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>