Модель порта

Федеральное агентство по образованию РФ Рязанский государственный радиотехнический университет Кафедра АИТП Курсовая работа По дисциплине

«Моделирование систем управления»

На тему «Модель порта»

Выполнил: ст-ы гр. 839

Бобыльков В.В.

Мусолин М.Н.

Ксензюк Р.О.

Проверил: доцент кафедры Морозов А. С.

Рязань 2010 г.

Введение

В данной работе требуется составить описательную, концептуальную и имитационную модель процесса начала навигации в морском порту.

Для достижения поставленной задачи будем использовать имитационное моделирование, так как оно наиболее просто реализуется и дает возможность проведения эксперимента на вычислительной технике. Также с помощью имитационного моделирования можно значительно упростить модель. Это дает наименьшие затраты времени и возможность конкретно определять поставленную задачу без лишних трудностей при хорошей точности обработки результатов.

В данной курсовой работе рассмотрено моделирование навигации в морском порту. В качестве средств программной реализации модели применён язык GPSS.

Составление описания объекта В морском порту имеется два причала: старый и новый. У старого причала одновременно могут швартоваться два судна. Здесь работают два портальных крана, производящие погрузку-разгрузку судна за 40±10 ч. У нового причала имеется место для пяти судов. Здесь работают три крана, производящие погрузку-разгрузку за 20±5 ч. Суда прибывают в акваторию порта каждые 5±3 ч, причём около 40% из них составляют суда имеющие приоритет в обслуживании. В ожидание места у причала судно бросает якорь на рейде. Для швартовки и отхода судна от причала требуется по 1 ч. Времени. Судам, имеющим приоритет в обслуживании, место у причала предоставляется в первую очередь. Разгрузку-погрузку судна всегда производит один кран.

4. Описание и формализация задачи и целей моделирования Задачей является математическое описание процесса работы порта.

В качестве цели моделирования выбираем подсчёт числа судов обслуженных на каждом причале и фиксация максимального количества судов на рейде.

Основные функции запишутся в виде:

1. Входной поток

t= t+

где tвремя поступления i-го корабля;

— интервал поступления кораблей, изменяется по равномерному закону, 53 ч.;

t — время прибытия предыдущего корабля;

Так как в нашем случае 40% судов имеют приоритет в обслуживании то входных потоков будет два.

Общая интенсивность поступления судов равна J=1/5 тогда интенсивность у судов с приоритетом 1 равна, J=0.20.4=0.08 а у судов без приоритета J=0.20.6=0.12. Тогда время поступления судов с приоритетом 1 будет равно: t=1/0.08=12.5 а у судов без приоритета t=1/0.12=8.3.

Разброс времени определим аналогичным способом. В итоге получим: 12,58,3 для судов с приоритетом 1 и 8,35,5 для судов без приоритета.

Обслуживающие аппараты:

В качестве обслуживающего аппарата в системе: Швартовка и отход судна, два причала и рейд.

Швартовка и отход судна:

t= t+

=2 ч.

Причалы

t=t+;

t=t+

где t и t — момент освобождения первого и второго причала.

t и t — начало обслуживания на первом и втором причале.

t=tесли корабль поступили на занятый причал.

t= t — если корабль поступил на свободный причал.

и — время обслуживания на первом и втором причале, подчиняется равномерному закону распределения:

-(40ч.) — для первого причала состоящего из двух портальных кранов.

-(20ч.) — для второго причала состоящего из трёх портальных кранов.

Рейд:

В данной модели очередью является рейд.

rчисло судов на рейде.

3. Правило обслуживания:

В системе «Порт» следующие правила обслуживания:

— 40% судов имеют приоритет в обслуживании.

Определение границ модели и характера переменных В соответствии с поставленными задачей и целью моделирования в качестве модели выбираем два причала и очередь. Все остальные потоки и устройства принимаем за внешнюю среду. Структура модели в этом случае вид не изменила:

Выбор математического аппарата В соответствии с поставленной целью моделирования в виде подсчёта числа судов, обслуженных на каждом причале и фиксации максимального количества судов на рейде, выбираем имитационное моделирование.

m и mчисло судов обслуженных на первом и втором причале.

r — максимальное количество судов в очереди.

