СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВИАПЕРЕВОЗОК

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к системе прогнозирования экономических показателей авиаперевозок.
Принятие решений по повышению рентабельности авиаперевозок базируется на статистических данных, которыми характеризуются результаты пассажирских авиаперевозок, выполняемых в течение заданного временного периода, в качестве которого может выступать календарный год или календарный сезон.
Статистические данные, как правило, включают следующий состав показателей: номер рейса, наименование маршрута, количество выполненных рейсов каждого номера за заданный период, доход, приходящийся на каждый рейс, доход на пассажирокилометр, среднюю доходную ставку по рейсу, по каждому классу бронирования, полный доход рейса за заданный период, процент занятости кресел на рейсе, количество перевезенных пассажиров, млн. пассажирокилометров, млн. креслокилометров и т.п.
Сопоставление динамики изменения этих показателей в их взаимосвязи позволяет с достаточной степенью вероятности судить о потенциале эксплуатируемого рынка, о структуре пассажиропотока (по доходной ставке), об эффективности расписания (правильности расстановки воздушных судов), о правильности применения тарифов и т.п.
Прогнозирование объемов пассажирских перевозок (как долгосрочное, так и краткосрочное) является для современной авиакомпании одним из аспектов управленческой деятельности. При долгосрочном прогнозировании учитываются тенденции мирового рынка авиаперевозок, которые находят отражение в увеличении или уменьшении частот рейсов на различных направлениях при составлении расписания полетов [1].
Краткосрочное прогнозирование позволяет оперативно отреагировать на изменение ситуации на рынке авиаперевозок и выстроить стратегию авиакомпании, исходя из предполагаемого объема пассажиропотока (например, изменить степень «агрессивности» бронирования, подготовить и провести специальные акции по привлечению пассажиров и т.д.).
Одним из вариантов формирования прогноза объемов пассажирских перевозок является прогнозирование на основе обработки временных рядов, которое позволяет получить весьма надежные результаты [2]. Основой прогнозирования при использовании временных рядов является метод перспективной экстраполяции, которую, однако, надо рассматривать только как начальную стадию построения окончательных прогнозов, т.к. чисто механическое использование экстраполяции может стать причиной значительных ошибок и неправильных выводов.
Применение метода экстраполяции для прогнозирования предполагает, что закономерность, действующая в прошлом, сохранится и в прогнозируемом периоде. При этом ожидается, что общая тенденция развития перевозок в авиакомпании не должна претерпевать серьезных изменений в будущем (например, параметры расписания должны оставаться относительно стабильными), т.к. теоретической основой распространения тенденции на будущее является свойство инерционности, которое позволяет выявлять сложившиеся взаимосвязи между уровнями временного ряда.
Однако эти условия справедливы только при построении краткосрочных прогнозов, поскольку за короткий период условия развития явления и характер его динамики не успевают сильно измениться. При долгосрочных же прогнозах динамичность процессов вступает в противоречие с инерционностью их развития, поэтому в этих случаях метода экстраполяции недостаточно.
Известны системы, которые могли бы быть использованы для решения поставленной задачи (1, 2).
Первая из известных систем содержит модули приема и хранения данных, соединенные с модулями управления и обработки данных, модули поиска и селекции, подключенные к модулям хранения данных и отображения, синхронизирующие входы которых соединены с выходами модуля управления (1).
Существенный недостаток данной системы состоит в невозможности решения задачи обновления данных, хранимых в памяти в виде соответствующих документов одновременно с решением задачи выдачи содержания этих документов пользователям в реальном масштабе времени.
Известна и другая система, содержащая модули приема данных, выходы которых соединены с модулем памяти и с модулем обработки данных, модуль селекции временных интервалов, выходы которого подключены к модулю приема данных, к модулю приема запросов пользователей, к модулю памяти и к модулю обработки данных, выходы которого соединены с одними входами модуля коммутации каналов выдачи данных, другие входы которого соединены с модулем селекции временных интервалов, а выходы являются выходами системы (2).
Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к описываемому.
Ее недостаток заключается в невысоком быстродействии системы, обусловленном тем, что поиск данных ведется по всему объему базы данных системы, что приводит к необоснованной потери времени на поиск требуемой информации и ее анализа.
Цель изобретения - повышение быстродействия системы путем исключения поиска запрашиваемых данных по всему объему базы данных системы и выборки анализируемых данных только по идентификатору временного периода.
Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую первый регистр, информационный вход которого является первым информационным входом системы, синхронизирующий вход является первым синхронизирующим входом системы, а выход первого регистра является информационным выходом системы, второй регистр, выход которого соединен с одним информационным входом сумматора, третий регистр, выход которого подключен к одному входу компаратора, первый счетчик, информационный вход которого является вторым информационным входом системы, а
синхронизирующий вход является вторым синхронизирующим входом системы, четвертый регистр, информационный вход которого является третьим информационным входом системы, а синхронизирующий вход является третьим синхронизирующим входом системы, и модуль интеграции адресных сигналов, один информационный вход которого соединен с выходом сумматора, а выход модуля интеграции адресных сигналов является адресным выходом системы, отличающаяся тем, что система содержит модуль селекции базового адреса записи массива данных, синхронизирующий вход которого подключен к первому синхронизирующему входу системы, а информационный выход соединен с информационным входом первого регистра, при этом первый синхронизирующий выход модуля селекции базового адреса записи массива данных подключен к синхронизирующему входу первого регистра, второй синхронизирующий выход модуля селекции базового адреса записи массива данных соединен с синхронизирующими входами сумматора и компаратора, и с одним синхронизирующим входом модуля интеграции адресных сигналов, а третий синхронизирующий выход модуля селекции базового адреса записи массива данных является первым синхронизирующим выходом системы, второй счетчик, счетный вход которого подключен ко третьему синхронизирующему выходу модуля селекции базового адреса записи массива данных, а выход соединен с другим информационным входом сумматора, модуль селекции базового адреса временного периода, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика, а первый синхронизирующий вход модуля селекции базового адреса временного периода соединен со вторым синхронизирующим входом системы, третий счетчик, счетный вход которого подключен к первому синхронизирующему
входу системы, а выход соединен с другим информационным входом компаратора, модуль формирования текущего адреса считывания данных временного периода, информационный вход которого подключен к информационному выходу модуля селекции базового адреса временного периода, первый синхронизирующий вход соединен с синхронизирующим выходом модуля селекции базового адреса временного периода, а второй синхронизирующий вход модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода подключен к одному выходу компаратора, при этом информационный выход модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода соединен с другим информационным входом модуля интеграции адресных сигналов, первый синхронизирующий выход модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода подключен к другому синхронизирующему входу модуля интеграции адресных сигналов, а второй синхронизирующий выход модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода является вторым синхронизирующим выходом системы, и модуль формирования границ временного периода, информационный вход которого соединен с выходом четвертого регистра, а синхронизирующий вход подключен к другому выходу компаратора, при этом один выход модуля формирования границ временного периода соединен со счетным входом первого счетчика, со вторым синхронизирующим входом модуля селекции базового адреса временного периода, и с установочными входами третьего счетчика и модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода, а другой выход модуля формирования границ временного периода является третьим синхронизирующим выходом системы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема системы, на фиг.2 представлен пример конкретного конструктивного выполнения модуля селекции базового адреса записи массива данных, на фиг.3 - пример конкретного конструктивного выполнения модуля селекции базового адреса временного периода, на фиг.4 - пример конкретного конструктивного выполнения модуля формирования текущего адреса считывания данных временного периода, на фиг.5 - пример конкретного конструктивного выполнения модуля формирования границ временного периода, на фиг.6 - пример конкретного конструктивного выполнения модуля интеграции адресных сигналов.
Система (фиг.1) содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 регистры, первый 5, второй 6 и третий 7 счетчики, модуль 8 селекции базового адреса записи массива данных, сумматор 9, компаратор 10, модуль 11 селекции базового адреса временного периода, модуль 12 формирования текущего адреса считывания данных временного периода, модуль 13 формирования границ временного периода и модуль 14 интеграции адресных сигналов. 1
На фиг.1 показаны первый 20, второй 21 и третий 22 информационные входы системы, первый 23, второй 24 и третий 25 синхронизирующие входы системы, информационный 26 и адресный 27 выходы системы, и первый 28, второй 29 и третий 30 синхронизирующие выходы системы.
Модуль 8 селекции базового адреса записи массива данных (фиг.2) содержит блок памяти 40, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, триггер 41, элементы 42-43 И, элемент 44
ИЛИ, элементы 45-47 задержки. На чертеже также показаны входы 48, 49 и выходы 50-53.
Модуль 11 селекции базового адреса считывания данных временного периода (фиг.3) содержит модуль 55 памяти, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, дешифратор 56, элементы 57-59 ИЛИ, элемент 60 ИЛИ, элементы 61-62 задержки. На чертеже также показаны входы 24, 63, 64 и выходы 65-66.
