Модель функционирования системы воздушных перевозок

Создание областей просмотра

Создайте следующие области просмотра, на которых вы будете помещать сегменты имитационной модели:

При необходимости вы можете создать и другие области просмотра в зависимости от возможностей вашего компьютера и монитора. При этом можете пользоваться встроенными средствами перехода к областям просмотра или добавить свои соответствующие элементы управления.

Значения свойств элементов Область просмотра установите согласно Табл. 9.2.

Для всех областей просмотра оставьте Выравнивать по: Верхнему левому углу, установите из списка Масштабирование: Подогнать под окно.

Ввод исходных данных

Организуйте ввод исходных данных для модели в одном месте. Для удобства пользования, например, при модификации исходных данных, все их целесообразно разделить на две группы по признаку принадлежности к аэропорту 1 и аэропорту 2.

Вывод результатов моделирования

Организуйте вывод результатов моделирования. Их также, как и исходные данные, следует разбить на две группы по признаку принадлежности к соответствующему аэропорту, выделить итоговые показатели. На этой области просмотра можно поместить и вспомогательные переменные, предназначенные для накопления необходимых для расчёта показателей статистических данных.

Перетащите элемент Скруглённый прямоугольник на элемент Область просмотра с именем Результаты.

Перейдите на страницу Дополнительные панели Свойства. Введите в поля X: 25, Y: 2610, Ширина: 510, Высота: 450.

Перетащите элемент text и в поле Текст: введите Результаты моделирования.

Из библиотеки Основная перетащите элементы Простая переменная и поместите их так, как на рис. 9.3. Для всех переменных сохраните предлагаемый тип double, значение по умолчанию - 0. (рис 9.3) Элементы Простая переменная для вывода результатов моделирования

Перетащите ещё элементы text и введите пояснения к результатам моделирования как на рис. 9.3.

Перетащите элемент text и в поле Текст: введите Вспомогательные переменные.

Перетащите элементы Простая переменная и поместите их согласно рис. 9.3.

Для всех переменных оставьте предлагаемый тип double, значение по умолчанию - 0.

С целью сокращения машинного времени для вывода результатов моделирования используйте способ Событие (event). Код, который необходим для обработки статистических данных при наступлении события, вы напишите после построения событийной части модели.

Приступайте к построению событийной части модели, которая в соответствии со структурой системы воздушных перевозок включает имитацию функционирования аэропорта 1 и аэропорта 2.

Имитация функционирования аэропорта 1

Прибытие самолётов в аэропорт 1. Ожидание погрузки

Сегмент предназначен для имитации первоначального (последующего) прибытия самолётов в аэропорт 1, размещения их на стоянках, ожидания и отправки на погрузку (разгрузку) контейнеров.

При построении модели вам придётся воспользоваться Java-кодом, в котором потребуются дополнительные поля заявок. Для этого вы должны создать нестандартный класс заявки с дополнительными полями для записи и хранения параметров, о которых упоминалось ранее (см. п. 9.1.4).

Создайте класс заявок ТранспСредство.

Аналогичным образом создайте классы заявок ГрузАэропорт1 и ГрузАэропорт2 с дополнительными полями колГрузоМест1 и колГрузоМест2 типа int соответственно. Эти классы заявок, как вы помните, будут использоваться при имитации поступления партий грузов в аэропорты 1 и 2 соответственно.

Продолжите построение сегмента имитации Прибытие самолётов в аэропорт 1 и ожидания погрузки.

Поочередно выделите объекты этого сегмента и установите их свойства согласно Табл. 9.4.

Остановимся на замысле построения сегмента.

При запуске модели источники самолёт1 и самолёт2 генерируют число заявок, равное количеству самолётов типа А и типа Б соответственно. На этом активность источников прекращается.

Эти заявки-самолёты поступают на имитируемые объектами queue стоянки стоянкаПогр1А и стоянкаПогр1Б соответственно.

Элементы hold и hold1 изначально заблокированы, поэтому заявки-самолёты дальше не проходят.

