EnterpriseDynamics物流仿真軟件案例7公交車站

1、案例 7 公交車站1.分析問題1.1 介紹在過去，一個(gè)公交車站是由很多個(gè)地方和城市的公交車以及它們專屬的位置所組成 的。一個(gè)或者幾個(gè)公交線路會使用同一個(gè)站臺來讓乘客上下車。由于技術(shù)的進(jìn)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(dá)時(shí)間和上車 位置。因此，之前的剛性分布（公交線路5 總是到達(dá) 3 站臺）可以被打破（ 5 號公交車在 5 分鐘內(nèi)到達(dá) 3 站臺）。有了這種技術(shù)， 5 號公交車可以到達(dá) 3 站臺，也可以到達(dá) 5 站臺。此外，一個(gè)暫時(shí)不會出發(fā)的公交車長期占用一個(gè)站臺的現(xiàn)象是非常不必要的，也 是不樂見的。通過設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的站臺，公交車在這里可以到達(dá)一個(gè)停車區(qū)（緩沖區(qū)） ， 只有在出發(fā)

2、前的 2 分鐘內(nèi)會開到站臺。 這兩項(xiàng)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(shí)現(xiàn)同樣多的進(jìn) 程。這在空間有限且昂貴或者有其他目的的時(shí)候非常實(shí)用。對于一個(gè)城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)來說， 建設(shè)這樣一個(gè)新型公交站的核心問題是：需要多少個(gè)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(shí)間表，由于一個(gè)新型公交站是一個(gè)很大的投資，因此，進(jìn)行一 個(gè)模擬研究將是非常明智的做法。1.2 情況說明有一個(gè)居住人口為 150 000 的城市有一個(gè)過時(shí)的公交汽車站和很少的空間。市議會 要求進(jìn)行一個(gè)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

3、和緩沖區(qū)的面 積。該項(xiàng)研究選擇一個(gè)典型時(shí)期：星期一早晨上班高峰時(shí)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?jì) 有 37 條線路，每條線路都指定一個(gè)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(jì) 275 公交車在典型時(shí)期的內(nèi)容。公交車在出發(fā)前 5 分鐘到達(dá)一個(gè)偏遠(yuǎn)位置讓乘客下車， 這個(gè)過程需要 30 秒，隨后， 開到緩沖區(qū)，在出發(fā)前 2 分鐘到達(dá)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(shí)進(jìn)行， 這個(gè)過程需要 2 分 鐘，但是在出發(fā)時(shí)間到達(dá)前，公交車是不會出發(fā)的。因此，上下車同時(shí)進(jìn)行的公交車占用站臺最多為 5

4、分鐘，其他的公交車占用時(shí)間為2 分鐘。公交車在緩沖區(qū)，偏遠(yuǎn)位置和站臺之間的行駛時(shí)間不考慮，同樣不考慮的還有 乘客的行為。圖 1-1 是一個(gè)過程的布局圖。圖1-1公交站布局圖每個(gè)站臺都有兩個(gè)車位， 所以可以同時(shí)停放兩輛公交車。只有前面的車位是空的時(shí)候，后面的公交車才能離開。當(dāng)站臺沒有公交車的時(shí)候，第一輛車到達(dá)前面的車位。當(dāng) 后面的車位上有車的時(shí)候，前面的車位就無法再有車輛到達(dá)。如果前面的為空的時(shí)候， 后車位上的公交車并不會移動至前車位。First Stop圖1-2站臺的車位為了乘客的方便，每個(gè)線路都有優(yōu)先站臺。當(dāng)該站臺被占用的時(shí)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。

5、首末兩個(gè)站臺的線路則只能選擇一個(gè)站臺作為候選。在這個(gè)模型中，操作的時(shí)間都是常數(shù)（確定性），這便排除了公交車到達(dá)時(shí)間早晚，乘客上下車時(shí)間長短所造成的干擾。通過確定的模型，可以很方便的確認(rèn)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(jìn)行事前的估計(jì)？2. 創(chuàng)建一個(gè)包含 6個(gè)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。(busstationl.mod 和 busstation2.mod )3. 添加一個(gè)

6、標(biāo)準(zhǔn)差為1分鐘的分布到靜態(tài)的到達(dá)時(shí)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(jì)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(shí)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(shí)期內(nèi)37條線路中的275輛公交車。起始時(shí)間0對應(yīng)著周一上午開始的時(shí)間表這個(gè)時(shí)間段有大約4個(gè)小時(shí)。275輛公交車、表格Bus.xls分為3部分：表格“公交時(shí)間表”根據(jù)到達(dá)時(shí)間區(qū)分所有 站臺查看”還有 37條公交線路。公交時(shí)間表下圖顯示了表格“公交時(shí)間表”中前十個(gè)公交車。這個(gè)表格代表了在繁忙時(shí)間段內(nèi) 到達(dá)公交車站的所有公交車。每一行都代表一

7、個(gè)公交車。ABCDEFGH1Arrival TimeAtom NameOuantltyChannelArrivalDepartPlatformInter Arrival Time27403711104011003i74039202511220158051804140041117001760348051400811170018201061400g1117001820307146027111760182066081700611200023601240；儲170011112000212020.101700231120002240401117001112000248030圖1-1 bus.xls “公

