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1、港口系统仿真过程11.doc1 作者： 日期：港口系统仿真课程实验报告姓名 杨学云班级 交运专132班 学号 201120611042院系 交通运输学院指导老师 罗莉华港口系统模拟仿真过程交运专132班 杨学云2011206110421） 用线性同余法产生1000个0,1独立均匀分布的随机数，要求按照以下规则尝试两组参数，产生两组1000个随机数a) m为2的幂，即m为2的b次方 （比如b取20）并且 c不等于0 ，c是相对于m的素数（两者最大公约数为1），且（k=0,1） 具体步骤如下：a取1+4K为4949，c取一个奇数11579，m为2的32次方为4294967296，根据线性同余法公式
2、Xi+1=(aXi+c)modm，计算得出X1为5415887，以及相应的X1000,再将得到的X1-X1000每一个都去除以m得到1000个0-1的随机数，平均值为0.487。具体操作见（excel蓝色部分）。b）m为2的幂，即m为2的b次方,并且 c等于0 ，种子X0为奇数，且乘子a 满足 a=3+8k 或者a=5+8k（k=0,1）具体步骤如下：a取3+8K为83，c取一个奇数0，m为2的35次方为17179869184，根据线性同余法公式Xi+1=(aXi+c)modm，计算得出X1为10450779，以及相应的X1000,再将得到的X1-X1000每一个都去除以m得到1000个0-1
3、的随机数，平均值为0.4924。具体操作见（excel黄色部分）。（2）假设在某港口装卸服务系统中，通过统计，有以下数据：船舶到港过程：服从每天平均3.2艘船的泊松到达过程（A）以第(1)问产生的第一组随机数为基础，按照上述分布特点产生1000艘船舶的到港时间间隔（以min为单位），并计算你所产生的这1000个到达时间间隔的平均值。具体步骤如下：（1）由于船舶到港过程，服从每天平均3.2艘船的泊松到达过程，则船舶到达时间间隔服从指数分布，则平均到达时间间隔为1440分钟除以3.2分钟为450分钟，根据反变换技术法，计算所要求的随机变量X的累积分布函数(cdf) F(x)，在X的范围内令F(X)
4、=R(R服从0,1上的均匀分布)，求解F(X)=R，以得到X ，计算出平均值为434.19903，具体操作见（excel紫色部分）。（B）以100min为划分间隔，画出产生到达时间间隔在各区间的频率分布图。具体步骤如下：求出0-100，100-200,200-300，300-400,400-500.，1900-2000各区间船舶到达艘数，求出各区间的频率，得到频率分布图，具体操作见（excel紫色部分）。（3）统计了200艘船舶的装卸服务时间，如下表区间（小时3到55到77到99到1111到13频数3560453015（A）根据该数据拟合出装卸服务时间这个随机变量的累积分布函数.具体步骤如下：
5、总频数为180，的累积分布频率表如下区间（小时3到55到77到99到1111到13频数3560453015185频率0.1891890.3243240.2432430.1621620.081081累积分布点135791113累积频率000.1890.5130.7560.9181制作累积分布图, 具体操作见（excel橘黄色部分）。（B）以第(1)问产生的第二组随机数为基础，按照上述统计规律模拟产生1000艘船舶的装卸服务时间（单位min），并计算你所产生的1000艘船舶装卸服务时间的平均值。具体步骤如下：（1）根据表格搜集的数据，估计船舶装卸时间这个随机变量的累积分布函数；（2）利用反变换技术
6、法，用（01）均匀分布的随机数反变换得到装卸时间。第一步求斜率求斜率斜率方程为0=y0.189189189x/y10.58201X=3+10.582*(Y-0)0.189=y0.0.5135x/y6.17284X=5+6.17*(Y-0.189)0.51351=y0.0.75675x/y8.230453X=7+8.230*(Y-0.513)0.75675=y0.918x/y12.34568X=9+12.34*(Y-0.757)0.918=y1x/y24.39024X=11+24.39*(Y-0.918)第二步根据第一题第二问得到的1000个随机数得到1000个船舶装卸时间，平均值为439.38
7、21分钟，具体操作见（excel橘黄色部分）。（C）以100min为区间间隔，画出产生数据在各区间的频率分布图。根据得到的1000个随机数，按不同区间得出频率分布如下表：根据上表制作下图：4）采用第（2）题产生的1000个船舶到港时间间隔数据，第（3）题产生的1000艘船舶装卸服务时间，假设只有1台桥吊，对1000艘船舶的装卸排队服务过程进行仿真：具体步骤如下：第一步，将得到的1000个船舶到达时间间隔，和1000个装卸服务时间放入表中，假定初始时刻为0，得到第一艘船舶到达时间，由于只有一台桥吊，则船到达即可服务，则船舶到达时间为服务开始时间，服务结束时间就等于服务开始时间加上装卸服务时间，总