Элементы hold и hold1 управляются сегментом Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 1. Как только в аэропорт 1 поступит количество контейнеров, достаточное для полной загрузки самолёта типа А, и этот самолёт имеется на стоянке, а также нет самолётов типа А на погрузке, формируется команда на разблокировывание элемента hold.

Заявка-самолёт поступает на объект наПогрузку1 (объект exit) и далее на сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 1.

Если ожидающих погрузку самолётов типа А нет, а количество контейнеров достаточно для полной загрузки самолёта типа Б и он имеется в наличии, то аналогично формируется команда на разблокировывание элемента hold1. Заявка-самолёт также поступает на объект наПогрузку1 (объект exit) и далее на сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 1.

Элементы enter и enter1 увеличивают число входов объектов queue и queue1 соответственно. Через них поступают в последующем заявки-самолёты, прибывшие из аэропорта 2, разгруженные и теперь отправленные на стоянки ожидания погрузки в аэропорту 1.

Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 1

Сегмент Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 1 предназначен для имитации приёма поступающих от источников грузов (контейнеров), учёта их, определения необходимого количества контейнеров для загрузки соответствующего самолёта и формирования команды для отправки этого самолёта на погрузку контейнеров.

Создайте этот сегмент.

Установите свойства объектов согласно табл. 9.5.

Объект source с именем истГрузов1 генерирует заявку-партию класса ГрузАэропорт1 поступивших контейнеров, число которых в партии распределено по равномерному закону. Заявка-партия поступает на объект selectOutput.

В условии 0 проверяется наличие числа контейнеров, достаточного для полной загрузки самолёта типа А. Если число контейнеров недостаточно, заявка-партия уничтожается. Так продолжается до тех пор, пока не выполнится условие 0.

После выполнения условия 0 проверяется условие 1: наличие самолётов типа А на стоянке ожидания погрузки и незанятость пунктов погрузки.

При выполнении условия 1 формируется команда на разблокировывание элемента hold (см. п. 9.1.8.2) и самолёт типа А отправляется на погрузку.

Если условие 1 не выполняется, например, при отсутствии свободного самолёта типа А, проверяется условие 2.

Если условие 2 не выполняется, то есть недостаточно контейнеров для полной загрузки самолёта типа Б, то заявка-партия уничтожается.

Если условие 2 выполняется (поступило число контейнеров, достаточное для полной загрузки самолёта типа Б), проверяется условие 3: наличие самолётов типа Б на стоянке ожидания погрузки и незанятость пунктов погрузки.

Если условие 3 не выполняется, заявка-партия уничтожается.

При выполнении условия 3 формируется команда на разблокировывание элемента hold1 (см. п. 9.1.8.2) и самолёт типа Б отправляется на погрузку.

Описанная последовательность проверок производится каждый раз при появлении в модели очередной заявки-партии. Все заявки класса ГрузАэропорт1 выводятся из модели.

Погрузка контейнеров в аэропорту 1

Сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 1 предназначен для имитации погрузки в самолёты и отправки загруженных самолётов в полёт в аэропорт назначения.

Создайте сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 1.

Из палитры Презентация перетащите элемент Прямоугольник.

Перейдите на страницу Дополнительные панели Свойства. Введите в поля X: 350, Y: 50, Ширина: 460, Высота: 200. (рис 9.7) Сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 1

Перетащите элемент text и в поле Текст: введите Погрузка контейнеров в аэропорту 1.

Перетащите из Основной библиотеки по два объекта enter, split, queue, delay, selectOutput и по одному объекту exit и sink. Поместите и соедините их так, как на рис. 9.7.

Установите свойства объектов согласно табл. 9.6.

Предположим, что из сегмента ожидания погрузки через объект enter2 поступила заявка-самолёт типа А в объект split. Объектом split заявка размножается на число заявок, равное количеству контейнеров, которые должны быть погружены в самолёт. Заявка-оригинал из модели не выводится.

