Enterprise Dynamics 物流仿真軟件案例7 公交車站.doc

案例7 公交車站1.分析問題1.1介紹在過去，一個公交車站是由很多個地方和城市的公交車以及它們專屬的位置所組成的。一個或者幾個公交線路會使用同一個站臺來讓乘客上下車。由于技術(shù)的進步，乘客們現(xiàn)在可以在顯示屏上看到他們的公交車的到達時間和上車位置。因此，之前的剛性分布（公交線路5總是到達3站臺）可以被打破（5號公交車在5分鐘內(nèi)到達3站臺）。有了這種技術(shù)，5號公交車可以到達3站臺，也可以到達5站臺。此外，一個暫時不會出發(fā)的公交車長期占用一個站臺的現(xiàn)象是非常不必要的，也是不樂見的。通過設(shè)計一個獨立的站臺，公交車在這里可以到達一個停車區(qū)（緩沖區(qū)），只有在出發(fā)前的2分鐘內(nèi)會開到站臺。這兩項支柱技術(shù)構(gòu)成了緊湊型動力公交站概念的基礎(chǔ)：動態(tài)分配和過程的分解。根據(jù)更高的設(shè)備利用率這一物流概念，我們想要用更少的平臺來實現(xiàn)同樣多的進程。這在空間有限且昂貴或者有其他目的的時候非常實用。對于一個城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)來說，建設(shè)這樣一個新型公交站的核心問題是：需要多少個站臺，緩沖區(qū)的面積應(yīng)該多大？答案很大程度上取決于時間表，由于一個新型公交站是一個很大的投資，因此，進行一個模擬研究將是非常明智的做法。1.2情況說明有一個居住人口為150 000的城市有一個過時的公交汽車站和很少的空間。市議會要求進行一個緊湊的公交站的動態(tài)模擬。模擬研究的目的是確定站臺數(shù)量和緩沖區(qū)的面積。該項研究選擇一個典型時期：星期一早晨上班高峰時間。所有的公交車都會經(jīng)過公交站。包括城市公交車、客車和專用線路，如校車?？傆嬘?7條線路，每條線路都指定一個優(yōu)先站臺。在文件Bus.xls中有公交指南。附件1中說明了總計275公交車在典型時期的內(nèi)容。公交車在出發(fā)前5分鐘到達一個偏遠位置讓乘客下車，這個過程需要30秒，隨后，開到緩沖區(qū)，在出發(fā)前2分鐘到達站臺，乘客上車。公交車在開車前5分鐘直接開到站臺，乘客的上下車同時進行，這個過程需要2分鐘，但是在出發(fā)時間到達前，公交車是不會出發(fā)的。因此，上下車同時進行的公交車占用站臺最多為5分鐘，其他的公交車占用時間為2分鐘。公交車在緩沖區(qū)，偏遠位置和站臺之間的行駛時間不考慮，同樣不考慮的還有乘客的行為。圖1-1是一個過程的布局圖。Arrival 5 min before DepartArrival = 5 min before DepartDescend 1Descend 2Descend nBus stop 1bBus stop 1aBus stop 2bBus stop 2aBus stop n-aBus stop n-b Buffer圖1-1 公交站布局圖每個站臺都有兩個車位，所以可以同時停放兩輛公交車。只有前面的車位是空的時候，后面的公交車才能離開。當站臺沒有公交車的時候，第一輛車到達前面的車位。當后面的車位上有車的時候，前面的車位就無法再有車輛到達。如果前面的為空的時候，后車位上的公交車并不會移動至前車位。First StopSecond Stop圖1-2 站臺的車位為了乘客的方便，每個線路都有優(yōu)先站臺。當該站臺被占用的時候，會選擇相鄰的站臺。如4號站臺的線路可以改為使用3號或者5號站臺。首末兩個站臺的線路則只能選擇一個站臺作為候選。在這個模型中，操作的時間都是常數(shù)（確定性），這便排除了公交車到達時間早晚，乘客上下車時間長短所造成的干擾。通過確定的模型，可以很方便的確認結(jié)果。在之后的階段中，干擾因素可以很輕松的添加。1.3任務(wù)1. 是否可能對所需的站臺數(shù)量進行事前的估計？2. 創(chuàng)建一個包含6個站臺的模型，基礎(chǔ)是bus.xls中的優(yōu)先分布。并確定停車區(qū)以及緩沖區(qū)的面積。注意：你可以直接從Excel文件bus.xls中直接讀取數(shù)據(jù)，也可以通過復(fù)制粘貼，將數(shù)據(jù)寫入Arrival list。