Курсовая работа: Моделирование системы массового обслуживания
Рисунок 4. Окно "Справка"
Заключение
В ходе работы была создана программа, позволяющая моделировать систему массового обслуживания: проход зрителей на стадион. Программа позволяет производить анализ деятельности системы в целом и тем самым подсчитать количество необходимых аппаратов обслуживания для наиболее эффективной работы системы. В программе предусмотрена возможность изменения практически всех параметров и настроек: задания времени обслуживания и появления зрителей, их общее количество, время моделирования.
Программа позволяет сохранять результаты экспериментов в файл, что тоже сопутствует проведению исследования. Написанное программное средство в ходе моделирования визуально показывает пользователю основные параметры системы. Если у пользователя возникают вопросы по работе с программой, нажатие клавиши F1 позволяет вызвать подробную справку, что делает программу понятной для любого пользователя.
Проводя исследования работы данной системы, можно опираться на то, что при свободных аппаратах обслуживания, зритель идет в первый свободный аппарат, что позволяет определить загруженность системы по работе последнего аппарата и среднего времени проведенному зрителями в очереди. Если система работает не в полную силу, то по диаграмме "Выполнение заявок" видно, что большая часть заявок обслуживается первым аппаратом, а длина очереди стремится к нулю. Показатель эффективности последнего аппарата при этом тоже остается низким. Пример не эффективной работы системы приведен на рисунке 6. Если же количество аппаратов обслуживания мало, и аппараты не успевают справляться с поступающими заявками, то система перегружена, и зрители подолгу находятся в очередях. Показатели эффективности работы всех аппаратов стремятся к 100%, а количество обслуженных аппаратами заявок приблизительно равно. Пример перегруженной системы приведен на рисунке 7. Наиболее эффективная работа системы достигается при эффективности последнего аппарата обслуживания, равной приблизительно 80%, и среднем времени нахождения в очереди менее 10 секунд. Пример эффективной работы системы приведен на рисунке 8.
Каждый пользователь, проводя исследование, сам решает какое количество аппаратов обслуживания ему необходимо для нормального функционирования системы.
Рисунок 6. Пример не эффективной работы системы
Рисунок 7. Пример перегруженной работы системы.
Рисунок 8. Пример эффективной работы системы
Список использованных источников
1. Лифшиц А.Л. Статистическое моделирование СМО, М., 1978.
2. Советов Б.А., Яковлев С.А. Моделирование систем, М: Высшая школа, 1985.
3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика, М: Высшая школа, 2001.
4. Пригодин Н.В. Системный подход в моделировании. М., 1986.
Приложение
Procedure TForm1. Show_Report;
Var
I: Integer;
Begin
If Form3. CheckBox1. Checked=true
then begin
Memo1. Clear;
Form4. Memo1. Clear;
end;
if Form3. RadioButton2. Checked=true then
BEGIN
For i: =1 to Turn_Count Do
Turnikets [i]. Lab. Free;
Memo1. Lines. Add ('Эксперимент №: '+IntToStr (Eksp));
Memo1. Lines. Add ('Общее время моделирования: '+IntToStr (Time));
Memo1. Lines. Add ('Прошло зрителей: '+IntToStr (Count_Of_F_People));
Memo1. Lines. Add ('Из них гостей: '+ IntToStr (G_Count));
