土木工程系統(tǒng)分析07排隊論08存儲

1、武漢大學(xué)水利水電學(xué)院武漢大學(xué)水利水電學(xué)院土木工程系統(tǒng)分析土木工程系統(tǒng)分析Civil Engineering System Analysis系統(tǒng)工程概述系統(tǒng)分析與建模整數(shù)規(guī)劃線性規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃非線性規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)土木工程中的應(yīng)用實例排隊論與存儲論排隊論與存儲論決策分析土木工程系統(tǒng)分析土木工程系統(tǒng)分析系統(tǒng)模擬7.1 排隊論的基本概念排隊論的基本概念7.2 排隊論要解決的問題排隊論要解決的問題7.3 解決問題的基本思路解決問題的基本思路7.4 排隊論在水利水電工程中的應(yīng)用排隊論在水利水電工程中的應(yīng)用第七章 排隊論本章重點本章重點n 排隊論的基本概念排隊論的基本概念n 排隊論在水電工程中的應(yīng)用排隊論在

2、水電工程中的應(yīng)用第七章 排隊論第第七七章章 排隊排隊論論n 銀行取錢：排隊、等待時間銀行取錢：排隊、等待時間n 食堂打飯：排隊、進入多個隊列食堂打飯：排隊、進入多個隊列n 土石方開挖與運輸車輛排隊等候土石方開挖與運輸車輛排隊等候n 混凝土拌和樓前運輸車輛排隊混凝土拌和樓前運輸車輛排隊7.1 排隊論研究的問題排隊論研究的問題第第七七章章 排隊排隊論論n 服務(wù)設(shè)施的數(shù)量服務(wù)設(shè)施的數(shù)量n 顧客排隊的時間顧客排隊的時間n 如何設(shè)計服務(wù)系統(tǒng)如何設(shè)計服務(wù)系統(tǒng)n 服務(wù)的概念：服務(wù)的概念：完成某項操作完成某項操作7.1 排隊論研究的問題排隊論研究的問題服務(wù)臺顧客進入顧客離開接受服務(wù)第第七七章章 排隊排隊論論n

3、排隊系統(tǒng)要素：排隊系統(tǒng)要素：l 顧客到達（輸入）系統(tǒng)顧客到達（輸入）系統(tǒng)l 排隊等候和接受服務(wù)排隊等候和接受服務(wù)l 顧客離開系統(tǒng)顧客離開系統(tǒng)n特征：特征：l 輸入（到達）：到達時間的分布、顧客數(shù)量、一輸入（到達）：到達時間的分布、顧客數(shù)量、一次到達的數(shù)量次到達的數(shù)量l 排隊規(guī)則：排隊規(guī)則：服務(wù)次序服務(wù)次序( (先到先服務(wù)等先到先服務(wù)等) )、系統(tǒng)容量、系統(tǒng)容量l 服務(wù)：服務(wù)時間、服務(wù)：服務(wù)時間、服務(wù)方式（瞬時與否）服務(wù)方式（瞬時與否）l 服務(wù)設(shè)施：一個服務(wù)設(shè)施：一個/ /多個、串聯(lián)多個、串聯(lián)/ /并聯(lián)并聯(lián)7.2 排隊論模型排隊論模型第第七七章章 排隊排隊論論n服務(wù)設(shè)施服務(wù)設(shè)施7.2 排隊論模型

4、排隊論模型單個串聯(lián)并聯(lián)拌合樓接料依次相連的路口多臺挖掘機同時挖土第第七七章章 排隊排隊論論分類標準：分類標準：顧客到達時間分布顧客到達時間分布、服務(wù)時間分布服務(wù)時間分布、服務(wù)服務(wù)臺數(shù)臺數(shù)x/y/z/A/B/Cnx：顧客達到時間分布：顧客達到時間分布ny：服務(wù)時間分布：服務(wù)時間分布nz：并列的服務(wù)臺數(shù)：并列的服務(wù)臺數(shù)nA：系統(tǒng)容量限制：系統(tǒng)容量限制nB：顧客來源數(shù)目：顧客來源數(shù)目nC：服務(wù)規(guī)則：服務(wù)規(guī)則7.2 排隊論模型排隊論模型第第七七章章 排隊排隊論論n無限源、無限隊長、單服務(wù)臺系統(tǒng)（無限源、無限隊長、單服務(wù)臺系統(tǒng)（M/M/1/）n無限源、有限隊長、單服務(wù)臺系統(tǒng)（無限源、有限隊長、單服務(wù)臺系

5、統(tǒng)（M/M/1/N/）n建立模型以后就可以分析計算：顧客等待時間、顧客建立模型以后就可以分析計算：顧客等待時間、顧客服務(wù)時間、服務(wù)臺閑置時間、排隊等候顧客數(shù)量的期服務(wù)時間、服務(wù)臺閑置時間、排隊等候顧客數(shù)量的期望值等反映排隊系統(tǒng)運行情況的特征值。望值等反映排隊系統(tǒng)運行情況的特征值。7.2 排隊論模型的基本符號及公式排隊論模型的基本符號及公式7.3 單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)第第七七章章 排隊排隊論論n系統(tǒng)目標系統(tǒng)目標：追求系統(tǒng)總體費用最低：追求系統(tǒng)總體費用最低服務(wù)費用服務(wù)費用+顧顧客等待費用客等待費用n求解方法求解方法：轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題求解，線性規(guī)劃、非線：轉(zhuǎn)化為最優(yōu)化問題求解，線性規(guī)劃、

