港口系統(tǒng)仿真過程11.doc1

1、港口系統(tǒng)仿真課程實驗報告姓名 楊學云班級 交運專132班 學號 201120611042院系 交通運輸學院指導老師 羅莉華港口系統(tǒng)模擬仿真過程交運專132班 楊學云2011206110421） 用線性同余法產(chǎn)生1000個0,1獨立均勻分布的隨機數(shù)，要求按照以下規(guī)則嘗試兩組參數(shù)，產(chǎn)生兩組1000個隨機數(shù)a) m為2的冪，即m為2的b次方 （比如b取20）并且 c不等于0 ，c是相對于m的素數(shù)（兩者最大公約數(shù)為1），且（k=0,1） 具體步驟如下：a取1+4K為4949，c取一個奇數(shù)11579，m為2的32次方為4294967296，根據(jù)線性同余法公式Xi+1=(aXi+c)modm，計算得出X1

2、為5415887，以及相應的X1000,再將得到的X1-X1000每一個都去除以m得到1000個0-1的隨機數(shù)，平均值為0.487。具體操作見（excel藍色部分）。b）m為2的冪，即m為2的b次方,并且 c等于0 ，種子X0為奇數(shù)，且乘子a 滿足 a=3+8k 或者a=5+8k（k=0,1）具體步驟如下：a取3+8K為83，c取一個奇數(shù)0，m為2的35次方根據(jù)線性同余法公式Xi+1=(aXi+c)modm，計算得出X1為10450779，以及相應的X1000,再將得到的X1-X1000每一個都去除以m得到1000個0-1的隨機數(shù)，平均值為0.4924。具體操作見（e

3、xcel黃色部分）。（2）假設在某港口裝卸服務系統(tǒng)中，通過統(tǒng)計，有以下數(shù)據(jù)：船舶到港過程：服從每天平均3.2艘船的泊松到達過程（A）以第(1)問產(chǎn)生的第一組隨機數(shù)為基礎，按照上述分布特點產(chǎn)生1000艘船舶的到港時間間隔（以min為單位），并計算你所產(chǎn)生的這1000個到達時間間隔的平均值。具體步驟如下：（1）由于船舶到港過程，服從每天平均3.2艘船的泊松到達過程，則船舶到達時間間隔服從指數(shù)分布，則平均到達時間間隔為1440分鐘除以3.2分鐘為450分鐘，根據(jù)反變換技術法，計算所要求的隨機變量X的累積分布函數(shù)(cdf) F(x)，在X的范圍內(nèi)令F(X)=R(R服從0,1上的均勻分布)，求解F(X)

4、=R，以得到X ，計算出平均值為434.19903，具體操作見（excel紫色部分）。（B）以100min為劃分間隔，畫出產(chǎn)生到達時間間隔在各區(qū)間的頻率分布圖。具體步驟如下：求出0-100，100-200,200-300，300-400,400-500.，1900-2000各區(qū)間船舶到達艘數(shù)，求出各區(qū)間的頻率，得到頻率分布圖，具體操作見（excel紫色部分）。（3）統(tǒng)計了200艘船舶的裝卸服務時間，如下表區(qū)間（小時3到55到77到99到1111到13頻數(shù)3560453015（A）根據(jù)該數(shù)據(jù)擬合出裝卸服務時間這個隨機變量的累積分布函數(shù).具體步驟如下：總頻數(shù)為180，的累積分布頻率表如下區(qū)間（小時

5、3到55到77到99到1111到13頻數(shù)3560453015185頻率0.1891890.3243240.2432430.1621620.081081累積分布點135791113累積頻率000.1890.5130.7560.9181制作累積分布圖, 具體操作見（excel橘黃色部分）。（B）以第(1)問產(chǎn)生的第二組隨機數(shù)為基礎，按照上述統(tǒng)計規(guī)律模擬產(chǎn)生1000艘船舶的裝卸服務時間（單位min），并計算你所產(chǎn)生的1000艘船舶裝卸服務時間的平均值。具體步驟如下：（1）根據(jù)表格搜集的數(shù)據(jù)，估計船舶裝卸時間這個隨機變量的累積分布函數(shù)；（2）利用反變換技術法，用（01）均勻分布的隨機數(shù)反變換得到裝卸時

6、間。第一步求斜率求斜率斜率方程為0<=y<0.189189189x/y10.58201X=3+10.582*(Y-0)0.189<=y<0.0.5135x/y6.17284X=5+6.17*(Y-0.189)0.51351<=y<0.0.75675x/y8.230453X=7+8.230*(Y-0.513)0.75675<=y<0.918x/y12.34568X=9+12.34*(Y-0.757)0.918<=y<1x/y24.39024X=11+24.39*(Y-0.918)第二步根據(jù)第一題第二問得到的1000個隨機數(shù)得到1000個

7、船舶裝卸時間，平均值為439.3821分鐘，具體操作見（excel橘黃色部分）。（C）以100min為區(qū)間間隔，畫出產(chǎn)生數(shù)據(jù)在各區(qū)間的頻率分布圖。根據(jù)得到的1000個隨機數(shù)，按不同區(qū)間得出頻率分布如下表：根據(jù)上表制作下圖：4）采用第（2）題產(chǎn)生的1000個船舶到港時間間隔數(shù)據(jù)，第（3）題產(chǎn)生的1000艘船舶裝卸服務時間，假設只有1臺橋吊，對1000艘船舶的裝卸排隊服務過程進行仿真：具體步驟如下：第一步，將得到的1000個船舶到達時間間隔，和1000個裝卸服務時間放入表中，假定初始時刻為0，得到第一艘船舶到達時間，由于只有一臺橋吊，則船到達即可服務，則船舶到達時間為服務開始時間，服務結(jié)束時間就等

