食堂排隊(duì)問(wèn)題物流仿真項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)

1、食堂排隊(duì)問(wèn)題物流仿真項(xiàng)目計(jì)劃書(shū)仿真目的應(yīng)用仿真技術(shù),對(duì)汀香一樓食堂排隊(duì)問(wèn)題的進(jìn)行系統(tǒng)建模,通過(guò)仿真進(jìn)行驗(yàn)證分析?？紤]食堂購(gòu)飯的窗口開(kāi)設(shè)數(shù)目是否合適，以達(dá)到在高低峰期間能夠合理配置資源，減少資源浪費(fèi)，增加學(xué)生就餐滿意度的目的。仿真問(wèn)題描述在汀香食堂一樓，經(jīng)?？匆?jiàn)這樣的情況：食堂共4個(gè)打飯窗口，相當(dāng)于4個(gè)服務(wù)窗口，在中午下午下課時(shí)間，食堂就餐學(xué)生特別多，往往每個(gè)窗口都是排著長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)伍。食堂的擁擠會(huì)造成排隊(duì)，極大地增加了學(xué)生的時(shí)間成本，也會(huì)影響食堂的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量。因此解決食堂排隊(duì)問(wèn)題，減少排隊(duì)等待時(shí)間，是十分重要的。然而對(duì)于食堂而言，也有更現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，雖然增加窗口數(shù)量可減少排隊(duì)等待時(shí)間，但同時(shí)

2、也會(huì)增加食堂的運(yùn)營(yíng)成本，因此如何在兩者之間權(quán)衡找到最佳的窗口數(shù)量，對(duì)學(xué)生和食堂雙方來(lái)說(shuō)是最合適和實(shí)用的。食堂一般實(shí)行的是先來(lái)先服務(wù)原則，且學(xué)生可自由在隊(duì)列間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，并總向最短的隊(duì)列轉(zhuǎn)移，沒(méi)有學(xué)生會(huì)因?yàn)殛?duì)列過(guò)長(zhǎng)而離去，故可認(rèn)為排隊(duì)方式是單一隊(duì)列等待制。由于周末沒(méi)課，學(xué)生去食堂就餐的時(shí)間比較分散，故只考慮周一到周五的情況。據(jù)本小組成員的觀察，食堂就餐的學(xué)生一般都可找到座位就餐，因此食堂的容納量是足夠的，主要解決排隊(duì)長(zhǎng)與服務(wù)窗口的問(wèn)題。仿真模型與步驟1.食堂就餐排隊(duì)系統(tǒng)模型假設(shè) 為了更好地研究就餐排隊(duì)系統(tǒng)模型，本文對(duì)系統(tǒng)的組成要素進(jìn)行假設(shè)： (1) 排隊(duì)規(guī)則：若食堂中有空閑的購(gòu)飯窗口，則學(xué)生到達(dá)后

3、可直接開(kāi)始購(gòu)飯， 如果有人正在接受服務(wù)，學(xué)生會(huì)選擇隊(duì)伍長(zhǎng)度最短的窗口進(jìn)行等候，直到窗口不再忙碌時(shí)再接受業(yè)務(wù)。(2) 服務(wù)機(jī)構(gòu)：假定食堂開(kāi)放了c個(gè)購(gòu)飯窗口，每個(gè)窗口都可以單獨(dú)地為學(xué)生服務(wù)，互不干擾，一起工作，而且在同一時(shí)刻同一個(gè)窗口下一次只為一位學(xué)生服務(wù)。2.食堂購(gòu)飯排隊(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo) 為了更好的研究排隊(duì)系統(tǒng)特性，對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析，需要考慮的系統(tǒng)性能指標(biāo)有： (1) 平均排隊(duì)等待時(shí)間 Wqn=1ni=1nWi (2.1)式中Wi 第 i 個(gè)旅客排隊(duì)等待時(shí)間； (2) 平均隊(duì)長(zhǎng) Lqn=1Ti=1TmL(t) (2.2)式中L(t)t時(shí)刻排隊(duì)等待的學(xué)生數(shù)目； Tm仿真時(shí)間上限。 在實(shí)際編程中