Модуль 12 формирования текущего адреса считывания данных временного периода (фиг.4) содержит счетчик 70, элемент 71 ИЛИ и элемент 72 задержки. На чертеже также показаны входы 73-76 и выходы 77-79.
Модуль 13 формирования границ временного периода (фиг.5) содержит компаратор 80, счетчик 81 числа годовых интервалов и элемент 82 задержки. На чертеже также показаны входы 83-84 и выходы 85-86.
Модуль 14 интеграции адресных сигналов (фиг.6) содержит триггер 90, элементы 91, 92 И групп и элементы 93 ИЛИ группы. На чертеже также показаны входы 94-97 и выход 27.
Система работает следующим образом.
В базе данных системы хранятся массивы показателей, характеризующие результаты пассажирских авиаперевозок авиакомпании за определенную последовательность календарных периодов, в качестве которых могут выступать либо годовые интервалы, либо интервалы, задаваемые сезонной периодичностью (осенне-зимний сезон, весенне-летний сезон).
Для иллюстрации работы системы используем реальную выборку данных объема пассажирских перевозок, выполненных компанией Аэрофлот в период 1996-2000 гг., из общей базы данных системы, которая ведется с 1980 года (см. таблицу 1).
Для этого система предварительно должна решить задачу формирования массива данных с размерностью, указанной в таблице 1.
С этой целью из данных общей базы данных, где хранятся сведения об объемах всех пассажирских перевозок, выполненных авиакомпанией за предыдущие годы, система должна обеспечить выборку данных указанных в таблице 1.
Таблица 1
Объемы перевозок
Месяц
1996
1997
1998
1999
2000
Январь
272.5
238.0
332.0
324.9
367.1
Февраль
224.8
190.0
272.6
277.0
329.5
Март
284.0
252.3
339.9
316.4
397.7
Апрель
271.9
252.5
319.6
348.9
430.3
Май
292.1
289.6
363.4
371.0
471.4
Июнь
329.9
346.6
399.1
433.4
547.9
Июль
385.4
408.8
487.2
541.6
634.1
Август
441.5
475.8
521.0
563.3
669.2
Сентябрь
352.5
389.6
402.5
465.0
548.1
Октябрь
289.4
331.9
351.3
402.3
442.1
Ноябрь
237.2
307.9
302.7
350.4
350.3
Декабрь
251.4
320.8
329.0
378.6
366.1
Применение метода экстраполяции для прогнозирования предполагает, что закономерность, действующая в прошлом, сохранится и в прогнозируемом периоде. При этом ожидается, что общая тенденция развития перевозок в авиакомпании не должна претерпевать серьезных изменений в будущем (например, параметры расписания должны оставаться относительно стабильными), т.к. теоретической основой распространения тенденции на будущее является свойство инерционности, которое позволяет выявлять сложившиеся взаимосвязи между уровнями временного ряда.
Вместе с тем, последнее справедливо только при построении краткосрочных прогнозов, поскольку за короткий период условия развития явления и характер его динамики не успевают сильно измениться.
При долгосрочных прогнозах динамичность процессов вступает в противоречие с инерционностью их развития, поэтому в этих случаях метода экстраполяции недостаточно.
Построение прогнозов является самым последним этапом анализа временных рядов, который включает в себя следующие этапы:
- графическое представление и описание поведения ряда;
- выделение и исключение регулярных составляющих ряда, зависящих от времени;
- подбор математической модели для описания регулярной составляющей и проверка ее адекватности;
- прогнозирование будущих значений ряда.
Для решения поставленной задачи оператор на своем автоматизированном рабочем месте формирует исходные данные для решаемой задачи.
Во-первых, он должен указать длительность временного периода, данные которого должны быть использованы для прогнозирования. В нашем примере (таблица 1) длительность временного периода равна 5 годам и оператор со своего АРМа (на чертеже не показан) через информационный вход 22 вводит это значение в регистр 4, которое записывается в регистр 4 синхронизирующим сигналом, поступающим с входа 25 системы.
Во-вторых, оператор должен указать код идентификатора начального года временного периода, выбираемого для анализа. В нашем примере таким годом является год 1996 и его цифровое значение с информационного входа 21 системы поступает на вход счетчика 5.
После набора входных данных оператор нажимает клавишу «ВЫПОЛНИТЬ». Занесение входного кода в счетчик 5 осуществляется по синхронизирующему сигналу, поступающему на вход 24 системы.
С выхода счетчика 5 код поступает через вход 63 модуля 11 на вход дешифратора 56 (фиг.3).
Дешифратор 56 расшифровывает код идентификатора начального года временного периода, выдавая на один из своих выходов высокий потенциал.