8、于服務開始時間加上裝卸服務時間，總耗費時間由于船舶沒有等待，則直接為船舶裝卸服務時間，由于第一艘船舶服務完成，第二艘船舶沒有到達，則橋吊空閑了第一艘船舶服務完成到第二艘船舶開始服務的間隔時間。第二步，船舶到達時間則為第一艘船舶到達時間加上第二艘船舶到達時間間隔，服務開始時間則比較第一艘船舶結(jié)束時間與第二艘船舶到達時間取其中大值，服務結(jié)束時間則同理等于服務開始時間加上服務時間，總耗費時間等于服務結(jié)束時間減去船舶到達時間，等待時間等于船舶開始服務減去船舶到達時間，同理計算1000艘船舶具體數(shù)據(jù)，得到橋吊忙閑率0.0229，每艘船平均等待時間5898.034，每艘船平均在港總時間5467.765，詳

9、細見excel QS4.（5）假設有2臺橋吊（橋吊A和橋吊B，在A和B均空閑時，選擇讓A服務），重復對1000艘船舶的裝卸過程進行仿真，并統(tǒng)計相關統(tǒng)計量（橋吊忙閑率、每艘船舶平均在港總時間、每艘船舶平均等待時間。第一步，將得到的1000個船舶到達時間間隔，和1000個裝卸服務時間放入表中，假定初始時刻為0，得到第一艘船舶到達時間，由于有二臺橋吊，則船到達初即由A服務，則船舶到達時間為服務開始時間，服務結(jié)束時間就等于服務開始時間加上裝卸服務時間，橋吊AB的工作狀態(tài)假定最開始都是空閑，先選擇A開始服務，總耗費時間由于船舶沒有等待，則直接為船舶裝卸服務時間，船舶沒有等待則直接為0，橋吊A最早提供服務

10、時間則為船舶服務結(jié)束時間，橋吊B最早提供服務時間,由于B沒有服務則直接為0.第二步，根據(jù)第一艘船舶到達時間和船舶到達時間間隔得到第二艘船舶到達時間，船舶到達時刻AB橋吊都空閑，則任由A橋吊服務，等待時間為0，總耗費時間為船舶到達時間加上裝卸服務時間，同理得到橋吊AB最早提供服務時間,當?shù)谌掖暗竭_時，橋吊A仍處于服務狀態(tài)，則選擇B橋吊服務，如果船舶到達AB橋吊出于服務狀態(tài)，則需要等待至最先結(jié)束服務橋吊提供服務，橋吊AB工作時間則根據(jù)船舶服務時間決定，橋吊A最早提供服務時間，如果選擇B橋吊服務，則直接為上一船舶橋吊A最早提供服務時間，如果選擇A橋吊服務，則比較船舶到達時間與橋吊A最早提供服務時

11、間和橋吊B最早提供服務時間較小者比較，如果大于二者中較小，則橋吊A最早提供服務時間為船舶到達時間加上服務時間，如果小于二者較小者，則取較小者加上船舶裝卸服務時間, 橋吊B最早提供服務時間，如果選擇A橋吊服務，則直接為上一船舶橋吊B最早提供服務時間，如果選擇B橋吊服務，則比較船舶到達時間與橋吊A最早提供服務時間和橋吊B最早提供服務時間較小者比較，如果大于二者中較小，則橋吊B最早提供服務時間為船舶到達時間加上服務時間，如果小于二者較小者，則取較小者加上船舶裝卸服務時間. 同理計算1000艘船舶具體數(shù)據(jù)，得到橋吊A忙閑率0.599，橋吊B忙閑率0.378,每艘船平均等待時間608，每艘船平均在港總時

12、間174.5.詳細見excel QS5（6）附加題：如果上述服務規(guī)則改為：如果A和B均空閑，則隨機的選擇服務臺服務，重復上述仿真第一步，將得到的1000個船舶到達時間間隔，和1000個裝卸服務時間放入表中，假定初始時刻為0，得到第一艘船舶到達時間，由于有二臺橋吊，則船到達隨機選擇橋吊服務，則船舶到達時間為服務開始時間，服務結(jié)束時間就等于服務開始時間加上裝卸服務時間，橋吊AB的工作狀態(tài)假定最開始都是空閑，先選擇B開始服務，總耗費時間由于船舶沒有等待，則直接為船舶裝卸服務時間，船舶沒有等待則直接為0，橋吊B最早提供服務時間則為船舶服務結(jié)束時間，橋吊A最早提供服務時間,由于A沒有服務則直接為0.第二

13、步，根據(jù)第一艘船舶到達時間和船舶到達時間間隔得到第二艘船舶到達時間，船舶到達時刻AB橋吊都空閑，則任由B橋吊服務，等待時間為0，總耗費時間為船舶到達時間加上裝卸服務時間，同理得到橋吊AB最早提供服務時間,當?shù)谌掖暗竭_時，橋吊B仍處于服務狀態(tài)，則選擇A橋吊服務，如果船舶到達AB橋吊出于服務狀態(tài)，則需要等待至最先結(jié)束服務橋吊提供服務，橋吊AB工作時間則根據(jù)船舶服務時間決定，橋吊A最早提供服務時間，如果選擇B橋吊服務，則直接為上一船舶橋吊A最早提供服務時間，如果選擇A橋吊服務，則比較船舶到達時間與橋吊A最早提供服務時間和橋吊B最早提供服務時間較小者比較，如果大于二者中較小，則橋吊A最早提供服務時間為船舶到達時間加上服務時間，如果小于二者較小者，則取較小者加上船舶裝卸服務時間, 橋吊B最早提供服務時間，如果選擇A橋吊服務，則直接為上一船舶橋