8、交站牌”表格A列：到達(dá)模型的時(shí)間。根據(jù)這個(gè)安排，這個(gè)時(shí)間應(yīng)該比到達(dá)時(shí)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(shí)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(shí)間表中的到達(dá)時(shí)間。F列：時(shí)間表中的出發(fā)時(shí)間。G列：優(yōu)先的站臺H列：到達(dá)時(shí)間間隔。當(dāng)前車輛的到達(dá)系統(tǒng)與之前車輛到達(dá)系統(tǒng)時(shí)間的間隔。站臺查看在本表格（圖1-2）中給出了一個(gè)公交線路的概覽以及他們的優(yōu)先站臺。這個(gè)表格 的目的只是為了做出一個(gè)概述，不得調(diào)整。為了改變一個(gè)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）。ABCDFGHI

9、JK|1Platform12356769102Bus23116263BusE54274Bus879285Bus101112336Bits141337347Bu*151635BBin179Bus1DQus11 Bus12Bus13Bus14Bus15Bus16Bus17Bus16Bus19Bih20 |BitsI圖1-2 bus.xls 站臺查看”表格公交線路下圖是1號線路時(shí)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(shí)間表” 和“站臺查看”中被自動更改。AECDEFG1 |Priority Platform:321700

10、111200024003331401113440350D3I401114100428Q3551201115420554036560011159006020377160111746075BD3.87400111770078809902011193209G2D3109000111950096S03111100011111300114B03121280011113100132803圖1-3 bus.xls表1,公交線路1的時(shí)間表2.ED建模建議公交車進(jìn)入模型有兩種方式：1是通過一個(gè)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(gè)連接 b

11、us.xls的Source來生成。在兩種方法中， 都需要設(shè)定標(biāo)簽來命名這些在 Excel 表格中 Arrival 、 Depart 和 Platform 列中的數(shù)據(jù)。當(dāng)它們根據(jù) bus.xls 中的時(shí)間進(jìn)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(jī)抵達(dá)的模式， 選擇一個(gè)平均 5分鐘但具有 1 分鐘的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)處理多個(gè)公交車。 它可以實(shí)現(xiàn)給所有公交車一個(gè)相同的循環(huán) 時(shí)間也可以給每個(gè)公交車一個(gè)不同的循環(huán)時(shí)間。 使用這些原子來使公交車進(jìn)行 5 分鐘的等待 以及下車過程還有緩沖區(qū)。使用一個(gè)隊(duì)列來向各個(gè)站臺分發(fā)公交

12、車。站臺本身可以用 Server 原子和一個(gè)供應(yīng)緩沖 區(qū)來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)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(jìn)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(gè)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(xì)節(jié)。 在這個(gè)原子中， 可以建立一個(gè)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(dāng)所有的公交車都創(chuàng)建完成后，在 Excel 表格中就沒有到

13、達(dá)時(shí)間間隔了。 ED 將會認(rèn)為 這是 0 然后創(chuàng)造新的原子。 因此，在 275 輛公交車進(jìn)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(gè)模型都是涉及到時(shí)間表的確定性計(jì)算。方案 1 busstation1.mod公交車根據(jù) Arrival list 進(jìn)入系統(tǒng)， 在進(jìn)入的時(shí)候會被定義三個(gè)標(biāo)簽： 一個(gè)是到達(dá)時(shí)間、 一個(gè)是出發(fā)時(shí)間和一個(gè)優(yōu)先平臺。然后，公交車到達(dá) 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(shí)際到達(dá)時(shí)間的間隔。在5 分鐘等待過后

14、，公交車到達(dá)下車的站臺，然后是緩沖區(qū)。如果一輛公交車在出發(fā)點(diǎn)5 分鐘之前就到達(dá)，它將會被發(fā)送至下車點(diǎn)，或者是到 Queue6.公交車在下車點(diǎn)等待 30 秒然后到達(dá)緩沖區(qū)，在那里等待直到出發(fā)前 2 分鐘。在這個(gè)時(shí) 候，公交車到達(dá) Queue6.Queue6 根據(jù)定義在公交車上的優(yōu)先站臺的標(biāo)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(duì)列中， 并被發(fā)送至第一個(gè)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 lis

15、t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(shí) Excel原子被移除。nbFyTTTiServina 0Quei!9lSourceQueued2bSink2MuttiSeicelStop 3aMuliSejvice UnloadMultiSBhricE Buffer(Stop 5bSinkS;ext 對D:Ftxi9fafT1 FiAEriKiprli；。&|mrTik-QUUarkijfGirTEp4A.iSuninaO圖4-1使用Excel的模型圖當(dāng)有公交車停在后方的停車點(diǎn)時(shí)，前面的停車位就不可用，沒有公交車可以停到前車位。如

16、rProduc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(diǎn)1b是后車位1a是前車位。ArrivalList :公交車生成器參數(shù)編輯，到達(dá)數(shù)量275.標(biāo)簽數(shù)量3個(gè)。標(biāo)簽名稱：標(biāo)簽 1 Arrival標(biāo)簽 2 Depart標(biāo)簽 3 Platform數(shù)據(jù)從bus.xls文件中的公交車時(shí)間表中復(fù)制，然后粘貼到Arrivallist的表格中。每一個(gè)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(shí)際到達(dá)間隔過渡Cycletime: min s(5)Send to: if(label(

17、 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(shí)間還大于5分鐘，通過通道 2到達(dá)下車點(diǎn)。Multiservice Un load:下車點(diǎn)Cycletime: 30下車時(shí)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(shí)候離開。因此，周期時(shí)間就是出發(fā)時(shí)間減去當(dāng)前時(shí)間 和2分鐘。Queue6 :優(yōu)先站臺分配工具Send to: 7. By label value (direct): the ch

18、annel number is written directly on the label namedPlatform of the 1st atom in the queue. If the label value is 0 then send to channel 1.Queue1 to Queue5: queue for the platformsSend to: 2. An open channel (First channel first): search, starting from the first channel, and send to the first open channel found.Stop 1a