Таким образом, далее каждая заявка интерпретируется как заявка-контейнер. Тем не менее, каждой копии присваиваются значения полей оригинала, так как после погрузки все заявки-контейнеры, кроме последней, будут выведены из модели.

Заявки-контейнеры занимают очередь к объекту погрузка1А, имитирующему непосредственно погрузку контейнеров в самолёт типа А в аэропорту 1. При покидании очереди выполняется код entity.разные=срВрПогрКонтСам1А, записывающий в поле с именем разные заявки-контейнера среднее время погрузки одного контейнера.

После объекта погрузка1А, на выходе которого ведётся счёт погруженных контейнеров (погрКонтА1++), заявки-контейнеры входят в объект selectOutput1.

Этот объект проверяет условие (entity.колГрузоМест ==погрКонтБ1): полная ли загрузка самолёта? При выполнении этого условия, а оно будет выполнено тогда, когда будет загружен последний контейнер, последняя заявка теперь уже в качестве заявки-самолёта поступит в объект наВзлёт (exit).

Из этого объекта заявка-самолёт типа А с полным грузом поступит в сегмент имитации полёта из аэропорта 1 в аэропорт 2.

Аналогичным образом имитируется погрузка в самолёт типа Б. Имитация начинается с поступления заявки-самолёта через объект enter3 в объект split1.

Полёт из аэропорта 1 в аэропорт 2

Сегмент Полёт из аэропорта 1 в аэропорт 2 предназначен для имитации полёта самолётов с грузом из аэропорта 1 в аэропорт 2.

Создайте сегмент.

Предположим, что поступила заявка-самолёт типа А в объект enter4 и далее в объект с именем полётА12 (delay). Идентификатор полётА12 означает, что объект имитирует непосредственно полёт из аэропорта 1 в аэропорт 2. В аэропорту 2 заявка-самолёт входит в сегмент ожидания разгрузки.

Ожидание разгрузки в аэропорту 1

Сегмент Ожидание разгрузки в аэропорту 1 предназначен для имитации ожидания разгрузки самолётов, прибывающих с грузом из аэропорта 2.

Создайте сегмент.

Предположим, что поступила заявка-самолёт из аэропорта 2 в объект enter6. Если средства разгрузки свободны, то есть выполняется условие (разгрузка1А.size()==0), разблокировывается объект hold2 и заявка-самолёт входит в объект наРазгрузку1 и далее в сегмент имитации разгрузки.

При выходе из объекта наРазгрузку1 блокируется объект hold2 кодом hold2.setBlocked(true), так как теперь средства разгрузки самолётов типа А аэропорта 1 заняты.

Если поступает заявка-самолёт типа Б, то она входит в сегмент через объект enter7. Имитация ожидания разгрузки заявкой-самолётом типа Б производится аналогично.

Разгрузка самолётов в аэропорту 1

Сегмент Разгрузка самолётов в аэропорту 1 предназначен для имитации разгрузки самолётов, прибывающих с грузом из аэропорта 2.

Создайте сегмент.

Предположим, что из сегмента ожидания разгрузки через объект enter8 поступила заявка-самолёт типа А в объект split2. Объектом split2 заявка размножается на число заявок, равное количеству контейнеров, которые должны быть выгружены из самолёта. Заявка-оригинал из модели не выводится.

Таким образом, далее каждая заявка интерпретируется как заявка-контейнер. Тем не менее, каждой копии присваиваются значения полей оригинала, так как после выгрузки все заявки-контейнеры, кроме последней, будут выведены из модели. Однако неизвестно какая из заявок будет последней - оригинал или копия. Поэтому и присваиваются копиям значения полей оригинала.

Заявки-контейнеры занимают очередь к объекту разгрузка1А, имитирующему непосредственно выгрузку контейнеров из самолёта типа А в аэропорту 1. При покидании очереди выполняется код entity.разные=срВрВыгрКонтСам1А, записывающий в поле с именем разные заявки-контейнера среднее время выгрузки одного контейнера.

