淮 阴 工 学 院交通运输系统仿真课程设计报告组长苗 选：1091501114第四组组员缪伟炜：1091501115钱 锋：1091501116邵 飞：1091501117汤元旭：1091501118学 院:交通工程学院专 业:运输109吴鼎新周桂良指导者： 2012年6月前 言本课程是交通运输专业本科层次学习的一门专业基础课，主要介绍交通运输系统仿真的基本理论及仿真软件，主要内容有：交通运输系统仿真概论、随机数与随机变量、离散事件系统仿真建模方法、非连续计算机仿真的基本建模原理、仿真模型输入变量的分析方法、初级仿真建模、仿真过程的输出分析、模拟生产系统中的物料转运、计算机仿真在非连续生产制造系统中的应用、连续型模拟与仿真未来等。通过本课程的学习，要求学生掌握计算机仿真的基本理论及Arena仿真软件的基本操作，在此基础上，了解计算机仿真发展的最新动态，达到对与交通运输相关的问题进行初步仿真的能力，并深入体会交通运输系统仿真中的基本思想和方法。为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，并在此基础上，训练和培养学生的独立思考能力及对学习内容的感性认识，设置了单一排队服务系统建模与仿真实验与生产制造环境中的库存系统仿真实验。单一排队服务系统建模与仿真实验为验证性实验，物流系统优化及仿真实验为综合性实验、供应链库存系统及仿真为综合性实验、Flexsim仿真模型构建与应用为综合性实验。该指导书对各项实验应主要了解、掌握的具体知识，训练及培养的技能做出了具体要求。外专业选修交通运输系统仿真课程，应必修以上四项实验。目 录1.课程设计目的与要求11.1 课程设计目的11.2 课程设计要求12.课程设计内容12.1 简单排队系统的仿真与优化12.2 航空枢纽航站楼运作系统优化12.3 码头排队系统仿真22.4 配送中心库存系统仿真33.课程设计步骤33.1简单排队系统的仿真与优化33.1.1概念模型33.1.2初始数据收集43.1.3数据的拟合43.1.4进行系统仿真53.1.5运行程序，得出报告93.1.6数据分析及结论103.2航空枢纽航站楼运作系统优化103.2.1概念模型103.2.2模型中加入实体103.2.3连接端口103.2.4参数设置113.2.5运行模型，得出报告153.2.6数据分析及结论163.3码头排队系统仿真163.3.1概念模型163.3.2模型中加入实体163.3.3连接模块163.3.4具体参数设置173.3.5运行程序，生成报告203.3.6数据分析及结论203.4配送中心库存系统仿真203.4.1概念模型213.4.2 Flexsim模型的建立213.4.3参数设置223.4.4模型运行253.4.5数据分析及结论264.课程设计总结29总结1：苗 选29总结2：缪伟炜29总结3：钱 峰29总结4：邵 飞30总结5：汤元旭315.课程设计任务安排315.1表一：时间安排315.2表二：任务分配325.3附表32交通运输系统仿真课程设计报告书1.课程设计目的与要求1.1课程设计目的本设计是交通运输系统仿真课程教学的重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生善于应用课堂所学理论知识发现问题和解决问题的能力。1.2课程设计要求1、熟练掌握系统仿真的基本原理；2、熟练掌握交通运输系统仿真模型的构建；3、熟练地掌握交通运输系统仿真软件的选择与使用；4、能对数据进行输入分析，能利用仿真得到的数据进行系统优化与改进。2.课程设计内容2.1简单排队系统的仿真与优化假设淮阴工学院第七食堂、第八食堂分别有4个服务窗口，建立仿真模型分别对第七食堂、第八食堂进行仿真研究，学生进入食堂后首先看下第一个服务窗口的服务人员是否繁忙，如果空闲，则在第一个服务窗口打饭，如果繁忙，则去其它空闲的窗口打饭。如果其它窗口也繁忙，则选择排队最短的窗口进行排队打饭。仿真的目的：（1）了解简单排队系统模型的构建与仿真；（2）资源的利用率如何？学生的平均等候时间？平均排队长度？（3）该系统中是否有瓶颈？如果有，该怎样优化系统？注：该系统中需要统计的数据（单位：分钟）：第七食堂：从中午11：00到12：20 的学生到达食堂门口时间间隔；（第一组完成）学生从食堂门口走到服务窗口的时间；（第二组完成）服务员服务单个学生的时间；（第三组完成）学生从服务窗口打完饭走到餐桌的时间。（第四组完成）第八食堂：从中午11：00到12：20 的学生到达食堂门口时间间隔；（第五组完成）学生从食堂门口走到服务窗口的时间；（第六组完成）服务员服务单个学生的时间；（第七组完成）学生从服务窗口打完饭走到餐桌的时间。（第八组完成）2.2航空枢纽航站楼运作系统优化管理部门想要通过研究某个航空枢纽港的第三航站楼以改进其效率。第一步是建立一个模型，来描述其在典型工作日里最繁忙的8小时中的运行情况。本题仅对旅客办理登机手续与安全检查活动加以研究，即一旦旅客通过了安全检查，他们将直接前往登机口，从而退出模型。旅客每次到达一人，在路边下车后从前门进入航站楼，到达间隔时间服从指数分布，均值为0.5分钟（除非特别指出，所有时间单位均为分钟）。在旅客中，有35%的人会向左去往老式的人工柜台办理登机手续；50%的人会向右去往新式的自动柜台办理登机手续；其余的15%不需办理登机手续，直接从前门走去安检（最后这类旅客从航站楼前门走到安检区入口的时间服从35分钟的均匀分布，而前面两类旅客从前门进来后即刻就走到了各自的柜台前）。