食堂排隊問題物流仿真項目計劃書

1、食堂排隊問題物流仿真項目計劃書仿真目的應用仿真技術,對汀香一樓食堂排隊問題的進行系統(tǒng)建模,通過仿真進行驗證分析?？紤]食堂購飯的窗口開設數(shù)目是否合適，以達到在高低峰期間能夠合理配置資源，減少資源浪費，增加學生就餐滿意度的目的。仿真問題描述在汀香食堂一樓，經(jīng)?？匆娺@樣的情況：食堂共4個打飯窗口，相當于4個服務窗口，在中午下午下課時間，食堂就餐學生特別多，往往每個窗口都是排著長長的隊伍。食堂的擁擠會造成排隊，極大地增加了學生的時間成本，也會影響食堂的服務效率和服務質(zhì)量。因此解決食堂排隊問題，減少排隊等待時間，是十分重要的。然而對于食堂而言，也有更現(xiàn)實的問題，雖然增加窗口數(shù)量可減少排隊等待時間，但同時

2、也會增加食堂的運營成本，因此如何在兩者之間權衡找到最佳的窗口數(shù)量，對學生和食堂雙方來說是最合適和實用的。食堂一般實行的是先來先服務原則，且學生可自由在隊列間進行轉(zhuǎn)移，并總向最短的隊列轉(zhuǎn)移，沒有學生會因為隊列過長而離去，故可認為排隊方式是單一隊列等待制。由于周末沒課，學生去食堂就餐的時間比較分散，故只考慮周一到周五的情況。據(jù)本小組成員的觀察，食堂就餐的學生一般都可找到座位就餐，因此食堂的容納量是足夠的，主要解決排隊長與服務窗口的問題。仿真模型與步驟1.食堂就餐排隊系統(tǒng)模型假設 為了更好地研究就餐排隊系統(tǒng)模型，本文對系統(tǒng)的組成要素進行假設： (1) 排隊規(guī)則：若食堂中有空閑的購飯窗口，則學生到達后

3、可直接開始購飯， 如果有人正在接受服務，學生會選擇隊伍長度最短的窗口進行等候，直到窗口不再忙碌時再接受業(yè)務。(2) 服務機構：假定食堂開放了c個購飯窗口，每個窗口都可以單獨地為學生服務，互不干擾，一起工作，而且在同一時刻同一個窗口下一次只為一位學生服務。2.食堂購飯排隊系統(tǒng)性能指標 為了更好的研究排隊系統(tǒng)特性，對得到的數(shù)據(jù)進行后續(xù)分析，需要考慮的系統(tǒng)性能指標有： (1) 平均排隊等待時間 Wqn=1ni=1nWi (2.1)式中Wi 第 i 個旅客排隊等待時間； (2) 平均隊長 Lqn=1Ti=1TmL(t) (2.2)式中L(t)t時刻排隊等待的學生數(shù)目； Tm仿真時間上限。 在實際編程中

4、，式(2.2)可采用以下形式：Lqn=1mi=1mLi式中m隊長的統(tǒng)計數(shù)目；Li 第 i 次統(tǒng)計的實際隊長。3.食堂購飯排隊系統(tǒng)的仿真 由于排隊系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的事件主要包括：學生到達事件，學生離去事件，因此采用離散事件對系統(tǒng)進行仿真。 （1）仿真流程分析分別對排隊系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)及總體模擬流程進行分析，畫仿真流程圖。（2）系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)變量的確定 學生到達食堂、服務完成后學生離去。（3）系統(tǒng)仿真說明，為了清楚模型的參量，便于系統(tǒng)仿真，將該模擬程序中的子程序及主要變量進行定義。（4）仿真結果分析，按照仿真流程圖，利用 C 語言編程，對食堂購飯排隊系統(tǒng)進行仿真。四、擬采用的仿真方法采用Anylogic軟件