（busstation1.mod和busstation2.mod）3. 添加一個標準差為1分鐘的分布到靜態(tài)的到達時間間隔中，來觀察在什么程度下，之前的靜態(tài)模型中的確定性結(jié)果仍然有效。4. 設(shè)計你自己的優(yōu)先站臺分布來研究是否可以使用更少的站臺來實現(xiàn)類似的結(jié)果。附件 公交車指南公交指南bus.xls將在本附件中闡述。在指南中，你可以找到在規(guī)范時期內(nèi)37條線路中的275輛公交車。起始時間0對應(yīng)著周一上午開始的時間表這個時間段有大約4個小時。Bus.xls分為3部分：表格“公交時間表”根據(jù)到達時間區(qū)分所有275輛公交車、表格“站臺查看”還有37條公交線路。公交時間表下圖顯示了表格“公交時間表”中前十個公交車。這個表格代表了在繁忙時間段內(nèi)到達公交車站的所有公交車。每一行都代表一個公交車。圖1-1 bus.xls “公交站牌”表格A列：到達模型的時間。根據(jù)這個安排，這個時間應(yīng)該比到達時間提前5分鐘（參見E列）。B列：公交線路的數(shù)字C列：公交車的數(shù)目。這是為了粘貼到Arrival list表格時方便。有了這列，格式便相同。D列：輸出公交車的通道。也是為了粘貼的方便。E列：時間表中的到達時間。F列：時間表中的出發(fā)時間。G列：優(yōu)先的站臺H列：到達時間間隔。當前車輛的到達系統(tǒng)與之前車輛到達系統(tǒng)時間的間隔。站臺查看在本表格（圖1-2）中給出了一個公交線路的概覽以及他們的優(yōu)先站臺。這個表格的目的只是為了做出一個概述，不得調(diào)整。為了改變一個公交線路的優(yōu)先站臺，相關(guān)公交線路的表格必須打開（圖1-3）。圖1-2 bus.xls “站臺查看”表格公交線路下圖是1號線路時間表的概覽，為了改變優(yōu)先站臺，優(yōu)先站臺后面的紅色數(shù)字必須被改為新選定的優(yōu)先站臺。這樣，優(yōu)先站臺的數(shù)字也將隨之在“公交時間表”和“站臺查看”中被自動更改。 圖1-3 bus.xls 表1，公交線路1的時間表2.ED建模建議公交車進入模型有兩種方式：1是通過一個arrival list，通過將bus.xls中的表格復(fù)制到arrival list 中來生成公交車。2是通過一個連接bus.xls的Source來生成。在兩種方法中，都需要設(shè)定標簽來命名這些在Excel表格中Arrival、 Depart和Platform列中的數(shù)據(jù)。當它們根據(jù)bus.xls中的時間進入系統(tǒng)之后，公交車首先需要等待5分鐘。另外，為了研究隨機抵達的模式，選擇一個平均5分鐘但具有1分鐘的標準偏差的正態(tài)分布。想要了解更多的詳情，參見附件1.多服務(wù)器原子可以用來同時處理多個公交車。它可以實現(xiàn)給所有公交車一個相同的循環(huán)時間也可以給每個公交車一個不同的循環(huán)時間。使用這些原子來使公交車進行5分鐘的等待以及下車過程還有緩沖區(qū)。使用一個隊列來向各個站臺分發(fā)公交車。站臺本身可以用Server原子和一個供應(yīng)緩沖區(qū)來實現(xiàn)。一個原子的輸入和輸出通道可以通過closeinput，closeoutput，openinput和openoutput等功能語句進行開關(guān)。還可以通過引用來控制其他的原子。例如closeinput(out(1,c)。在一個連接到Excel的模型中，TO82-Excel原子必須被拖入模型中，閱讀幫助文檔以獲得更多細節(jié)。在這個原子中，可以建立一個與Excel文檔的連接。此后，使用excelread(a,b)。a和b代表著表格中的行和列的值。當所有的公交車都創(chuàng)建完成后，在Excel表格中就沒有到達時間間隔了。ED將會認為這是0然后創(chuàng)造新的原子。因此，在275輛公交車進入系統(tǒng)以后，可以通過使用closeoutput(c) 語句來停止生成新的原子。3模型說明 busstation1.mod和busstation2.mod兩個模型都是涉及到時間表的確定性計算。方案1 busstation1.mod 公交車根據(jù)Arrival list進入系統(tǒng)，在進入的時候會被定義三個標簽：一個是到達時間、一個是出發(fā)時間和一個優(yōu)先平臺。