Моделирование погрузки корабля
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
схемы позволяет сказать, что в процессе взаимодействия кораблей с кранами возможны следующие ситуации:
режим нормального обслуживания, когда корабль идёт на разгрузку-погрузку к причалу, занимая один кран;
режим отказа в обслуживании с последующим ожиданием на рейде, до тех пор, пока не будет свободен один кран.
.3 Временная диаграмма
Процесс функционирования погрузки-разгрузки кораблей представлен на рисунке два.
На диаграмме:
ось 1 - моменты прихода кораблей;
ось 2 - пребывание кораблей на рейде;
ось 3, 4 - пребывание кораблей на погрузке-разгрузке в старом порту у крана один и два;
ось 5, 6, 7, 8 и 9 - пребывание кораблей в порту на погрузке-разгрузке у крана один, два, три, четыре и пять;
ti - поступления транзактов в систему;
tож1 - время простоя на рейде;
tобi - время обслуживания на i-ом кране.
Временная диаграмма позволяет выявить все особые состояния системы, которые необходимо будет учесть при построении детального моделирующего алгоритма.
Рисунок 2 - Временная диаграмма процесса погрузки-разгрузки кораблей
моделирующий алгоритм программа погрузка
1.4 Q-схема системы
Для формализации задачи используем символику Q-схем. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем структурную схему данной СМО можно представить в виде, показанном на рисунке 3, где И - источник, К - канал, Н накопитель.
Рисунок 3 - Структурная схема функционирования причалов в символике Q-схем
Источник "И" имитирует процесс прихода кораблей. Накопитель "Н" имитирует простой судна на рейде. Каналы "К1", "К2", "К3", и т.д. краны на соответствующих причалах ("К1" и "К2" соответствуют кранам на старом причале, остальные, соответственно, - на новом). При приходе корабля на рейд, он занимает первый не занятый кран на причале. Если все краны заняты, то корабль бросает якорь и ждёт, пока не освободится один из кранов, таким образом, ни одному кораблю не будет отказано в обслуживании.
.5 Математическая модель
Необходимо отметить, что в исходной постановке данную задачу можно решить только методом имитационного моделирования. Для решения одним из аналитических методов, базирующихся на теории массового обслуживания, её следует предварительно упростить, что, естественно, скажется на точности и достоверности полученных результатов.
При решении поставленной задачи аналитическим методом, следует использовать модель многоканальной СМО с неограниченной очередью. После некоторых упрощений условие задачи запишется следующим образом. Пусть имеется семиканальная СМО с очередью, на которую не наложено ограничений ни по длине, ни по времени ожидания. В силу неограниченности очереди каждая заявка рано или поздно будет обслужена, поэтому:
(1.5.1)
Если учесть, что на старом причале обслуживание происходит в среднем:
tстар = ((40-10)+(40+10))/2=40(ч.),(1.5.2)
а на новом:
tнов = ((20-5)+(20+5))/2=20(ч.),(1.5.3)
то в среднем на каждом причале время обслуживания будет:
tобсл = (40+20)/2=30(ч.).(1.5.4)
Следовательно, интенсивность потока обслуживания будет:
tобсл = 1/, = 0,03.(1.5.5)
Определим также интенсивность потока заявок. Если ? - среднее значение интервала времени между двумя соседними заявками, то:
(1.5.6)
Для СМО с неограниченной очередью накладывается ограничение:
, (1.5.7)
где n=7 - число каналов. Если это условие нарушено, то очередь растет до бесконечности, наступает явление "взрыва". Отношение интенсивности входящего потока к интенсивности потока обслуживания называется загрузкой системы, и находится по формуле:
(1.5.8)
следовательно, данная СМО отвечает заданным требованиям.
Вероятность простоя (того, что все обслуживающие аппараты свободны, нет заявок):
(1.5.9)
Среднее число заявок в очереди (длина очереди):
(1.5.10)
Среднее число занятых обслуживанием каналов:
(1.5.11)
Доля каналов, занятых обслуживанием:
(1.5.12)
.6 Укрупнённая схема модулирующего алгоритма
Обобщённая схема моделирующего алгоритма данной задачи, построенная с использованием "принципа ?t", представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Обобщённая схема моделирующего алгоритма процесса погрузки-разгрузки судов
.7 Детальная схема моделирующего алгоритма
Так как программа, которая выбранная для моделирования процесса обслуживания судов, GPSS, то и детальная схема модулирующего алгоритма является ни чем иным как блок диаграмма, составленная в соответствии с требованиями к построению блок диаграмм. На рисунке 5 представлена блок диаграмма для программы 1.
Рисунок 5 - Детальная схема моделирующего алгоритма процесса погрузки-разгрузки судов
.8 Описание машинной программы решения задачи
Программа, находящаяся в приложении, содержит следующие элементы:
блоки "STORAGE", которые имеют метки "OLD" и "NEW" соответствую причалам - старому и новому, соответственно "OLD" имеет размер накопителя 2, а "NEW" - 5;
блок "TRANSFER" имитирует вход в рейд, после которого судно плывёт дальше на обслуживание или остаётся ждать первый свободный кран;
части программы под метками "OLDPR" и "NEWPR" соотв?/p>