在人工柜台处有两个工作人员，旅客在柜台前排成单一队列，排队规则为“先到先服务”（FIFO），办理登机手续的时间服从三角分布（1，2，5）；登机手续办理完毕后旅客将前往安检处，其行进时间服从26分钟的均匀分布。自动柜台处有两个工作站（每个工作站包含1台带触摸屏的柜员机和1个处理交运行李的工作人员，可以把柜员机和工作人员看作一个整体，即不要将二者分开处理），自动柜台前也有一条FIFO队列，办理登机手续的时间服从三角分布（0.5,1,1.5）；办完登机手续后旅客将前往安检处，其行进时间服从13分钟的均匀分布（用自动柜台办手续的旅客，干什么都比用人工柜台办手续的旅客快一些）。所有旅客最后都到达安检区，那里有6个工作站，全部旅客排成单一队列，排队规则为FIFO；安检时间服从三角分布（1,2,6）（这一时间包含了所有可能的检查项目，如随身行李的X射线检查、走过金属探测通道、行李开箱检查、利用手工探测器进行身体检查、脱鞋以及对笔记本电脑的检查等）。一旦通过了安全检查（所有人都会通过，尽管有的人可能会时间长一些），旅客们将前往各自的登机口从而退出模型。对这一系统仿真8小时，观察平均队长、平均排队时间、资源利用率以及旅客的系统逗留时间（所有类型的旅客的混在一起统计）。2.3码头排队系统仿真卡车以间隔时间EXPO（9）到达有三个码头的卸货区（所有时间单位为分钟）。码头1、码头2和码头3的卸货时间分别是TRIA（25,28,30）、TRIA（23,26,28）和TRIA（22,25,27）。如果有一个码头空闲，卡车立即到那个码头去。假设卡车到所有码头的行进时间为0。如果有两个以上的码头空闲，卡车选择码头的顺序是（3,2,1）。如果所有码头都忙，则选择队长最小的码头。如果有两个以上码头的队长一样，选择码头的顺序是（1,2,3）。建立模型并运行20 000分钟，统计码头利用率、队长、排队时间和系统逗留时间。2.4配送中心库存系统仿真配送中心是从事货物配送并组织对用户的送货，以实现销售和供应服务的现代流通设施。它不同于传统的仓储设施，在现代商业社会中，配送中心已经成为连锁企业的商流中心、物流中心、信息流中心，是连锁经营得以正常运转的关键设施。下面是一个典型的配送中心运作过程，该配送中心从三个供应商进货，向三个生产商发货。供货商（3个）：当三个供应商各自供应的产品在配送中心的库存小于10件时开始生产，库存大于20件时停止生产。供应商A和供应商B分别以4小时一件的效率向配送中心送产品，供应商C提供一件产品的时间服从3 6小时均匀分布。配送中心发货：当三个生产商各自的库存大于10件时停止发货。当生产商A的库存量小于2时，向该生产商发货；当生产商B的库存量小于3时，向该生产商发货；当生产商C的库存量小于4时，向该生产商发货。配送中心成本和收入：进货成本3元/件；供货价格5元/件；每件产品在配送中心存货100小时费用1元。生产商（3个）：三个生产商均连续生产。生产商A每生产一件产品需要6小时；生产商B每生产一件产品的时间服从3 9小时均匀分布；生产商C每生产一件产品的时间服从2 8小时均匀分布。建立概念模型，并用Flexsim进行仿真，仿真的目的是研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。3.课程设计步骤3.1简单排队系统的仿真与优化3.1.1 概念模型到达食堂选择窗口到达窗口打饭到达餐桌3.1.2初始数据收集1、设计调查的数据表格；2、四个小组在七食堂分别对各自所需要完成的任务进行数据的调查；3.1.3数据的拟合1、将各自调查的数据转化为分钟，然后将数据录入到记事本里面（如图所示）；录入的数据2、打开Arena软件，新建一个空白页，然后将数据导入到Arena软件，对所有数据进行拟合得到相关公式（如图所示）；拟合得到的数据3.1.4进行系统仿真1、打开Arena软件，新建一个“Create”模块，并对模块的属性进行设置（如图所示）；创建Create模块并设置属性2、在后面继续添加“station”“route”模块，并对该模块进行属性设置（如图所示）；创建route模块并设置属性3、在后面继续添加两个“decide”模块，并对该模块进行属性设置（如图所示）；创建decide模块并设置属性4、在后面继续添加四个“process”模块，并对该模块进行属性设置（如图所示）；创建process模块并设置属性5、在后面继续添加“station”“route”模块，并对该模块进行属性设置（如图所示）；创建station、route模块并设置属性6、在后面继续添加 “dispose”模块，并对该模块进行属性设置（如图所示）；创建dispose模块并设置属性7、最后将各自流程图模块依次连接起来，得到一个完整的系统仿真图（如图所示）；将所有模块连接起来3.1.5运行程序、得出报告运行已经做好的仿真，并打出相关数据报告，并对数据进行分析（如图所示）；数据导出报告图3.1.6数据分析及结论窗口1的资源利用率为20.098%，窗口2为0.115%，窗口3、4均为0；四个窗口的平均等候时间均为0；四个窗口的平均排队时间均为0。经过数据统计分析发现窗口的利用率太低，也可能是调查的时间段不是高峰时期。食堂可以增加饭菜种类吸引学生到食堂就餐。3.2航空枢纽航站楼运作系统优化3.2.1 概念模型选择柜台到达柜台办理手续安检到达前门3.2.2模型中加入实