然后，公交車到達Multiservice 1，在那里停留5分鐘。這樣做的目的是創(chuàng)造他們在生成和實際到達時間的間隔。在5分鐘等待過后，公交車到達下車的站臺，然后是緩沖區(qū)。如果一輛公交車在出發(fā)點5分鐘之前就到達，它將會被發(fā)送至下車點，或者是到Queue6.公交車在下車點等待30秒然后到達緩沖區(qū)，在那里等待直到出發(fā)前2分鐘。在這個時候，公交車到達Queue6.Queue6根據(jù)定義在公交車上的優(yōu)先站臺的標簽將公交車發(fā)送至優(yōu)先站臺。公交車然后被送至該站臺的相應(yīng)隊列中，并被發(fā)送至第一個可用的站臺。首先，檢查優(yōu)先站臺是否可用。如果被占用了，檢查相鄰的站臺是否可用。例如優(yōu)先為2號站臺的公交車，先檢查2a站臺，然后是2b站臺，然后是1a，然后3a，然后1b，最后3b。模型中使用Arrival list的作用跟使用Excel原子的作用是一樣的。Source 原子在這里用Arrival list原子來代替，同時Excel原子被移除。圖4-1使用Excel的模型圖當有公交車停在后方的停車點時，前面的停車位就不可用，沒有公交車可以停到前車位。如果前車位有公交車的話，后車位上的公交車若想離開，必須等待直到前車位的公交車離開。例如站臺1，停車點1b是后車位1a是前車位。ArrivalList：公交車生成器參數(shù)編輯，到達數(shù)量275.標簽數(shù)量3個。標簽名稱：標簽1 Arrival 標簽2 Depart 標簽3 Platform數(shù)據(jù)從bus.xls文件中的公交車時間表中復(fù)制，然后粘貼到Arrivallist的表格中。每一個multiservice原子必須有足夠的容量，所以它的容量設(shè)定為100.Multiservice1 ：公交車生成與實際到達間隔過渡Cycletime: mins(5) Send to: if(label(Depart,first(c)-time300,1,2) 如果公交車在5分鐘內(nèi)將要離開，將會通過通道1發(fā)送到分配工具。如果距離離開時間還大于5分鐘，通過通道2到達下車點。Multiservice Unload:下車點Cycletime: 30 下車時間為30秒。Multiservice Wait:緩沖區(qū) Cycletime: label(Depart,last(c)-120-time公交車必須在出發(fā)前2分鐘的時候離開。因此，周期時間就是出發(fā)時間減去當前時間和2分鐘。Queue6 :優(yōu)先站臺分配工具Send to: 7. By label value (direct): the channel number is written directly on the label named Platform of the 1st atom in the queue. If the label value is 0 then send to channel 1. Queue1 to Queue5: queue for the platforms Send to: 2. An open channel (First channel first): search, starting from the first channel, and send to the first open channel found. Stop 1a to Stop 5b: Stop 1a to Stop 5bCycletime: if(label(Depart,first(c)-time120,120,label(Depart,first(c)-time)假如出發(fā)時間距到達時間不足2分鐘，公交車必須等待2分鐘，因此，周期時間為2分鐘。否則，等待時間是出發(fā)時間和當前時間的差值。后車位設(shè)置： Trigger on Entry: closeinput(out(2,c) Trigger on Exit: openinput(out(2,c) 前車位設(shè)置： Trigger on Entry: closeoutput(in(2,c) Trigger on Exit: openoutput(in(2,c)方案2 busstation