4、，式(2.2)可采用以下形式：Lqn=1mi=1mLi式中m隊(duì)長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)目；Li 第 i 次統(tǒng)計(jì)的實(shí)際隊(duì)長(zhǎng)。3.食堂購(gòu)飯排隊(duì)系統(tǒng)的仿真 由于排隊(duì)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的事件主要包括：學(xué)生到達(dá)事件，學(xué)生離去事件，因此采用離散事件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 （1）仿真流程分析分別對(duì)排隊(duì)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)及總體模擬流程進(jìn)行分析，畫(huà)仿真流程圖。（2）系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)變量的確定 學(xué)生到達(dá)食堂、服務(wù)完成后學(xué)生離去。（3）系統(tǒng)仿真說(shuō)明，為了清楚模型的參量，便于系統(tǒng)仿真，將該模擬程序中的子程序及主要變量進(jìn)行定義。（4）仿真結(jié)果分析，按照仿真流程圖，利用 C 語(yǔ)言編程，對(duì)食堂購(gòu)飯排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。四、擬采用的仿真方法采用Anylogic軟件

5、編程實(shí)現(xiàn)仿真模型。多次重復(fù)仿真，分析求解方法的有效性，對(duì)排隊(duì)等情況進(jìn)行分析，求出最符合實(shí)際情況且達(dá)到系統(tǒng)平衡的方法，并利用軟件編程實(shí)現(xiàn)不同問(wèn)題模型的仿真。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc452846287 HYPERLINK l _Toc452846288 第一章 問(wèn)題描述 PAGEREF _Toc452846288 h 1 HYPERLINK l _Toc452846289 1.1 食堂排隊(duì)的影響因素 PAGEREF _Toc452846289 h 1 HYPERLINK l _Toc452846290 1.2 學(xué)生排隊(duì)行為 PAGEREF _Toc45

6、2846290 h 2 HYPERLINK l _Toc452846291 第二章 數(shù)據(jù)的收集與整理 PAGEREF _Toc452846291 h 3 HYPERLINK l _Toc452846292 2.1 學(xué)生到達(dá)情況 PAGEREF _Toc452846292 h 3 HYPERLINK l _Toc452846293 2.2 窗口服務(wù)時(shí)間 PAGEREF _Toc452846293 h 4 HYPERLINK l _Toc452846294 第三章 模型構(gòu)建 PAGEREF _Toc452846294 h 7 HYPERLINK l _Toc452846295 3.1 食堂排隊(duì)系統(tǒng)

7、的仿真模型 PAGEREF _Toc452846295 h 7 HYPERLINK l _Toc452846296 3.1.1 學(xué)生活動(dòng)流程。 PAGEREF _Toc452846296 h 7 HYPERLINK l _Toc452846297 3.1.2 學(xué)生到達(dá)流程分析。 PAGEREF _Toc452846297 h 8 HYPERLINK l _Toc452846298 3.1.3 學(xué)生離去流程分析。 PAGEREF _Toc452846298 h 9 HYPERLINK l _Toc452846299 3.1.4 仿真的總體流程。 PAGEREF _Toc452846299 h 1

8、0 HYPERLINK l _Toc452846300 第四章 仿真軟件程序 PAGEREF _Toc452846300 h 11 HYPERLINK l _Toc452846301 4.1 系統(tǒng)內(nèi)各狀態(tài)變量的確定 PAGEREF _Toc452846301 h 11 HYPERLINK l _Toc452846302 4.2 系統(tǒng)仿真說(shuō)明 PAGEREF _Toc452846302 h 11 HYPERLINK l _Toc452846303 4.3 仿真條件假定 PAGEREF _Toc452846303 h 12 HYPERLINK l _Toc452846304 第五章 仿真結(jié)果分析