Параллельно с этим, синхронизирующий импульс с входа 24 системы поступает на вход элемента 60 ИЛИ, задерживается элементом 61 на время занесения кода в счетчик 5 и срабатывания дешифратора 56. Затем этот же импульс поступает на входы элементов 57-59 И, опрашивая их состояние.
Учитывая то обстоятельство, что открытым дешифратором 56 по одному входу будет только один из элементов 57-59 И, то пройдя соответствующий элемент И, синхроимпульс, во-первых, поступает на вход считывания соответствующей фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 55. В фиксированной ячейке ПЗУ хранится базовый адрес ячейки памяти базы данных сервера, начиная с которой в базе данных сервера хранится массив данных указанного календарного года, и считывает код базового адреса календарного года на выход 65 модуля 11.
Код базового адреса с выхода 65 модуля 11 через вход 73 модуля 12 поступает на информационный вход счетчика 70 (фиг.4), куда и заносится синхронизирующим импульсом с выхода 66 модуля 11, задержанным элементом задержки 62 на время считывания кода из модуля 55 памяти.
Код базового адреса с выхода 79 счетчика 70 модуля 12 поступает на информационный вход 95 модуля 14, где он подается на одни входы элементов 92 И группы. Параллельно с этим, синхронизирующий импульс с выхода 77 блока 12 через вход 97 модуля 14 поступает на установочный вход триггера 90 и подтверждает его исходное состояние, при котором высоким потенциалом с инверсного выхода триггер 90 открывает по одним входам элементы 92 И группы.
Код базового адреса с выхода счетчика 70 через вход 95 модуля 14 поступает на другие входы элементов 92 И группы, проходит элементы 93 ИЛИ группы и выдается на адресный выход 27 системы.
Параллельно с описанным процессом формирования адреса считывания базы данных сервера, синхронизирующий импульс с входа 74 модуля 12 проходит элемент 71 ИЛИ, задерживается элементом 72 на время срабатывания счетчика 70, и далее выдается на выход 29 системы в качестве импульса считывания, поступающего на вход первого канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания первой записи массива данных из базы данных сервера по адресу, сформированному на выходе 27.
Содержимое базового адреса выбранной ячейки памяти выдается сервером базы данных через вход 20 системы на информационный вход регистра 1, куда оно заносится синхронизирующим импульсом сервера, поступающим с входа 23 системы. С выхода регистра 1 его содержимое выдается на выход 26 системы.
Кроме того, синхронизирующий импульс с входа 23 системы поступает как на счетный вход счетчика 7, посчитывающего число считанных записей из базы данных сервера, так и на вход 48 модуля 8.
С входа 48 модуля 8 синхронизирующий импульс поступает на входы элементов 42, 43 И. Учитывая, что триггер 41 находится в исходном состоянии, то высоким потенциалом с инверсного выхода элемент 43 И будет открыт, а элемент 42 закрыт низким потенциалом с прямого выхода.
В результате этого входной импульс проходит через элемент 43 И на вход считывания модуля памяти 40, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства, в фиксированной ячейке памяти которого хранится начальный базовый адрес, начиная с которого в базе данных сервера будет формироваться массив данных, необходимый для решения задачи прогнозирования.
В результате считывания базовый адрес поступает на информационный вход регистра 2, куда он и заносится синхронизирующим импульсом с выхода элемента 43 И, задержанного элементом 45 на время считывания кода из ПЗУ 40.
С выхода регистра 2 базовый адрес записи формируемого массива поступает на один вход сумматора 9, на другой вход которого поступают показания счетчика 6, находящегося в исходном состоянии.
Коме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 45 задержки поступает как на прямой вход триггера 41, устанавливая его в единичное состояние, при котором элемент 43 И для очередного входного импульса с входа 48 будет закрыт, а элемент 42 И - открыт, так и на вход элемента задержки 46, задерживающего синхронизирующий импульс на время занесения кода базового адреса в регистр 2.
С выхода элемента 46 задержки синхронизирующий импульс через элемент 44 ИЛИ, во-первых, поступает на синхронизирующий вход сумматора 9, по которому сумматор 9 суммирует показания регистра 2 с нулевыми показаниями счетчика 6, поскольку последний к настоящему моменту времени находится в исходном состоянии.