8、耗费时间由于船舶没有等待，则直接为船舶装卸服务时间，由于第一艘船舶服务完成，第二艘船舶没有到达，则桥吊空闲了第一艘船舶服务完成到第二艘船舶开始服务的间隔时间。第二步，船舶到达时间则为第一艘船舶到达时间加上第二艘船舶到达时间间隔，服务开始时间则比较第一艘船舶结束时间与第二艘船舶到达时间取其中大值，服务结束时间则同理等于服务开始时间加上服务时间，总耗费时间等于服务结束时间减去船舶到达时间，等待时间等于船舶开始服务减去船舶到达时间，同理计算1000艘船舶具体数据，得到桥吊忙闲率0.0229，每艘船平均等待时间5898.034，每艘船平均在港总时间5467.765，详细见excel QS4.（5）假设
9、有2台桥吊（桥吊A和桥吊B，在A和B均空闲时，选择让A服务），重复对1000艘船舶的装卸过程进行仿真，并统计相关统计量（桥吊忙闲率、每艘船舶平均在港总时间、每艘船舶平均等待时间。第一步，将得到的1000个船舶到达时间间隔，和1000个装卸服务时间放入表中，假定初始时刻为0，得到第一艘船舶到达时间，由于有二台桥吊，则船到达初即由A服务，则船舶到达时间为服务开始时间，服务结束时间就等于服务开始时间加上装卸服务时间，桥吊AB的工作状态假定最开始都是空闲，先选择A开始服务，总耗费时间由于船舶没有等待，则直接为船舶装卸服务时间，船舶没有等待则直接为0，桥吊A最早提供服务时间则为船舶服务结束时间，桥吊B最
10、早提供服务时间,由于B没有服务则直接为0.第二步，根据第一艘船舶到达时间和船舶到达时间间隔得到第二艘船舶到达时间，船舶到达时刻AB桥吊都空闲，则任由A桥吊服务，等待时间为0，总耗费时间为船舶到达时间加上装卸服务时间，同理得到桥吊AB最早提供服务时间,当第三艘船舶到达时，桥吊A仍处于服务状态，则选择B桥吊服务，如果船舶到达AB桥吊出于服务状态，则需要等待至最先结束服务桥吊提供服务，桥吊AB工作时间则根据船舶服务时间决定，桥吊A最早提供服务时间，如果选择B桥吊服务，则直接为上一船舶桥吊A最早提供服务时间，如果选择A桥吊服务，则比较船舶到达时间与桥吊A最早提供服务时间和桥吊B最早提供服务时间较小者比
11、较，如果大于二者中较小，则桥吊A最早提供服务时间为船舶到达时间加上服务时间，如果小于二者较小者，则取较小者加上船舶装卸服务时间, 桥吊B最早提供服务时间，如果选择A桥吊服务，则直接为上一船舶桥吊B最早提供服务时间，如果选择B桥吊服务，则比较船舶到达时间与桥吊A最早提供服务时间和桥吊B最早提供服务时间较小者比较，如果大于二者中较小，则桥吊B最早提供服务时间为船舶到达时间加上服务时间，如果小于二者较小者，则取较小者加上船舶装卸服务时间. 同理计算1000艘船舶具体数据，得到桥吊A忙闲率0.599，桥吊B忙闲率0.378,每艘船平均等待时间608，每艘船平均在港总时间174.5.详细见excel Q
12、S5（6）附加题：如果上述服务规则改为：如果A和B均空闲，则随机的选择服务台服务，重复上述仿真第一步，将得到的1000个船舶到达时间间隔，和1000个装卸服务时间放入表中，假定初始时刻为0，得到第一艘船舶到达时间，由于有二台桥吊，则船到达随机选择桥吊服务，则船舶到达时间为服务开始时间，服务结束时间就等于服务开始时间加上装卸服务时间，桥吊AB的工作状态假定最开始都是空闲，先选择B开始服务，总耗费时间由于船舶没有等待，则直接为船舶装卸服务时间，船舶没有等待则直接为0，桥吊B最早提供服务时间则为船舶服务结束时间，桥吊A最早提供服务时间,由于A没有服务则直接为0.第二步，根据第一艘船舶到达时间和船舶到
13、达时间间隔得到第二艘船舶到达时间，船舶到达时刻AB桥吊都空闲，则任由B桥吊服务，等待时间为0，总耗费时间为船舶到达时间加上装卸服务时间，同理得到桥吊AB最早提供服务时间,当第三艘船舶到达时，桥吊B仍处于服务状态，则选择A桥吊服务，如果船舶到达AB桥吊出于服务状态，则需要等待至最先结束服务桥吊提供服务，桥吊AB工作时间则根据船舶服务时间决定，桥吊A最早提供服务时间，如果选择B桥吊服务，则直接为上一船舶桥吊A最早提供服务时间，如果选择A桥吊服务，则比较船舶到达时间与桥吊A最早提供服务时间和桥吊B最早提供服务时间较小者比较，如果大于二者中较小，则桥吊A最早提供服务时间为船舶到达时间加上服务时间，如果小于二者较小者，则取较小者加上船舶装卸服务时间, 桥吊B最早提供服务时间，如果选择A桥吊服务，则直接为上一船舶桥吊B最早提供服务时间，如果选择B桥吊服务，则比较船舶到达时间与桥吊A最早提供服务时间和桥吊B最早提供服务时间较小者比较，如果大于二者中较小，则桥吊B最早提供服务时间为船舶到达时间加上服务时间，如果小于二者较小者，则取较小者加上船舶装卸服务时间. 同理计算1000艘船舶具体数据，得到桥吊A忙闲率0.482，桥吊B忙闲率0.494,每艘船平均等待时间477.59，每艘船平均在港总时间47.32.详细见excel QS6
