港口系统仿真大作业.pdf

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1、港口系统仿真课程设计港口系统仿真课程设计交运 172 王星宇 2017106111581.在计算机上利用线性同余法或乘同余法产生0,1 区间独立均匀分布的随机数序列。(A)要求产生 2 组随机数序列，每组1000 个。(B)计算每组随机数的均值，并且以0.1 为间隔，(0,0.1)，(0.1,0.2),(0.2,0.3),.画出随机数落在每个子区间内的频率分布曲线。解：（1）用 a=9，c=7，m=215，x0=7 生成一个 1000 行 1 列的矩阵，用循环语句生成 1000个 0 到 1 之间的随机数，用 mean 函数求平均值并用 histfit 进行作图，如图 1 以及图 2。图 1图

2、 2（2）以下是第二组随机数的生成，流程与第一小组随机数相同，如图3 和图 4。图 3图 42.为模拟船舶的装卸过程，首先需要模拟船舶的到港过程，假设泊位充足，且船舶的到达服从每天平均 3.6 艘船的泊松分（A）以T1 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。（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解：首先将每天3.6 艘船的单位进行转换，然后建立循环语句，因为船舶达港服从泊松到达过程且符合指数分布，所以到达间隔时间可以用R=1-e(a*x)，然后

3、求出平均数并作图，如图 5 和图 6。图 5图 63.为仿真船舶的装卸过程，需模拟船舶的装卸过程。为此，研究人员统计了200 艘船舶的装卸所需时间，如下表所示：区间2446688101011(小时)频数4050603020（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（B）以T1 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），并计算所产生的 1000 艘船舶装卸服务时间的平均值。（C）以 100min 为区间间隔，画出产生数据在各区间的频率分布图。解：可以套用累积分布函数得到函数 tan(i)=(x(i+1)-x(i)/(y(i

4、+1)-y(i)并利用 switch 语句生成装卸时间。如图 7 与图 8。图 7图 8利用 histfit 作图可得出如下装卸时间的分布，如图9。图 94.采用 T2 产生的 1000 个船舶到港时间间隔数据，T3 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：统计桥吊利用率、每艘船舶平均在港总时间、每艘船舶平均等待时间解：吊桥利用率=总服务时间/总时间平均在港时间=（总服务时间+总装卸时间）/船舶数量平均等待时间=总等待时间/船舶数量其中总的服务时间就是第一艘船开始到最后一艘船的结束，如图10，11，12，13。图 10图 11

5、图 12图 135.假设有 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（桥吊利用率、每艘船舶平均在港总时间、每艘船舶平均等待时间）。解：根据题意，利用循环嵌套的语句进行解答比较合适，A 与 B 同时空闲就选择 A，A 空闲B 在忙就选择 A，B 空闲 A 在忙就选择 B，如图 14，15，16，17，18。本题全代码如下nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0sumstevedore=sum(stevedore)

6、for i=1:1000if arrival=nextA&arrival=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseif arrival=nextA&arrivalnextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseif arrival=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif

7、nextA=nextBzong=nextAelsezong=nextBend图 14图 15 吊桥 A 利用率图 16 吊桥 B 利用率图 17 平均在港时间图 18 平均等待时间6如果上述服务规则改为：如果A 和 B 均空闲，则以 0.6 的概率选择 B，重复上述仿真本题的思路与第五题大致相同，就是在判断语句有所改变，代码如下并如图 19，20，21，22。nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0a=9;c=7;m=215;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;while n=nextA&arr

8、ival=nextBprobability=B(i,1);if probability=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseif arrival=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif arrival=nextA&arrival

9、nextBsumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif nextA=0.6sumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=s

10、umstevedoreB+stevedore(i)endendendarrival=arrival+interval(i)endif nextA=nextBzong=nextAelsezong=nextBend图 19图 20 吊桥 A 利用率图 21 吊桥 B 利用率图 22 平均在港时间原代码：1.a=9;c=7;m=215;x0=7;B=zeros(1000,1);n=1;while n=1000n=n+1;x=rem(a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endmean(B)histfit(B,10)a=11;c=0;m=215;x0=7;D=zeros(1

11、000,1);n=1;while n=1000n=n+1;x=rem(a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;D(n-1,1)=s;endmean(D)图 23 平均等待时间histfit(D,10)2.pingju=3.6jiange=3.6/1440interval=zeros(1000,1);n=1;while narrivalsumawait=sumawait+(nextwork-arrival)nextwork=arrival+(nextwork-arrival)elsenextwork=arrival+stevedore(i)endarrival=arrival+interva

12、l(i)end5.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0sumstevedore=sum(stevedore)for i=1:1000if arrival=nextA&arrival=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseif arrival=nextA&arrivalnextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+steved

13、ore(i)elseif arrival=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif nextA=nextBzong=nextAelsezong=nextBend6.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0a=9;c=7;m=215;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;while n=nextA&arrival=nextBprobability=B(i,1);if probabilit

14、y=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseif arrival=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif arrival=nextA&arrivalnextBsumawait=sumawait+(nextB-arrival)next

15、B=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseif nextA=0.6sumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendendarrival=arrival+interval(i)endif nextA=nextBzong=nextAelsezong=nextBend