5、編程實現(xiàn)仿真模型。多次重復仿真，分析求解方法的有效性，對排隊等情況進行分析，求出最符合實際情況且達到系統(tǒng)平衡的方法，并利用軟件編程實現(xiàn)不同問題模型的仿真。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc452846287 HYPERLINK l _Toc452846288 第一章 問題描述 PAGEREF _Toc452846288 h 1 HYPERLINK l _Toc452846289 1.1 食堂排隊的影響因素 PAGEREF _Toc452846289 h 1 HYPERLINK l _Toc452846290 1.2 學生排隊行為 PAGEREF _Toc45

6、2846290 h 2 HYPERLINK l _Toc452846291 第二章 數(shù)據(jù)的收集與整理 PAGEREF _Toc452846291 h 3 HYPERLINK l _Toc452846292 2.1 學生到達情況 PAGEREF _Toc452846292 h 3 HYPERLINK l _Toc452846293 2.2 窗口服務時間 PAGEREF _Toc452846293 h 4 HYPERLINK l _Toc452846294 第三章 模型構建 PAGEREF _Toc452846294 h 7 HYPERLINK l _Toc452846295 3.1 食堂排隊系統(tǒng)

7、的仿真模型 PAGEREF _Toc452846295 h 7 HYPERLINK l _Toc452846296 3.1.1 學生活動流程。 PAGEREF _Toc452846296 h 7 HYPERLINK l _Toc452846297 3.1.2 學生到達流程分析。 PAGEREF _Toc452846297 h 8 HYPERLINK l _Toc452846298 3.1.3 學生離去流程分析。 PAGEREF _Toc452846298 h 9 HYPERLINK l _Toc452846299 3.1.4 仿真的總體流程。 PAGEREF _Toc452846299 h 1

8、0 HYPERLINK l _Toc452846300 第四章 仿真軟件程序 PAGEREF _Toc452846300 h 11 HYPERLINK l _Toc452846301 4.1 系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)變量的確定 PAGEREF _Toc452846301 h 11 HYPERLINK l _Toc452846302 4.2 系統(tǒng)仿真說明 PAGEREF _Toc452846302 h 11 HYPERLINK l _Toc452846303 4.3 仿真條件假定 PAGEREF _Toc452846303 h 12 HYPERLINK l _Toc452846304 第五章 仿真結果分析

9、PAGEREF _Toc452846304 h 13 HYPERLINK l _Toc452846305 5.1 仿真模型圖 PAGEREF _Toc452846305 h 13 HYPERLINK l _Toc452846306 5.2 仿真結果分析 PAGEREF _Toc452846306 h 13 HYPERLINK l _Toc452846307 5.3 優(yōu)化調(diào)整 PAGEREF _Toc452846307 h 14 HYPERLINK l _Toc452846308 參考文獻 PAGEREF _Toc452846308 h 15 HYPERLINK l _Toc452845997

10、成績評定表16第一章 問題描述排隊系統(tǒng)已經(jīng)越來越廣泛地被應用在生活中，隨著考慮因素的復雜化，傳統(tǒng)的數(shù)學方法已經(jīng)很難解決排隊問題，而計算機模擬可以有效、快速地分析系統(tǒng)特征與性能，模擬實際排隊過程，可以很好地解決排隊問題。因此，對排隊模型進行仔細分析，并建立具有普遍性且可行的排隊模擬，為理論上復雜又難解的排隊問題提供了解決依據(jù)，進而可以拓展排隊論的應用范圍，對現(xiàn)實生活具有重大意義。1.1 食堂排隊的影響因素對實際食堂排隊系統(tǒng)整體運行過程與環(huán)節(jié)的觀察與了解，可以發(fā)現(xiàn)，在食堂大廳內(nèi)，設置有多個打飯窗口，每個運行的窗口前可以排一列隊，學生因為就餐到達食堂，基本上是一個接著一個到來的，人數(shù)多時，需要排隊，

