест телефонисток в коммутаторном цехе — это задача, связывающая технические параметры сети с организацией труда. Этот расчет актуален только для заказных систем (ручной и полуавтоматической), где операторы непосредственно участвуют в процессе обслуживания.
Основной принцип расчета заключается в том, чтобы определить суммарное время, которое все операторы тратят на обслуживание вызовов в час наибольшей нагрузки (ЧНН), и разделить его на продолжительность рабочего времени одного оператора.
Формула для расчета количества рабочих мест (N_рм) выглядит следующим образом:
N_рм = (C * t_оп) / T, где C — количество вызовов в ЧНН, t_оп — нормативное время на обработку одного вызова оператором, T — эффективный фонд рабочего времени одного оператора за час (обычно 3600 секунд).
Процесс расчета:
- Определяем исходные данные: Из условий Варианта 8 берем количество поступающих заявок и нормативное время, затрачиваемое телефонисткой на одну операцию (например, прием заказа, справка, соединение).
- Суммируем общую нагрузку на персонал: Вычисляем общее количество человеко-секунд, необходимых для обработки всех вызовов в ЧНН.
- Рассчитываем количество рабочих мест: Делим полученную нагрузку на эффективный фонд рабочего времени одного сотрудника. Результат округляется до ближайшего целого числа в большую сторону.
Итоговое число, полученное в результате расчета, показывает, сколько телефонисток должно одновременно находиться на рабочих местах в часы пиковой нагрузки, чтобы обеспечить своевременную обработку всех поступающих заказов. Мы завершили все расчетные и аналитические этапы работы. Пришло время обобщить полученные результаты и сформулировать итоговые выводы.
Заключение и выводы по результатам работы
В ходе выполнения данной контрольной работы мы провели комплексный анализ и расчет параметров для трех различных систем организации междугородной связи: ручной заказной, полуавтоматической заказной и автоматической скорой. Были получены следующие ключевые результаты:
- Рассчитано необходимое количество каналов для каждой системы, что продемонстрировало, как автоматизация влияет на потребность в ресурсах.
- Определены коэффициенты использования каналов, которые показали, что автоматическая скорая система обеспечивает наиболее эффективное использование оборудования.
- Вычислено требуемое количество рабочих мест для заказной службы, что связало технические параметры с кадровым планированием.
Основной вывод работы заключается в следующем: анализ показал, что последовательный переход от ручных систем обслуживания к полуавтоматическим и, в конечном счете, к полностью автоматическим скорым системам является экономически и производственно целесообразным. Несмотря на то что автоматическая система может требовать значительных первоначальных вложений, она позволяет обслуживать ту же нагрузку с меньшими потерями, более высоким качеством и, что самое главное, с максимальной эффективностью использования дорогостоящей канальной емкости.
На основе полученных выводов можно дать следующие рекомендации для предприятий связи: необходимо продолжать инвестировать в модернизацию сетей, заменяя устаревшие системы с участием операторов на полностью автоматизированные комплексы. Это позволит не только сократить операционные расходы на персонал, но и значительно повысить качество обслуживания абонентов и эффективность использования сетевой инфраструктуры. Завершающим элементом любой академической работы является список использованных источников.
Список использованной литературы
Корректное оформление списка использованных источников — это не просто формальное требование, а показатель академической добросовестности автора. Он подтверждает, что выводы основаны на достоверных данных, и позволяет другим исследователям проверить или продолжить вашу работу. Ниже приведены примеры оформления источников в соответствии со стандартом ГОСТ.
- Берлин, А. Н. Телекоммуникационные сети: учебник для вузов / А. Н. Берлин. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Горячая линия-Телеком, 2018. — 648 с.
- ГОСТ Р 53731-2009. Сети связи телематические. Качество обслуживания. Показатели качества. — Введ. 2010-01-01. — Москва: Стандартинформ, 2010. — 24 с.
- Клейнрок, Л. Теория массового обслуживания / Л. Клейнрок; пер. с англ. И. И. Грушко; под ред. В. И. Неймана. — Москва: Машиностроение, 1979. — 432 с.
- Лившиц, Б. С. Теория телетрафика: учебник для вузов связи / Б. С. Лившиц, В. А. Фидлин, В. Б. Харченко. — Москва: Радио и связь, 1979. — 224 с.