6、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、邊際分析法、微分法性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、邊際分析法、微分法7.4 排隊系統(tǒng)的最優(yōu)化排隊系統(tǒng)的最優(yōu)化服務(wù)水平費用顧客等待費用總費用服務(wù)費用第第七七章章 排隊排隊論論n問題背景：土石方運輸系統(tǒng)問題背景：土石方運輸系統(tǒng)n系統(tǒng)組成：開挖設(shè)備、裝載設(shè)備、運輸設(shè)備、道路、系統(tǒng)組成：開挖設(shè)備、裝載設(shè)備、運輸設(shè)備、道路、叉路口、卸料點叉路口、卸料點n系統(tǒng)目標：進度滿足、基建成本和運行成本最低系統(tǒng)目標：進度滿足、基建成本和運行成本最低n系統(tǒng)特征：系統(tǒng)特征：n建模：建模：其它問題：牽涉到運輸、設(shè)備、道路其它問題：牽涉到運輸、設(shè)備、道路7.5 排隊論在水電工程中的應(yīng)用排隊論在水電工程中的應(yīng)用8.1

7、 存儲論的基本概念存儲論的基本概念8.2 存儲論要解決的問題存儲論要解決的問題8.3 存儲論解決問題的基本思路存儲論解決問題的基本思路8.4 存儲論在水利水電工程中的應(yīng)用存儲論在水利水電工程中的應(yīng)用第八章 存儲論本章重點本章重點n 存儲論的基本概念存儲論的基本概念n 存儲論在水電工程中的應(yīng)用存儲論在水電工程中的應(yīng)用第八章 存儲論第第八八章章 存儲存儲論論n報童賣報：每天進多少報紙？報童賣報：每天進多少報紙？n施工工地：如何制定水泥進料計劃？施工工地：如何制定水泥進料計劃？n存儲論研究如何正確處理存儲論研究如何正確處理供應(yīng)、庫存和需求供應(yīng)、庫存和需求之間的關(guān)之間的關(guān)系，使整個存儲系統(tǒng)達到最佳的經(jīng)

8、濟效益。系，使整個存儲系統(tǒng)達到最佳的經(jīng)濟效益。8.1 存儲論研究的問題存儲論研究的問題水泥倉庫水泥倉庫供應(yīng)供應(yīng)需求需求庫存庫存第第八八章章 存儲存儲論論n存儲系統(tǒng)基本組成：存儲系統(tǒng)基本組成：l 輸入：物料的供應(yīng)輸入：物料的供應(yīng)l 輸出：物料的需求為輸出輸出：物料的需求為輸出l 存儲方式：是否允許缺貨存儲方式：是否允許缺貨n存儲系統(tǒng)費用組成：存儲系統(tǒng)費用組成：l 定購進貨費：與訂貨的數(shù)量與次數(shù)有關(guān)定購進貨費：與訂貨的數(shù)量與次數(shù)有關(guān)l 生產(chǎn)費：自行生產(chǎn)的費用生產(chǎn)費：自行生產(chǎn)的費用l 存儲費：利息、保險金、變質(zhì)損失；倉庫管理費；存儲費：利息、保險金、變質(zhì)損失；倉庫管理費；l 缺貨損失費：缺貨引起的損

9、失缺貨損失費：缺貨引起的損失l 存儲系統(tǒng)的費用：采購費存儲系統(tǒng)的費用：采購費+ +存儲費存儲費+ +缺貨損失費缺貨損失費8.2 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)第第八八章章 存儲存儲論論n存儲策略存儲策略l 進貨的頻率：多少時間進一次貨進貨的頻率：多少時間進一次貨l 進貨數(shù)量：每次進多少貨進貨數(shù)量：每次進多少貨n存儲問題分類存儲問題分類l 確定性模型：工程進度確定情況下的水泥供應(yīng)問題確定性模型：工程進度確定情況下的水泥供應(yīng)問題l 隨機性模型：報童每天進多少報紙隨機性模型：報童每天進多少報紙8.2 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)第第八八章章 存儲存儲論論n分批定期定購、均勻消耗、庫存無短缺的存儲模型分批定期定購、均勻消耗、庫存無短缺的存儲模型Min(定購費定購費+存儲費存儲費)n分批定期定購、均勻消耗、庫存允許有短缺的存儲模分批定期定購、均勻消耗、庫存允許有短缺的存儲模型型Min(定購費定購費+存儲費存儲費+缺貨損失費缺貨損失費)利用前面所學(xué)利用前面所學(xué)最優(yōu)化工具最優(yōu)化工具求解求解8.3 確定性存儲模型確定性存儲模型第第八八章章 存儲存儲論論n水泥等的存儲進貨問題水泥等的存儲進貨問題n市場經(jīng)濟條件下的存儲問題市場經(jīng)濟條件下的存儲問題8.