Memo1. Lines. Add ('Максимальная длина очереди: '+IntToStr (Max_Queue));
Memo1. Lines. Add ('Средняя длина очереди: '+FloatToStrF (AverageQueue,ffFixed,2,2));
Memo1. Lines. Add (' ');
Memo1. Lines. Add ('Количество заявок');
For i: =1 to Turn_Count Do
Memo1. Lines. Add ('Турникет №'+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Zayavki));
Memo1. Lines. Add (' ');
Memo1. Lines. Add ('Время работы');
For i: =1 to Turn_Count Do
Memo1. Lines. Add ('Турникет №'+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Rabota));
Memo1. Lines. Add (' ');
Memo1. Lines. Add ('Время простоя');
For i: =1 to Turn_Count Do
Memo1. Lines. Add ('Турникет №'+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Prostoy));
Memo1. Lines. Add ('***********************************');
Memo1. Lines. Add (' ');
Memo1. Visible: =True;
Memo1. ReadOnly: =True;
END
else // вывод в отдельном окне
BEGIN
Form4. Show;
For i: =1 to Turn_Count Do
Turnikets [i]. Lab. Free;
Form4. Memo1. Lines. Add ('Эксперимент №: '+IntToStr (Eksp));
Form4. Memo1. Lines. Add ('Общее время моделирования: '+IntToStr (Time));
Form4. Memo1. Lines. Add ('Прошло зрителей: '+IntToStr (Count_Of_F_People));
Form4. Memo1. Lines. Add ('Из них гостей: '+ IntToStr (G_Count));
Form4. Memo1. Lines. Add ('Максимальная длина очереди: '+IntToStr (Max_Queue));
Form4. Memo1. Lines. Add ('Средняя длина очереди: '+FloatToStrF (AverageQueue,ffFixed,2,2));
Form4. Memo1. Lines. Add (' ');
Form4. Memo1. Lines. Add ('Количество заявок');
For i: =1 to Turn_Count Do
Form4. Memo1. Lines. Add ('Турникет '+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Zayavki));
Form4. Memo1. Lines. Add (' ');
Form4. Memo1. Lines. Add ('Время работы');
For i: =1 to Turn_Count Do
Form4. Memo1. Lines. Add ('Турникет '+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Rabota));
Form4. Memo1. Lines. Add (' ');
Form4. Memo1. Lines. Add ('Время простоя');
For i: =1 to Turn_Count Do
Form4. Memo1. Lines. Add ('Турникет '+IntToStr (I) +': '+IntToStr (Turnikets [i]. Prostoy));
Form4. Memo1. Lines. Add ('***********************************');
Form4. Memo1. Lines. Add (' ');
Form4. Memo1. Visible: =True;
Form4. Memo1. ReadOnly: =True;
END;
End;
Procedure TForm1. Add_G;
Var
i, Min,Min_i: Integer;
Begin
Min: =Turnikets [1]. Queue_Len;
Min_i: =1;
For i: =2 To Turn_Count Do
Begin
if Turnikets [i]. Queue_Len<Min Then
Begin
Min: =Turnikets [i]. Queue_Len;
Min_i: =i;
End;
End;
Inc (Turnikets [Min_i]. Queue_Len);
If Turnikets [Min_i]. Queue_Len>Max_Queue Then Max_Queue: =Turnikets [Min_i]. Queue_Len;
For i: =Turnikets [Min_i]. Queue_Len DownTo 2 do
Begin
Turnikets [Min_i]. Queue [i]: =Turnikets [Min_i]. Queue [i-1] ;
End;
Turnikets [Min_i]. Queue [1]. Status: =1; // 1-ый в очереди
Turnikets [Min_i]. Queue [1]. T_in_Queue: =0;
if Turnikets [Min_i]. Status=False Then
Turnikets [Min_i]. R_Obsl: =TimeRandom (G_ServeMin,G_ServeMax);
Turnikets [Min_i]. Status: =True;
Inc (G_Count);
End;
Procedure TForm1. Add_4el;
Var
i, Min,Min_i: Integer;
Begin
Min: =Turnikets [1]. Queue_Len;
Min_i: =1;
For i: =2 To Turn_Count Do
Begin
if Turnikets [i]. Queue_Len<Min Then
Begin
Min: =Turnikets [i]. Queue_Len;
Min_i: =i;
End;
End;
Inc (Turnikets [Min_i]. Queue_Len);
