港口系统仿真大作业

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=2^15，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）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(小时)2~44~66~88~1010~11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+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)fori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<=nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendarrival=arrival+interval(i)endifnextA>=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=2^15;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endfori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBprobability=B(i,1);ifprobability>=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifnextA>nextBsumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseprobability2=rand(1,1)ifprobability2>=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)endifnextA>=nextBzong=nextAelsezong=nextBend图19图20吊桥A利用率图21吊桥B利用率图22平均在港时间图23平均等待时间原代码：1.a=9;c=7;m=2^15;x0=7;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=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=2^15;x0=7;D=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;D(n-1,1)=s;endmean(D)histfit(D,10)2.pingju=3.6jiange=3.6/1440interval=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;interval(n-1,1)=-log(1-B(n-1,1))/jiange;endmean(interval)histfit(interval,30)3.x=[2,4,6,8,10,11];y=[0,0.2,0.45,0.75,0.9,1];tan=zeros(5,1);fori=1:5tan(i)=(x(i+1)-x(i))./(y(i+1)-y(i));endstevedore=zeros(1000,1).*60;fori=1:1000switchceil(D(i)*100)casenum2cell(0:20)stevedore(i)=tan(1).*D(i)+x(1);casenum2cell(21:45)stevedore(i)=tan(2).*(D(i)-0.2)+x(2);casenum2cell(46:75)stevedore(i)=tan(3).*(D(i)-0.45)+x(3);casenum2cell(76:90)stevedore(i)=tan(4).*(D(i)-0.75)+x(4);casenum2cell(91,100)stevedore(i)=tan(5).*(D(i)-0.9)+x(5);endend4.nextwork=0;arrival=0;sumstevedore=sum(stevedore)sumawait=0;fori=1:1000ifnextwork>arrivalsumawait=sumawait+(nextwork-arrival)nextwork=arrival+(nextwork-arrival)elsenextwork=arrival+stevedore(i)endarrival=arrival+interval(i)end5.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0sumstevedore=sum(stevedore)fori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<=nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendarrival=arrival+interval(i)endifnextA>=nextBzong=nextAelsezong=nextBend6.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0a=9;c=7;m=2^15;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endfori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBprobability=B(i,1);ifprobability>=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifnextA>nextB