Во-вторых, этот же импульс с выхода 52 модуля 8 через вход 96 модуля 14 поступает на прямой вход триггера 90, устанавливая его в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггер 90 открывает элементы 91 И, подключая выход сумматора 9 через элементы 91 И группы и элементы 93 ИЛИ к адресному выходу 27. Код адреса выдается на адресный выход 27 системы в качестве адреса записи формируемого массива данных анализируемого временного периода.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 47 на время срабатывания сумматора 9 и триггера 90 и выдается на выход 53 модуля 8 в качестве синхронизирующего импульса записи, который выдается на выход 28 системы в качестве синхронизирующего импульса записи содержимого регистра 1 с выхода 26 системы в базу данных по адресу, сформированному на выходе 27 системы.
Кроме того, с выхода 53 модуля 8 синхронизирующий импульс поступает как на счетный вход счетчика 6, увеличивая его показания на единицу, и фиксируя, тем самым факт записи в базу данных очередной записи формируемого массива, так и на синхронизирующий вход компаратора 10.
На один вход компаратора 10 с выхода регистра 3 постоянно подан код константы, равный числу 12. Эта константа фиксирует число интервалов временного ряда в году и в данном случае она равна 12 месяцам.
На другой вход компаратора 10 подается код с выхода счетчика 7, подсчитывающего помесячное число считываний записей массива данных очередного календарного периода.
Учитывая, что к данному моменту времени в счетчике 9 зафиксировано всего лишь считывание первой записи массива данных, то его показания будут меньше показаний регистра 3.
В результате этого на выходе 101 компаратора 10 формируется синхронизирующий сигнал «меньше», который, во-первых, через вход 75 поступает на счетный вход счетчика 70, увеличивая базовый адрес считывания на единицу.
Во-вторых, этот же импульс проходит элемент 71 ИЛИ и с выхода 77 поступает на установочный 97 вход триггера 90, устанавливая его в исходное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггера группа элементов 92 И будет открыта для передачи кода адреса с выхода счетчика 70 на выход 27 системы.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 72 на время выдачи кода адреса на выход 27 системы, и далее с выхода 78 модуля 12 выдается на выход 29 системы в качестве импульса считывания, поступающего на вход первого канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер вновь переходит на подпрограмму считывания очередной записи массива данных выбранного временного периода из базы данных сервера по адресу, сформированному на выходе 27.
Содержимое очередного адреса выбранной ячейки памяти вновь выдается сервером базы данных через вход 20 системы на информационный вход регистра 1, куда оно заносится синхронизирующим импульсом сервера, поступающим с входа 23 системы. С выхода регистра 1 его содержимое выдается на выход 26 системы.
Кроме того, синхронизирующий импульс с входа 23 системы вновь поступает как на счетный вход счетчика 7, посчитывающего число считанных записей из базы данных сервера, так и на вход 48 модуля 8.
С входа 48 модуля 11 синхронизирующий импульс поступает на входы элементов 42, 43 И. Учитывая, что к этому моменту времени триггер 41 установлен в единичное состояние предыдущим импульсом считывания, то низким потенциалом с инверсного выхода элемент 43 И будет закрыт, а элемент 42 И открыт высоким потенциалом с прямого выхода.
В результате этого входной импульс проходит через элемент 42 И на вход элемента 44 ИЛИ и с выхода 52 модуля 8, во-первых, поступает на синхронизирующий вход сумматора 9, по которому сумматор 9 суммирует показания регистра 2 с показаниями счетчика 6.
Во-вторых, этот же импульс с выхода 52 модуля 8 через вход 96 модуля 14 поступает на прямой вход триггера 90, устанавливая его в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггер 90 открывает элементы 91 И, подключая выход сумматора 9 через элементы 91 И группы и элементы 93 ИЛИ к адресному выходу 27. Код адреса выдается на адресный выход 27 системы в качестве очередного адреса записи формируемого массива данных анализируемого временного периода.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 47 на время срабатывания сумматора 9 и триггера 90 и выдается на выход 53 модуля 8 в качестве синхронизирующего импульса записи. Этот импульс выдается на выход 28 системы в качестве синхронизирующего импульса записи содержимого регистра 1 с выхода 26 системы.
Кроме того, с выхода 53 модуля 8 синхронизирующий импульс поступает как на счетный вход счетчика 6, увеличивая его показания на единицу, и фиксируя, тем самым, факт записи в базу данных очередной записи формируемого массива, так и на синхронизирующий вход компаратора 10.
На один вход компаратора 10 с выхода регистра 3 постоянно подан код константы, равный числу 12. Эта константа фиксирует число интервалов временного ряда в году и в данном случае она равна 12 месяцам.
На другой вход компаратора 10 подается код с выхода счетчика 7, подсчитывающего помесячное число считываний записей массива данных очередного календарного периода.