If Turnikets [Min_i]. Queue_Len>Max_Queue Then Max_Queue: =Turnikets [Min_i]. Queue_Len;
Turnikets [Min_i]. Queue [Turnikets [Min_i]. Queue_Len]. Status: =0;
Turnikets [Min_i]. Queue [Turnikets [Min_i]. Queue_Len]. T_in_Queue: =0;
if Turnikets [Min_i]. Status=False Then
Turnikets [Min_i]. R_Obsl: =TimeRandom (ServeMin,ServeMax);
Turnikets [Min_i]. Status: =True;
End;
Function TForm1. TimeRandom;
Begin
Result: =Random (Max-Min+1) +Min;
End;
Procedure TForm1. Refresh;
Var
I: Integer;
Begin
For i: = 1 to Ap_Cnt do
Begin
Turnikets [i]. Queue_Len: =0;
Turnikets [i]. T_Obsl: =0;
Turnikets [i]. R_Obsl: =0;
Turnikets [i]. Status: =False;
Turnikets [i]. Zayavki: =0;
Turnikets [i]. Rabota: =0;
Turnikets [i]. Prostoy: =0;
Turnikets [i]. Lab: =TLabel. Create (PageControl1);
Turnikets [i]. Lab. Left: =7;
Turnikets [i]. Lab. Top: =140+i*20;
(PageControl1 as TPageControl). Pages [0]. InsertControl (Turnikets [i]. Lab);
End;
End;
Function TForm1. Zna4_Read;
Var
Zn: Integer;
Begin
Try
Zn: =StrToInt (ET. Text);
Except
ShowMessage ('Значение поля некорректно!!! ');
End;
if Zn<Min Then Zn: =Min;
if Zn>Max Then Zn: =Max;
ET. Text: =IntToStr (Zn);
Result: =Zn;
End;
procedure TForm1. Timer1Timer (Sender: TObject);
Var
I,J: Integer;
// s: string;
begin
Chart1. Series [0]. Clear;
Inc (Time);
Label17. Caption: ='Время моделировния '+IntToStr (Time);
Inc (Time_4el);
Inc (Time_Guest);
inc (k);
// kartinka
if (k=100) and (change=true) then
begin
inc (kartinka);
Image1. Picture. LoadFromFile (s+inttostr (kartinka) +'. jpg');
k: =0;
if kartinka=11 then
kartinka: =1;
end;
if Time_4el=Random_4el Then // Зритель пришел
Begin
Add_4el;
Random_4el: =TimeRandom (ComeMin,ComeMax);
Time_4el: =0;
End;
if Time_Guest=Random_Guest Then // Гость пришел
Begin
Add_G;
Random_Guest: =TimeRandom (G_ComeMin,G_ComeMax);
Time_Guest: =0;
End;
For I: =1 to Turn_Count Do
Begin
Full_Queue_Len: =Full_Queue_Len+Turnikets [i]. Queue_Len;
If Turnikets [i]. Status Then
Begin
Inc (Turnikets [i]. Rabota);
Turnikets [i]. Lab. Caption: ='ТУРНИКЕТ '+IntToStr (i) +' занят ';
Turnikets [i]. Lab. Caption: =Turnikets [i]. Lab. Caption+' '+'Очередь '+IntToStr (Turnikets [i]. Queue_Len-1);
End
Else
Begin
Inc (Turnikets [i]. Prostoy);
Turnikets [i]. Lab. Caption: ='ТУРНИКЕТ '+IntToStr (i) +' свободен ';
Turnikets [i]. Lab. Caption: =Turnikets [i]. Lab. Caption+' '+'Очередь '+IntToStr (Turnikets [i]. Queue_Len);
End;
If Turnikets [i]. Status Then
Begin
Inc (Turnikets [i]. T_Obsl);
If Turnikets [i]. T_Obsl=Turnikets [i]. R_Obsl Then // Закончено время обслуживания
Begin
Inc (Turnikets [i]. Zayavki);
Turnikets [i]. T_Obsl: =0;
Inc (Count_Of_F_People);
Dec (Turnikets [i]. Queue_Len);
For J: =1 To Turnikets [i]. Queue_Len Do
Turnikets [i]. Queue [j]: =Turnikets [i]. Queue [j+1] ;
if Turnikets [i]. Queue_Len=0 Then // больше никого нет. Ожидание
Begin
Turnikets [i]. Status: =False;
Turnikets [i]. R_Obsl: =0;
End
Else
Begin
If Turnikets [i]. Queue [1]. Status=0 Then
Begin
Turnikets [i]. R_Obsl: =TimeRandom (ServeMin,ServeMax);
End
Else
Begin
Turnikets [i]. R_Obsl: =TimeRandom (G_ServeMin,G_ServeMax);
End;
End;
End;
End;
Chart1. Series [0]. Add (turnikets [i]. Zayavki,'');
if Edit12. Visible=true then
ProgressBar1. Position: =Time;
End;
If ( (Edit12. Visible=true) and (Time=SetTime)) or // КОНЕЦ!!!
