Прикладная теория графов
Дискретная замкнутая одночастичная цепочка контуров
П. А. Мышкис,
А. Г. Таташев,
М. В. Яшина Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
(МАДИ), г. Москва, Россия
Аннотация:
Рассматривается дискретная динамическая система, называемая замкнутой цепочкой контуров, которая принадлежит классу контурных сетей, введённому А. П. Буслаевым. Замкнутая цепочка содержит
$N$ контуров, на каждом из которых имеется
$2m$ ячеек и одна частица. Контур имеет общую точку, называемую узлом, с каждым из двух соседних контуров слева и справа. Узлы делят контур на две равные части. В каждый момент
$t=0,1,2,\dots$ частица перемещается на одну ячейку в заданном направлении, если нет задержек. Если две частицы стремятся пересечь один и тот же узел, то возникает задержка. В этом случае перемещается только частица контура, расположенного слева от узла. Вводится величина потенциальной задержки частицы, зависящая от времени и принимающая значения
$0$ или
$1$. При
$t\ge m$ равенство этой величины
$1$ означает, что время до задержки частицы не превышает
$m$. Сумма потенциальных задержек всех частиц называется потенциалом задержек. Начиная с некоторого момента времени, состояния системы периодически повторяются (предельные циклы). Отношение числа перемещений частицы к периоду цикла называется средней скоростью частицы. Доказаны следующие теоремы: 1) Потенциал задержек является невозрастающей функцией от времени, причём на предельном цикле значение потенциала задержек не изменяется и равно неотрицательному целому числу не больше
$2N/3$. 2) Если средняя скорость частиц на предельном цикле меньше
$1$, то период цикла (возможно, не являющийся наименьшим) равен
$(m+1)N$. 3) Средняя скорость частиц равна
$v=1-{H}/((m+1)N)$, где
$H$ — потенциал задержек на предельном цикле. 4) Для любого
$m$ существует
$N$, такое, что существует предельный цикл с потенциалом задержек
$H>0$ и, следовательно, со средней скоростью
$v<1$.
Ключевые слова:
динамическая система, контурная сеть, предельный цикл, потенциал задержек.
УДК:
519.7
DOI:
10.17223/20710410/52/8