Если показания счетчика 7 будут меньше кода константы регистра 3. то на выходе 101 компаратора 10 формируется синхронизирующий сигнал «меньше или равно», который, во-первых, через вход 75 поступает на счетный вход счетчика 70, увеличивая базовый адрес считывания на единицу.
Во-вторых, этот же импульс проходит элемент 71 ИЛИ и с выхода 77 поступает на установочный 97 вход триггера 90, устанавливая его в исходное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггера группа элементов 92 И будет открыта для передачи кода адреса с выхода счетчика 70 на выход 27 системы.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 72 на время выдачи кода адреса на выход 27 системы, и далее с выхода 78 модуля 12 выдается на выход 29 системы в качестве импульса считывания, поступающего на вход первого канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер вновь переходит на подпрограмму считывания очередной записи массива данных выбранного временного периода из базы данных сервера по адресу, сформированному на выходе 27.
Процесс считывания годовых  данных из выбранного временного периода и их записи в анализируемый массив базы данных сервера продолжается описанным выше образом до тех пор, пока компаратор 10 не зафиксирует факт равенства входных кодов. Другими словами, в момент равенства кода константы, хранящейся в регистре 3, с количеством записей, зафиксированных счетчиком 7, по синхронизирующему импульсу, поступающему на синхронизирующий вход компаратора, на выходе 102 компаратора 10 формируется сигнал, свидетельствующий об окончании выборки данных первого года временного периода.
Этот сигнал через вход 84 модуля 13, во-первых, поступает на счетный вход счетчика 81 годовых интервалов, увеличивая его показания на единицу.
Во-вторых, этот же сигнал задерживается элементом задержки 82 на время срабатывания счетчика 81 и поступает на синхронизирующий вход компаратора 80.
На один вход компаратора 80 через вход 83 модуля 13 с выхода регистра 4 постоянно подан код числового значения временного периода. В нашем примере числовое значение временного периода равно 5 годам.
На другой вход компаратора 80 подаются показания счетчика 81 годовых интервалов.
Компаратор 80 модуля 13 сравнивает коды по синхроимпульсу, поступающему с выхода элемента задержки 82.
Если показания счетчика 81 будут меньше величины заданного временного периода регистра 4, то на выходе 85 компаратора 80 формируется сигнал, который, во-первых, поступает на счетный вход счетчика 5 и увеличивает количественное значение года на единицу. В нашем примере числовое значение года 1996 будет изменено на числовое значение 1997.
Во-вторых, этот же импульс поступает на установочный вход счетчика 7, через вход 76 модуля 12 поступает на установочный вход счетчика 70, и через вход 49 модуля 8 поступает на установочный вход триггера 41, возвращая их в исходное состояние.
В-третьих, это же импульс через вход 64 модуля 11 поступает на вход элемента 60 ИЛИ, задерживается элементом 61 на время срабатывания счетчика 5 и дешифратора 56. Затем этот же импульс поступает на входы элементов 57-59 И, опрашивая их состояние.
Учитывая то обстоятельство, что открытым дешифратором 56 по одному входу будет теперь другой из элементов 57-59 И, соответствующий года 1997, то пройдя соответствующий элемент И, синхроимпульс, во-первых, поступает на вход считывания соответствующей фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства 55. В фиксированной ячейке ПЗУ хранится базовый адрес ячейки памяти базы данных сервера, начиная с которой в базе данных сервера хранится массив данных указанного календарного года, и считывает код базового адреса календарного года на выход 65 модуля 11.
Код базового адреса с выхода 65 модуля 11 через вход 73 модуля 12 поступает на информационный вход счетчика 70 (фиг.4), куда и заносятся синхронизирующим импульсом с выхода 66 модуля 11, задержанным элементом задержки 62 на время считывания кода из модуля 55 памяти.
Код базового адреса с выхода 79 счетчика 70 модуля 12 поступает на информационный вход 95 модуля 14, где он подается на одни входы элементов 92 И группы. Параллельно с этим, синхронизирующий импульс с выхода 77 модуля 12 через вход 97 модуля 14 поступает на установочный вход триггера 90 модуля 14 и подтверждает его исходное состояние, при котором высоким потенциалом с инверсного выхода триггер 90 открывает по одним входам элементы 92 И группы.
Код базового адреса с выхода счетчика 70 через вход 95 модуля 14 поступает на другие входы элементов 92 И группы, проходит элементы 93 ИЛИ группы и выдается на адресный выход 27 системы.