Детализация модели В связи с тем, что все краны можно объединить в два причала и прибавить время швартовки и отхода ко времени обслуживания на каждом причале то измениться время обслуживания на каждом причале.

Первый причал состоящий из двух портальных кранов (4010 ч) :

40/ 2+2=22 ч. 10/2=5 -(225ч.)

Второй причал состоящий из 3 портальных кранов (20ч):

20/3+2= 8,7ч. 5/3=1,7 -(8,71,7ч.)

В результате модель можно преобразовать к виду

Разработка имитационной модели Имитационная модель имитирует процесс функционирования реального объекта средствами вычислительной техники.

Имитационная модель строится в четыре этапа:

1) Выбор и составление имитаторов основных функций объекта и внешней среды

2) Составление имитаторов сервисных функций

3) Составление структуры моделирующего алгоритма

4) Описание алгоритма Выбор имитаторов основных функций объекта и внешней среды К основным функциям системы обслуживания относятся:

· имитаторы входных потоков

· имитаторы обслуживания

· имитаторы правила обслуживания В качестве входных потоков в данной модели выступают суда приходящие в порт. Средствами GPSS они имитируются блоком GENERATE A, B. Так как 40% судов имеют приоритеты в обслуживании, то таких блоков будет два.

GENERATE 8.3, 5.5

GENERATE 12.5, 8.3

Обслуживание на причале имитируется блоками SEIZ A. ADVANCE A, B и блоком RELEAS A.

SEIZE Prich1 SEIZE Prich2

ADVANCE 22, 5 ADVANCE 8.7, 1.7

RELEASE Prich1 RELEASE Prich2

Очередь имитируется блоком QUEU A и блоком DEPART A, В

QUEUE Reid

DEPART Reid

Для проверки занятости причалов используется блок TRANSFER A, B, C

TRANSFER both, MM2, MM3

После обработки уничтожение ТА производится блоком TERMINATE А.

TERMINATE 1

Безусловный переход имитируется блоком TRANSFER А, В, С

TRANSFER, ММ1

TRANSFER, ММ4

Составление имитаторов сервисных функций Средствами GPSS может осуществляться сбор, обработка и установка начальных условий, всё это реализуется внутри самих блоков. Искомые количество судов обслуженных на каждом причале и максимальное количество судов на рейде найдем из стандартного отчёта, формируемого программой. Начало моделирования имитируется блоком START 150. Где 150 количество судов зашедших в порт. Уничтожение обработанных данных в программе производится блоком TERMINATE 1.

Составление и описание структуры моделирующего алгоритма

Листинг программы на языке GPSS

GENERATE 8.3,5.5

TRANSFER, MM1

GENERATE 12.5,8.3

MM1 QUEUE Reid

DEPART Reid

TRANSFER both, MM2, MM3

MM2 SEIZE Prich1

ADVANCE 22,5

RELEASE Prich1

TRANSFER, MM4

MM3 SEIZE Prich2

ADVANCE 8.7,1.7

RELEASE Prich2

MM4 TERMINATE 1

Стандартный отчёт

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

PRICH1 42 0.988 22.730 1 0 0 0 48 0

PRICH2 109 0.981 8.696 1 151 0 0 48 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY (0) AVE.CONT. AVE. TIME AVE.(-0) RETRY

REID 1 0 199 199 0.000 0.000 0.000 0

Заключение

В результате моделирования получили следующие характеристики:

— Максимальное количество судов в очереди r=1

— Количество судов обслуженных на первом причале 42, на втором 109.

имитационный моделирование навигация порт

Библиографический список

1. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем: практикум. -М.: Высшая школа, 2003.

2. Максимей И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1998 г.

4. Принцекер А.

Введение

в имитационное моделирование и язык СЛАМ 2.-М.: Мир, 1987 г.

5. Разработка САПР. Кн.9. Имитационное моделирование /Под ред. А. В. Петрова.- М.: Высш.шк., 1990

6. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. М.: Высшая школа. 2001.

7. Конспект лекций «Моделирование систем управления»