После объекта разгрузка1А, на выходе которого ведётся счёт выгруженных контейнеров (выгрКонтА1++), заявки-контейнеры входят в объект selectOutput3.

Этот объект проверяет условие (entity.колГрузоМест ==выгрКонтА1): полная ли выгрузка самолёта? При выполнении этого условия, а оно будет выполнено тогда, когда будет выгружен последний контейнер, последняя заявка теперь уже в качестве заявки-самолёта поступит в объект наОжПогр1 (exit).

При выходе из объекта selectOutput3 переменной выгрКонтА1 присваивается значение 0, так она должна участвовать в очередной имитации выгрузки. Кроме того, разблокировывается объект hold2, так как теперь средства выгрузки аэропорта 1 самолётов типа А свободны

Из объекта наОжПогр1 (exit) заявка-самолёт типа А поступит в сегмент имитации ожидания погрузки самолётов типа А аэропорта 1.

Аналогичным образом имитируется выгрузка из самолёта типа Б. Имитация начинается с поступления заявки-самолёта через объект enter9 в объект split3.

Имитация функционирования аэропорта 2

Сегменты, имитирующие функционирование аэропорта 2, построены в основном также, как и сегменты аэропорта 1, поэтому будут отмечены лишь некоторые особенности.

Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 2

Сегмент Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 2 предназначен для имитации приёма поступающих от источников грузов (контейнеров), учёта их, определения необходимого количества контейнеров для загрузки соответствующего самолёта и формирования команды для отправки этого самолёта на погрузку контейнеров (при наличии самолёта).

Установите свойства объектов согласно табл. 9.10.

Объект source с именем истГрузов2 генерирует заявку-партию класса ГрузАэропорт2 поступивших контейнеров. Заявка-партия поступает на объект selectOutput5.

Описанная в п. 9.1.8.2 последовательность проверок условий производится и в данном сегменте каждый раз при появлении в модели очередной заявки-партии. Все заявки класса ГрузАэропорт2 также выводятся из модели.

В данном сегменте, как и в п. 9.1.8.2, при выполнении подобных условий, только относительно аэропорта 2, формируются команды на отправку самолётов на погрузку.

Ожидание разгрузки в аэропорту 2

Сегмент Ожидание разгрузки в аэропорту 2 предназначен для имитации ожидания разгрузки самолётов, прибывших из аэропорта 1.

Создайте сегмент.

Предположим, что поступила заявка-самолёт в объект enter11. В нём проверяется условие: средства разгрузки свободны (разгрузка2Б.size()==0) и на стоянке нет ожидающих разгрузку самолётов? Если да, то разблокировывается объект hold5 и заявка-самолёт типа Б входит в объект наРазгрузку2 и далее в сегмент имитации разгрузки аэропорта 2.

Разгрузка самолётов в аэропорту 2

Сегмент Разгрузка самолётов в аэропорту 2 предназначен для имитации разгрузки самолётов, прибывающих из аэропорта 1.

Создайте сегмент.

Предположим, что из сегмента ожидания разгрузки (п. 9.1.9.2) через объект enter13 поступила заявка-самолёт типа Б в объект split5. Объектом split5 заявка размножается на число заявок, равное количеству контейнеров, которые должны быть выгружены из самолёта. Заявка-оригинал из модели не выводится. Поэтому количество копий на 1 меньше, чем количество выгружаемых контейнеров (entity.колГрузоМест-1).

Таким образом, также, как и в соответствующем сегменте аэропорта 2, далее каждая заявка интерпретируется как заявка-контейнер. Тем не менее, каждой копии присваиваются значения полей оригинала, так как после выгрузки все заявки-контейнеры, кроме последней, будут выведены из модели. Однако неизвестно какая из заявок будет последней - оригинал или копия. Поэтому также и присваиваются копиям значения полей оригинала.

Ожидание погрузки в аэропорту 2

Сегмент Ожидание погрузки в аэропорту 2 предназначен для имитации ожидания погрузки самолётов, прибывших из аэропорта 1, после разгрузки в аэропорту 2.

