Моделирование работы автомойки
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
льной модели системы. Следующим должен стать этап формализации модели.
Так как описанные процессы являются процессами массового обслуживания, то для формализации задачи используем символику Q-схем. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q-схем структурную схему данной СМО (рисунок 1) можно представить в виде, показанном на рисунке 3, где И - источник, К - канал..
3. Q-схема
Источник И имитирует поток автомобилей на станцию мойки.
Мойка представлена каналом К. Машины, заставшие мойку занятой, покидают станцию не обслуженными, что соответствует потоку отказов.
Следовательно, данная система является одноканальной СМО с отказами.
4. Укрупненная схема моделирующего алгоритма
Обобщенная схема моделирующего алгоритма данной задачи, построенная с использованием "принципа t", представлена на рисунке 4.
Блок 6 служит для отсчетов системного времени. Для определения момента остановки моделирования провидится проверка условий, расположенных в блоке 2. Обработка и вывод результатов происходит после достижения в процессе моделирования заданного интервала времени.
5. Детальная схема моделирующего алгоритма
Поток машин на станцию мойки является пуассоновским со средним значением равным 4 минуты. Далее проверяется наличие места на мойке. Если она занята, то машина получает отказ. Иначе автомобиль занимает мойку, обслуживание в которой происходит по экспоненциальному закону со средним значением равным 5 минут. После чего машина освобождает мойку.
Рисунок 5 - Детальная схема моделирующего алгоритма
6. Математическая модель
Перед построением детального моделирующего алгоритма необходимо определить переменные и уравнения математической модели.
Интенсивность потока машин l имеет среднее значение равное 4. Среднее время мойки одной машины равно 5 минут. Станция работает в течение 8 часов, что соответствует 480 единицам модельного времени.
Вероятность того, что прибывшая на станцию мойки машина получит отказ:
Где - число обслуженных машин;
- число машин, получивших отказ;
- вероятность отказа в обслуживании.
Значит, каждая 3 машина не будет обслужена.
Коэффициент загрузки станции вычисляется по формуле:
Где - коэффициент загрузки станции мойки;
- суммарное время занятости мойки;
T - общее имитируемое время работы.
7. Описание машинной программы решения задачи
Программа написана на языке имитационного моделирования GPSS/PC. Листинг программы приведён в приложении 1.
Процедура моделирования моечной станции происходит следующим образом. Поток автомобилей является пуассоновским с использованием обращения к генератору случайных чисел.
Среднее значение времени поступления автомобилей равно 4 минуты. При свободной станции машина занимает её, иначе получает отказ. Время мойки машины происходит по экспоненциальному закону со средним значением равным 5 минут. Затем машина освобождает мойку. Моделирование длится до тех пор, пока не пройдёт 480 единиц модельного времени.
Описание блоков программы.
Блок SIMULATE устанавливает предел времени моделирования для последующей имитации.
Блок GENERATE является источником потока сообщений в модели.
При помощи блока TRANSFER осуществляется пересылка сообщения на указанный блок.
Блок SEIZE имитирует устройство (станцию мойки).
Блок REALESE соответствует освобождению сообщением устройства.
Блок ADVANCE задерживает сообщения на определенное время, с включением его в список будущих событий.
Блок TERMINATE осуществляет уничтожение сообщения и уменьшение счетчика завершенных сообщений.
В программе используются также функции:
=POISSON(RNj,v)
Аргументами которой являются RNj - номер датчика равномерно распределенных псевдослучайных чисел (1) и v - среднее значение.
= EXPONENTIAL(a,b,c)
Первый операнд функции указывает номер используемого датчика равномерно распределенных псевдослучайных чисел (1), второй - смещение экспоненты (нулевое), третий - ее среднее значение (5).
8. Результаты моделирования и их анализ
Выходной файл состоит из статистики об объектах GPSS использованных при построении имитационной модели.
START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES
.000 479.958 7 1 0VALUE7.0003.0004.00010000.000LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
GENERATE 97 0 0
TRANSFER 97 0 03 TERMINATE 50 0 04 SEIZE 47 0 0
ADVANCE 47 0 0
RELEASE 47 0 07 TERMINATE 47 0 0ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
WASHR 47 0.599 6.077 1 47 0 0 0 0
Из отчёта выходной статистики видно, что в процессе моделирования было сгенерировано 97 транзактов. При этом через устройство прошло 47 транзактов, а остальные получили отказ. Коэффициент использования устройства равен 59,9 %.
9. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета. Описание улучшений в работе
При сравнении результатов моделирования и аналитического расчёта были получены различные коэффициенты использования станции мойки. Их разница составила 0,4 %. Это объясняется не совершенством аппаратных средств и использованием в пуассоновском потоке и экспоненциальном распределении генератора псевдослучайных чисел. Вероятность отказа составила 34%. Что является неприемлемым при создании станции мойки. Вследствие этого появилась необходимость усоверше?/p>