(Count_Of_F_People=People_Count) Then
Begin
Timer1. Enabled: =False;
Button2. Enabled: =false;
ToolButton1. Enabled: =false;
ToolButton2. Enabled: =true; // Save
N21. Enabled: =true;
Button3. Enabled: =true;
AverageQueue: =Full_Queue_Len/ (Time*Turn_Count);
Show_Report;
End;
Label_Count_4el. Font. Color: =ClBlue;
Label_Count_4el. Caption: ='Прошло человек '+IntToStr (Count_Of_F_People);
end;
procedure TForm1. FormCreate (Sender: TObject);
begin
Randomize;
Time: =0;
G_Count: =0;
Turn_Count: =0;
Count_Of_F_People: =0;
Max_Queue: =0;
Full_Queue_Len: =0;
AverageQueue: =0;
Time_4el: =0;
Random_4el: =0;
Time_Guest: =0;
Random_Guest: =0;
PageControl1. Pages [1]. TabVisible: =false;
PageControl1. TabIndex: =0;
end;
procedure TForm1. MenuItem4Click (Sender: TObject);
begin
Close;
end;
procedure TForm1. ToolButton3Click (Sender: TObject);
begin
Close;
end;
procedure TForm1. N1Click (Sender: TObject);
begin
Change: =true;
N1. Checked: =true;
N1. Default: =true;
N2. Checked: =false;
N2. Default: =false;
end;
procedure TForm1. N2Click (Sender: TObject);
begin
change: =false;
N2. Checked: =true;
N2. Default: =true;
N1. Checked: =false;
N1. Default: =false;
end;
procedure TForm1. CheckBox1Click (Sender: TObject);
begin
if CheckBox1. Checked=true
then
begin
Edit12. Visible: =true;
ComboBox1. Visible: =true;
end
else
begin
Edit12. Visible: =false;
ComboBox1. Visible: =false;
end;
end;
procedure TForm1. Na4aloExecute (Sender: TObject);
begin
Inc (Eksp);
FormCreate (Button1. NewInstance);
ComeMin: =Zna4_READ (Edit2,1, 20);
ComeMax: =Zna4_Read (Edit3,ComeMin,ComeMin+50);
ServeMin: =Zna4_READ (Edit4,1, 20);
ServeMax: =Zna4_Read (Edit5,ServeMin,ServeMin+50);
G_ComeMin: =Zna4_READ (Edit6,1, 200);
G_ComeMax: =Zna4_Read (Edit7,ComeMin,ComeMin+200);
G_ServeMin: =Zna4_READ (Edit9,1,100);
G_ServeMax: =Zna4_Read (Edit8,ServeMin,ServeMin+100);
Turn_Count: =Zna4_Read (Edit10,1,100);
People_Count: =Zna4_Read (Edit1,10,10000);
Speed: =Zna4_Read (Edit11,1,1000);
Timer1. Interval: =1000 div Speed;
Refresh (Turn_Count);
Random_4el: =TimeRandom (ComeMin,ComeMax);
Random_Guest: =TimeRandom (G_ComeMin,G_ComeMax);
Timer1. Enabled: =True;
change: =true;
if Edit12. Visible=true then
begin
if ComboBox1. ItemIndex=0 then
SetTime: =Zna4_READ (Edit12,10,43200);
if ComboBox1. ItemIndex=1 then
SetTime: =Zna4_READ (Edit12,1,720) *60;
if ComboBox1. ItemIndex=2 then
SetTime: =Zna4_READ (Edit12,1,12) *3600;
end;
ProgressBar1. Position: =0;
if Edit12. Visible=true then
ProgressBar1. Max: =SetTime
else
ProgressBar1. Max: =0;
ToolButton2. Enabled: =false;
Button3. Enabled: =false;
N21. Enabled: =false;
ToolButton1. Enabled: =true;
Button2. Enabled: =true;
end;
procedure TForm1. StopExecute (Sender: TObject);
begin
Timer1. Enabled: =false;
show_report;
ToolButton2. Enabled: =true;
Button3. Enabled: =true;
N21. Enabled: =true;
ToolButton1. Enabled: =false;
Button2. Enabled: =false;
end;
procedure TForm1. MenuItem11Click (Sender: TObject);
begin
Form2. Show;
end;
procedure TForm1. SaveExecute (Sender: TObject);
begin
If SaveDialog1. Execute then
Memo1. Lines. SaveToFile (SaveDialog1. FileName);
end;
procedure TForm1. createExecute (Sender: TObject);
var
i: byte;
begin
if Button2. Enabled=true then
for i: =1 to Turn_Count do
Turnikets [i]. Lab. Free;
// Turnikets [i]. Lab. Caption: ='';
Label17. Caption: ='';
Label_Count_4el. Caption: ='';
Randomize;
Time: =0;
G_Count: =0;
Turn_Count: =0;
Count_Of_F_People: =0;
Max_Queue: =0;
Full_Queue_Len: =0;
AverageQueue: =0;
Time_4el: =0;
Random_4el: =0;
Time_Guest: =0;
Random_Guest: =0;
Refresh (Turn_Count);
Timer1. Enabled: =false;
for i: =1 to Turn_Count do
Turnikets [i]. Lab. Visible: =false;
ProgressBar1. Position: =0;
Chart1. Series [0]. Clear;
end;
procedure TForm1. SpeedButton1Click (Sender: TObject);
begin
PageControl1. Pages [1]. TabVisible: =false;
PageControl1. ActivePage: =PageControl1. Pages [0] ;
end;
procedure TForm1. SettingsExecute (Sender: TObject);
begin
Form3. Show;
end;
procedure TForm1. VisibleSettingsExecute (Sender: TObject);
begin
PageControl1. Pages [1]. TabVisible: =true;
PageControl1. TabIndex: =1;
end;
procedure TForm1. FormShow (Sender: TObject);
begin
s: =GetCurrentDir+'\';
end;
procedure TForm1. HelpExecute (Sender: TObject);
begin
winhelp (Form1. Handle,'справка. hlp',help_context,1);
end;
end.