11、選擇在哪個窗口打飯也是一個隨機量，一般情況下會選擇服務效率高或最短隊伍進行排隊，先來的學生先接受服務，當學生開始打飯時，服務人員一次只為一個學生提供服務，作業(yè)時間是不確定的。因此，從這整個排隊的過程來看，學生隨機到食堂就餐形成的排隊系統(tǒng)是輸入過程、服務機構的指標均為隨機變化的排隊系統(tǒng)?？偨Y影響因素如下。（1）學生到達情況分析 考慮食堂購飯窗口排隊系統(tǒng)的特點，可以發(fā)現(xiàn)，進入食堂并且開始排隊的學生是窗口服務的對象。學生到達數(shù)目較少、間隔較長，低于窗口開設數(shù)目及服務時間，則不需排隊可直接接受服務，此時并無排隊現(xiàn)象，學生到達數(shù)目較多、間隔較短，則需要進入隊列排隊，若達到的學生數(shù)目遠遠超過窗口的開設數(shù)目

12、，會出現(xiàn)很嚴重的排隊現(xiàn)象，此時會嚴重影響窗口的服務效率和學生的滿意程度，造成學生的不耐煩情緒，因此，學生的到達情況，即排隊系統(tǒng)的輸入過程，是研究排隊系統(tǒng)需要考慮的重要因素之一。 研究輸入過程即是研究輸入數(shù)據(jù)的概率分布特性，不難發(fā)現(xiàn)，在食堂，學生的到來是源源不斷的，因此可以認為學生源是無限的。大多數(shù)學生達到食堂都是隨機的，即前后兩個學生是獨立的，互不干擾的。（2）服務效率分析 食堂一般開放多個窗口，同時提供服務，每個窗口都可以單獨地為學生服務，互不干擾，而且在同一時刻同一個窗口下一次只為一位學生辦理業(yè)務。學生按照來到食堂的先后順序購飯，并且學生如果不是隊首需要排隊等待接受服務。在實際觀察中，可以

13、發(fā)現(xiàn)工作人員對每個學生的服務時間是不同的。1.2 學生排隊行為 學生在食堂就餐的過程中，或多或少的會受到來自外界環(huán)境因素、其自身等因素的影響。外界環(huán)境因素主要包括了食堂的結構設計、窗口在食堂內(nèi)的位置及數(shù)量多少以及在窗口前現(xiàn)有顧客的排隊情況；自身影響因素主要有：學生的性格、年齡、口味等。學生在食堂購飯時產(chǎn)生的行為主要有：對窗口的選擇，是否選擇排隊，選擇排隊后接受來自工作人員為其提供的服務以及包括在排隊過程中可能由于受到學生自身條件因素的影響或是受到其他排隊隊伍服務效率等的影響會選擇離開本次排隊隊列等，下面就學生選擇在食堂購飯時產(chǎn)生的行為做具體的分析。 (1) 窗口選擇。學生到食堂后會按照現(xiàn)在食堂

14、開放窗口的數(shù)量、每個窗口前排隊等候的學生數(shù)量選擇在哪個窗口排隊等待。學生通常會進入窗口前沒有人或者人數(shù)少、服務效率高的窗口購飯或者排隊等待，這樣學生就可以減少等待時間，節(jié)約出行時間成本。在本文中學生到達食堂時即根據(jù)隊列長度選擇較短隊列進行排隊。 (2) 跟隨。是指學生進入食堂并且選擇好隊列后，不再變動，一直跟著前方排隊人員，不會因為外界環(huán)境，如其他窗口是否行進速度快、服務效率高、隊伍短而選擇離開當前隊伍，會一直排隊直到辦理業(yè)務的行為。綜上所述，根據(jù)食堂窗口的特征以及排隊論的知識，發(fā)現(xiàn)食堂排隊系統(tǒng)屬于一個先到先服務，等待制的多服務臺排隊系統(tǒng)。第二章 數(shù)據(jù)的收集與整理2.1 學生到達情況 通過統(tǒng)計調(diào)查，得到汀香一樓食堂11：:30-12:00高峰期 2016年 5 月24日-26 日 3 天的學生到達人數(shù)的數(shù)據(jù)，對其進行整理和分析，得到各時段的樣本均值，如表2-1所示。表 2-1 學生到達人數(shù)匯總表時間段每1分鐘學生到達數(shù)11：30-11：4028971097981311:41-11：501412151514161520202711：51-12：0034283329