9、PAGEREF _Toc452846304 h 13 HYPERLINK l _Toc452846305 5.1 仿真模型圖 PAGEREF _Toc452846305 h 13 HYPERLINK l _Toc452846306 5.2 仿真結(jié)果分析 PAGEREF _Toc452846306 h 13 HYPERLINK l _Toc452846307 5.3 優(yōu)化調(diào)整 PAGEREF _Toc452846307 h 14 HYPERLINK l _Toc452846308 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc452846308 h 15 HYPERLINK l _Toc452845997

10、成績(jī)?cè)u(píng)定表16第一章 問(wèn)題描述排隊(duì)系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用在生活中，隨著考慮因素的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法已經(jīng)很難解決排隊(duì)問(wèn)題，而計(jì)算機(jī)模擬可以有效、快速地分析系統(tǒng)特征與性能，模擬實(shí)際排隊(duì)過(guò)程，可以很好地解決排隊(duì)問(wèn)題。因此，對(duì)排隊(duì)模型進(jìn)行仔細(xì)分析，并建立具有普遍性且可行的排隊(duì)模擬，為理論上復(fù)雜又難解的排隊(duì)問(wèn)題提供了解決依據(jù)，進(jìn)而可以拓展排隊(duì)論的應(yīng)用范圍，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活具有重大意義。1.1 食堂排隊(duì)的影響因素對(duì)實(shí)際食堂排隊(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行過(guò)程與環(huán)節(jié)的觀察與了解，可以發(fā)現(xiàn)，在食堂大廳內(nèi)，設(shè)置有多個(gè)打飯窗口，每個(gè)運(yùn)行的窗口前可以排一列隊(duì)，學(xué)生因?yàn)榫筒偷竭_(dá)食堂，基本上是一個(gè)接著一個(gè)到來(lái)的，人數(shù)多時(shí)，需要排隊(duì)，

11、選擇在哪個(gè)窗口打飯也是一個(gè)隨機(jī)量，一般情況下會(huì)選擇服務(wù)效率高或最短隊(duì)伍進(jìn)行排隊(duì)，先來(lái)的學(xué)生先接受服務(wù)，當(dāng)學(xué)生開(kāi)始打飯時(shí)，服務(wù)人員一次只為一個(gè)學(xué)生提供服務(wù)，作業(yè)時(shí)間是不確定的。因此，從這整個(gè)排隊(duì)的過(guò)程來(lái)看，學(xué)生隨機(jī)到食堂就餐形成的排隊(duì)系統(tǒng)是輸入過(guò)程、服務(wù)機(jī)構(gòu)的指標(biāo)均為隨機(jī)變化的排隊(duì)系統(tǒng)。總結(jié)影響因素如下。（1）學(xué)生到達(dá)情況分析 考慮食堂購(gòu)飯窗口排隊(duì)系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入食堂并且開(kāi)始排隊(duì)的學(xué)生是窗口服務(wù)的對(duì)象。學(xué)生到達(dá)數(shù)目較少、間隔較長(zhǎng)，低于窗口開(kāi)設(shè)數(shù)目及服務(wù)時(shí)間，則不需排隊(duì)可直接接受服務(wù)，此時(shí)并無(wú)排隊(duì)現(xiàn)象，學(xué)生到達(dá)數(shù)目較多、間隔較短，則需要進(jìn)入隊(duì)列排隊(duì)，若達(dá)到的學(xué)生數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)窗口的開(kāi)設(shè)數(shù)目