Параллельно с описанным процессом формирования адреса считывания базы данных сервера, синхронизирующий импульс с входа 74 модуля 12 проходит элемент 71 ИЛИ, задерживается элементом 72 на время срабатывания счетчика 70, и далее выдается на выход 29 системы в качестве  импульса считывания, поступающего на вход первого канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания первой записи массива данных из базы данных сервера по адресу, сформированному на выходе 27.
Содержимое базового адреса выбранной ячейки памяти выдается сервером базы данных через вход 20 системы на информационный вход регистра 1, куда оно заносится синхронизирующим импульсом сервера, поступающим с входа 23 системы. С выхода регистра 1 его содержимое выдается на выход 26 системы.
Кроме того, синхронизирующий импульс с входа 23 системы поступает как на счетный вход счетчика 7, посчитывающего число считанных записей из базы данных сервера, так и на вход 48 модуля 8.
С входа 48 модуля 11 синхронизирующий импульс поступает на входы элементов 42, 43 И. Учитывая, что к этому моменту времени триггер 41 продолжает находиться в единичном состоянии, то низким потенциалом с инверсного выхода элемент 43 И будет закрыт, а элемент 42 И открыт высоким потенциалом с прямого выхода.
В результате этого входной импульс проходит через элемент 42 И на вход элемента 44 ИЛИ и с выхода 52 модуля 8, во-первых, поступает на синхронизирующий вход сумматора 9, по которому сумматор 9 суммирует показания регистра 2 с показаниями счетчика 6.
Во-вторых, этот же импульс с выхода 52 модуля 8 через вход 96 модуля 14 поступает на прямой вход триггера 90, устанавливая его в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггер 90 открывает элементы 91 И, подключая выход сумматора 9 через элементы 91 И группы и элементы 93 ИЛИ к адресному выходу 27. Код адреса выдается на адресный выход 27 системы в качестве очередного адреса записи формируемого массива данных анализируемого временного периода.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 47 на время срабатывания сумматора 9 и триггера 90 и выдается на выход 53 модуля 8 в качестве синхронизирующего импульса записи. Этот импульс выдается на выход 28 системы в качестве синхронизирующего импульса записи содержимого регистра 1 с выхода 26 системы.
Кроме того, с выхода 53 модуля 8 синхронизирующий импульс поступает как на счетный вход счетчика 6, увеличивая его показания на единицу, и фиксируя, тем самым, факт записи в базу данных очередной записи формируемого массива, так и на синхронизирующий вход компаратора 10.
На один вход компаратора 10 с выхода регистра 3 постоянно подан код константы, равный числу 12. Эта константа фиксирует число интервалов временного ряда в году и в данном случае она равна 12 месяцам.
На другой вход компаратора 10 подается код с выхода счетчика 7, подсчитывающего помесячное число считываний записей массива данных очередного календарного периода.
Если показания счетчика 7 будут меньше кода константы регистра 3. то на выходе 101 компаратора 10 формируется синхронизирующий сигнал «меньше или равно», который, во-первых, через вход 75 поступает на счетный вход счетчика 70, увеличивая базовый адрес считывания на единицу.
Во-вторых, этот же импульс проходит элемент 71 ИЛИ и с выхода 77 поступает на установочный 97 вход триггера 90, устанавливая его в исходное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггера группа элементов 92 И будет открыта для передачи кода адреса с выхода счетчика 70 на выход 27 системы.
В-третьих, этот же импульс задерживается элементом 72 на время выдачи кода адреса на выход 27 системы, и далее с выхода 78 модуля 12 выдается на выход 29 системы в качестве импульса считывания, поступающего на вход первого канала прерывания сервера.
По этому сигналу сервер вновь переходит на подпрограмму считывания очередной записи массива данных выбранного временного периода из базы данных сервера по адресу, сформированному на выходе 27.
Описанный процесс формирования анализируемого массива данных (в нашем примере за 1996-2000 годы) продолжается до тех пор, пока компаратор 80 блока 13, не зафиксирует равенство числовых значений в счетчике 81 и регистре 4 выдачей синхронизирующего сигнала на выходе 86.
Этот синхронизирующий сигнал, во-первых, поступает на выход 30 системы и далее на вход третьего канала прерывания сервера. С приходом данного сигнала сервер переходит на программу вычисления прогнозных значений показателей.
Во-вторых, этот же синхронизирующий сигнал поступает на установочные входы узлов и элементов системы, возвращая их в исходное состояние.
В основу построения программы вычисления прогнозных показателей положен механизм анализа временных рядов, в котором принято выделять две составляющие: регулярную и случайную.
Регулярная составляющая включает в себя тренд и сезонную компоненты. Если тренд характеризует основную тенденцию развития временного ряда, то сезонная компонента определяет колебания, периодически повторяющиеся в некоторое определенное время каждого года.