Создайте сегмент.

Данный сегмент отличается от аналогичного сегмента аэропорта 1 тем, что он не предназначен в том числе и для первичного приёма самолётов. Заявки-самолёты поступают на имитируемые объектами queue стоянки стоянкаПогр2А и стоянкаПогр2Б соответственно только после разгрузки.

Элементы hold6 и hold7 также изначально заблокированы, поэтому заявки-самолёты дальше стоянок не проходят. Элементы hold6 и hold7 также управляются сегментом Поступление и учёт контейнеров в аэропорту 2.

Погрузка контейнеров в аэропорту 2

Сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 2 предназначен для имитации погрузки в самолёты и отправки загруженных самолётов в полёт в аэропорт назначения.

Создайте сегмент Погрузка контейнеров в аэропорту 2.

Полёт из аэропорта 2 в аэропорт 1

Сегмент Полёт из аэропорта 2 в аэропорт 1 предназначен для имитации полёта самолётов с грузом из аэропорта 2 в аэропорт 1.

Из палитры Презентация перетащите элемент Прямоугольник.

Перейдите на страницу Дополнительные панели Свойства. Введите в поля X: 850, Y: 1040, Ширина: 250, Высота: 220.

Перетащите элемент text и в поле Текст: введите Полёт из аэропорта 2 в аэропорт 1. (рис 9.16) Сегмент Полёт из аэропорта 2 в аэропорт 1

Перетащите из Основной библиотеки по два объекта enter, delay и один объект exit. Поместите и соедините их так, как на рис. 9.16.

Установите свойства объектов согласно табл. 9.15.

Вывод результатов моделирования с использованием способа Событие

Для вывода результатов моделирования воспользуйтесь событием, происходящим по истечении таймаута.

коэфДост21=достК21/всегоПостК2;
коэфДост12=достК12/всегоПостК1;
коэфПогр1А=погрузка1А.statsUtilization.mean();
коэфПогр1Б=погрузка1Б.statsUtilization.mean();
коэфПогр2А=погрузка2А.statsUtilization.mean();
коэфПогр2Б=погрузка2Б.statsUtilization.mean();
коэфРазгр1А=разгрузка1А.statsUtilization.mean();
коэфРазгр1Б=разгрузка1Б.statsUtilization.mean();
коэфРазгр2А=разгрузка2А.statsUtilization.mean();
коэфРазгр2Б=разгрузка2Б.statsUtilization.mean();
коэфПолётА12=полётА12.statsUtilization.mean();
коэфПолётБ12=полётБ12.statsUtilization.mean();
коэфИспСам1А=коэфПогр1А+коэфРазгр1А+коэфПолётА12;
коэфИспСам1Б=коэфПогр1Б+коэфРазгр1Б+коэфПолётБ12;
коэфПолётА21=полётА21.statsUtilization.mean();
коэфПолётБ21=полётБ21.statsUtilization.mean();
коэфИспСам2А=коэфПогр2А+коэфРазгр2А+коэфПолётА21;
коэфИспСам2Б=коэфПогр2Б+коэфРазгр2Б+коэфПолётБ21;
коэфИспСамА=(коэфИспСам1А+коэфИспСам2А)/2;
коэфИспСамБ=(коэфИспСам1Б+коэфИспСам2Б)/2;
коэфДост=(достК12+достК21)/(всегоПостК1+всегоПостК2);
коэфИспСам=(коэфИспСамА+коэфИспСамБ)/2;

Запуск и отладка модели

Прежде чем запустить модель:

При правильном построении модели вы получите результаты, показанные на рис. 9.17.

Видно, что коэффициент доставки системы воздушных перевозок при принятых её характеристиках и потоках грузов составляет коэфДост = 0,31 при среднем коэффициенте использования самолётов обоих типов коэфИспСам = 0,638. Коэффициент использования самолёта типа Б (0,481) ниже коэфИспСамА = 0,795.