12、，會(huì)出現(xiàn)很?chē)?yán)重的排隊(duì)現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響窗口的服務(wù)效率和學(xué)生的滿意程度，造成學(xué)生的不耐煩情緒，因此，學(xué)生的到達(dá)情況，即排隊(duì)系統(tǒng)的輸入過(guò)程，是研究排隊(duì)系統(tǒng)需要考慮的重要因素之一。 研究輸入過(guò)程即是研究輸入數(shù)據(jù)的概率分布特性，不難發(fā)現(xiàn)，在食堂，學(xué)生的到來(lái)是源源不斷的，因此可以認(rèn)為學(xué)生源是無(wú)限的。大多數(shù)學(xué)生達(dá)到食堂都是隨機(jī)的，即前后兩個(gè)學(xué)生是獨(dú)立的，互不干擾的。（2）服務(wù)效率分析 食堂一般開(kāi)放多個(gè)窗口，同時(shí)提供服務(wù)，每個(gè)窗口都可以單獨(dú)地為學(xué)生服務(wù)，互不干擾，而且在同一時(shí)刻同一個(gè)窗口下一次只為一位學(xué)生辦理業(yè)務(wù)。學(xué)生按照來(lái)到食堂的先后順序購(gòu)飯，并且學(xué)生如果不是隊(duì)首需要排隊(duì)等待接受服務(wù)。在實(shí)際觀察中，可以

13、發(fā)現(xiàn)工作人員對(duì)每個(gè)學(xué)生的服務(wù)時(shí)間是不同的。1.2 學(xué)生排隊(duì)行為 學(xué)生在食堂就餐的過(guò)程中，或多或少的會(huì)受到來(lái)自外界環(huán)境因素、其自身等因素的影響。外界環(huán)境因素主要包括了食堂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、窗口在食堂內(nèi)的位置及數(shù)量多少以及在窗口前現(xiàn)有顧客的排隊(duì)情況；自身影響因素主要有：學(xué)生的性格、年齡、口味等。學(xué)生在食堂購(gòu)飯時(shí)產(chǎn)生的行為主要有：對(duì)窗口的選擇，是否選擇排隊(duì)，選擇排隊(duì)后接受來(lái)自工作人員為其提供的服務(wù)以及包括在排隊(duì)過(guò)程中可能由于受到學(xué)生自身?xiàng)l件因素的影響或是受到其他排隊(duì)隊(duì)伍服務(wù)效率等的影響會(huì)選擇離開(kāi)本次排隊(duì)隊(duì)列等，下面就學(xué)生選擇在食堂購(gòu)飯時(shí)產(chǎn)生的行為做具體的分析。 (1) 窗口選擇。學(xué)生到食堂后會(huì)按照現(xiàn)在食堂

14、開(kāi)放窗口的數(shù)量、每個(gè)窗口前排隊(duì)等候的學(xué)生數(shù)量選擇在哪個(gè)窗口排隊(duì)等待。學(xué)生通常會(huì)進(jìn)入窗口前沒(méi)有人或者人數(shù)少、服務(wù)效率高的窗口購(gòu)飯或者排隊(duì)等待，這樣學(xué)生就可以減少等待時(shí)間，節(jié)約出行時(shí)間成本。在本文中學(xué)生到達(dá)食堂時(shí)即根據(jù)隊(duì)列長(zhǎng)度選擇較短隊(duì)列進(jìn)行排隊(duì)。 (2) 跟隨。是指學(xué)生進(jìn)入食堂并且選擇好隊(duì)列后，不再變動(dòng)，一直跟著前方排隊(duì)人員，不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境，如其他窗口是否行進(jìn)速度快、服務(wù)效率高、隊(duì)伍短而選擇離開(kāi)當(dāng)前隊(duì)伍，會(huì)一直排隊(duì)直到辦理業(yè)務(wù)的行為。綜上所述，根據(jù)食堂窗口的特征以及排隊(duì)論的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)食堂排隊(duì)系統(tǒng)屬于一個(gè)先到先服務(wù)，等待制的多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)。第二章 數(shù)據(jù)的收集與整理2.1 學(xué)生到達(dá)情況 通過(guò)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，得到汀香一樓食堂11：:30-12:00高峰期 2016年 5 月24日-26 日 3 天的學(xué)生到達(dá)人數(shù)的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行整理和分析，得到各時(shí)段的樣本均值，如表2-1所示。表 2-1 學(xué)生到達(dá)人數(shù)匯總表時(shí)間段每1分鐘學(xué)生到達(dá)數(shù)11：30-11：4028971097981311:41-11：501412151514161520202711：51-12：0034283329