Взаимодействие между собой регулярных составляющих может быть представлено как аддитивная или мультипликативная комбинация:
Y(t)=T(t)+S(t)+err (аддитивная форма)
Y(t)=T(t)*S(t)+err (мультипликативная форма)
где Y(t) - значение уровня в момент t,
T(t) - тренд, выбираемый из параметрического семейства,
S(t) - периодическая компонента (сезонная волна),
err - ошибка аппроксимации.
Аддитивная модель характеризуется главным образом тем, что характер сезонных колебаний остается постоянным.
В мультипликативной модели характер сезонных флуктуации остается постоянным только по отношению к тренду и их величина зависит от значений временного ряда.
Из графика (фиг.7) видно, что объем пассажиропотока имеет во времени возрастающий тренд и во временном ряде имеется ежегодно повторяющаяся закономерность - сезонность. Пик перевозок из года в год приходится на август, минимальный пассажиропоток - на февраль. Структура перевозок по месяцам сохраняется каждый год, т.е. период сезонности равен 12.
После того, как установлено наличие тенденции, решается задача подбора уравнение тренда. В нашем примере речь идет о линейном тренде, который описывается следующим уравнением прямой:
где  - сглаженные (расчетные) уровни исходного временного ряда;
k, b - подлежащие определению зависимые переменные уравнения прямой;
t - независимая переменная (время).
Зависимые переменные в уравнении определяются по методу наименьших квадратов из системы уравнений:
t
где Q - уровни исходного ряда;
t - независимая переменная (время);
n - число уровней ряда.
Решение системы относительно искомых параметров дает:
и
Упрощенный вариант расчета параметров уравнения заключается в переносе начала координат в середину ряда. При этом упрощаются сами нормальные уравнения, кроме того, уменьшаются абсолютные значения величин, участвующих в расчете.
При нечетном числе уровней ряда такое преобразование производится следующим образом: t=..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ... При четном - t=..., -5, -3, -1, 1, 3, 5, ...
Тогда ∑t=0 и система уравнений будет иметь вид:
откуда  и .
На фиг.7 для исходного временного ряда приведен линейный тренд и его уравнение.
Результаты решения задачи прогнозирования сведены в табл.2
Таблица 2
Месяц
Объемы перевозок
Индекс сезонности
1996
1997
1998
1999
2000
Средн. арифм.
Средн. геом.
Аддитивн. форма
Мультипл. форма
Январь
272,5
238,0
332,0
324,9
367,1
306,9
303,3
-62,8
0,85
Февраль
224,8
190,0
272,6
277,0
329,5
258,8
254,3
-110,9
0,71
Март
284,0
252,3
339,9
316,4
397,7
318,1
314,3
-51,6
0,88
Апрель
271,9
252,5
319,6
348,9
430,3
324,7
318,8
-45,1
0,89
Май
292,1
289,6
363,4
371,0
471,4
357,5
351,6
-12,2
0,98
Июнь
329,9
346,6
399,1
433,4
547,9
411,4
404,5
41,6
1,13
Июль
385,4
408,8
487,2
541,6
634,1
491,4
483,3
121,7
1,35
Август
441,5
475,8
521,0
563,3
669,2
534,1
528,6
164,4
1,48
Сентябрь
352,5
389,6
402,5
465,0
548,1
431,5
426,4
61,8
1,19
Октябрь
289,4
331,9
351,3
402,3
442,1
363,4
359,5
-6,3
1,01
Ноябрь
237,2
307,9
302,7
350,4
350,3
309,7
306,7
-60,0
0,86
Декабрь
251,4
320,8
329,0
378,6
366,1
329,2
325,9
-40,6
0,91
Средний уровень ряда для аддитивной формы
302,7
317,0
368,4
397,7
462,8
<img he="6" wi="17" file="00000011.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
0
Средний уровень ряда для мультипликативной формы
297,0
307,6
362,2
389,2
450,2
<img he="6" wi="16" file="00000012.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
1
Таким образом, введение новых узлов и блоков и новых конструктивных связей позволило существенно повысить быстродействие системы путем локализации диапазона адресов поиска данных в базе данных сервера
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:
1. Соколов А.А. Прогнозирование пассажирских перевозок. В книге "Наука и техника гражданской авиации". ВИНИТИ. М.: 1975.
2. Правдин Н.Н., Негрей В.Я. Прогнозирование пассажирских перевозок. М.: Транспорт, 1980
3. Патент США №5455947А, 03.10.95
4. Патент США №5713014А, 27.01.98 (прототип).