Моделирование СУ

      Рязанский  государственный радиотехнический  университет

                                            Кафедра АИТП 
 
 

                            Курсовая работа по дисциплине:

                                     «Моделирование СУ» 
 
 
 
 

                                                                                        Выполнили ст.гр.838

                                                                                        Горин А.Н.

      Моисеев А.В.

      Проверил

      Доц. Морозов А.С. 
 
 
 

                                              Рязань 2011 

Содержание: 

1. Описание объекта………………………………………………………….3
2. Описание и формализация задач и целей моделирования………………4
3. Выбор критерия цели моделирования………………………………..4
4. Определение границ модели и характера переменных………………….4
5. Выбор математического аппарата………………………………………...4
6. Детализация модели………………………………………………………..5
7. Разработка имитационной модели……………………………………….5

       а) выбор имитаторов основных функций…………………………………..5

       б) выбор имитаторов вспомогательных  функций;………………………....6

       в) составление структуры…………………………………………………...7

       г) описание алгоритма………………………………………………………..8

8. Заключение…………………………………………………………………9
9. Список литературы………………………………………………………...9

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Описание объекта  моделирования

40±10          40±10 

  

 да       да 

 да

 нет

 
 

      нет 
 
 

Имеется одноколейный участок железной дороги АС с разъездом  С. На разъезде имеется запасной путь, на котором один состав может пропустить один встречный поезд. К станциям А и В поезда прибывают каждые 40±10 мин. Участок АС поезда преодолевают за 15±3 мин, СВ - за 20±3 мин. Со станций А и В поезда пропускаются на одноколейный участок до разъезда при условии , что участок свободен, и на разъезде нет состава. Поезд останавливается на разъезде и становится на запасной путь, если по лежащему впереди него участку движется встречный поезд.

2. Описание и формализация  задачей и целей                                                                                 моделирования.

Поскольку одноколейный участок железной дороги представляет собой систему массового обслуживания задачей моделирования является математическое описание процесса функционирования.

Целью моделирования  является определение среднего времени  ожидания составов на станциях А и В, а также среднего времени ожидания на разъезде С и коэффициента загрузки запасного пути.

Для формализации процесса функционирования одноколейного участка  необходимо формализовать:

А) Входные потоки поездов

,где   - момент прибытия i-го поезда на станцию А.

                                - момент прибытия i-1 –го поезда на станцию А.

                                - интервал прибытия поездов на станцию А, подчиняется равномерному закону распределения (40±10 мин.)

Аналогично для  станции В :   

Б) Обслуживающие  аппараты

  Участок АС: t = t + ;

Участок СВ: t = t + , где , - время обслуживания на участках АС и ВС (t = t_i,  если свободны соответствующие участки и запасной путь, t = t , если соответствующий участок занят). Время обслуживания участков АС и СВ подчиняется равномерному закону распределения : 15±3 мин. и 20±3 мин. соответственно.

Запасной путь на разъезде С: t = t +

В) Правила обслуживания

Продвижение поезда по участку АС в направлении В  или по участку СВ в направлении  А допускается, если соответствующие  участки свободны и свободен запасной путь на разъезде С. Продвижение поезда по этим участкам от разъезда С допускается, если свободен следующий участок пути, если нет, то поезд должен становиться на запасной путь.

3. Выбор критерия  цели моделирования.

  В качестве критериев нам необходимы среднее время ожидание в очередях на станциях А, В и разъезде С, а также коэффициент загрузки запасного пути на разъезде С. Для этого достаточно статистики, выдаваемой GPSS WORLD за один прогон модели.

4. Определение границ  модели и характера  переменных.

Входные потоки поездов  на станциях А и В можно отнести к внешней среде, а переменные , - независимые. Переменные , , - управляемые.

5. Выбор математического  аппарата.

    В качестве математического аппарата выбираем имитационное моделирование. 

    6.Детализация  (декомпозиция) модели. 

     В  нашем случае детализация и декомпозиция не требуются. 

7. Разработка имитационной  модели.

    Имитационная  модель строится в 4 этапа:

           а) выбор и составление имитаторов  основных функций объекта и внешней среды;

           б)  составление имитаторов вспомогательных  функций;

           в)  составление структуры моделирующего  алгоритма;

           г)  описание алгоритма.

        В качестве программных средств  выбираем язык моделирования  GPSS World

а) выбор и составление  имитаторов основных функций объекта  и внешней среды:

      Входные потоки опишем с помощью блоков GENERATE.

             Для описания процесса обслуживания используем блоки:

SEIZE – занять блок, ADVANCE – задержать транзакт в блоке, RELEASE- освободить блок, QUEUE – занять место в очереди, DEPART – покинуть очередь.

            Для описания правил обслуживания  используем GATE NU, TRANSFER.

б) выбор имитаторов вспомогательных функций: используем блок TERMINATE для удаления транзакта из системы.

           в)  составление структуры моделирующего алгоритма

    

   

                    

             

  

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

г)  описание алгоритма

Блоками 1,2 формируются  входные потоки поездов на станциях А и В. Блоки3,4 реализуют ожидание составов на этих станциях. В блоках 5,6,7,8 происходит проверка свободы участков дороги АС и ВС, а также запасного пути на разъезде С. Если они свободны, то поезд занимает эти участки  с помощью блоков 9,10. Блоки 11,12 удаляют составы из ожидания на станциях. Блоки 13,14,15,16 реализуют движения поездов на участках до разъезда. Далее, в блоках 17,18 проверяется свобода участков СВ и АС. Если они свободны, то с помощью блоков 25,26,27,28,29,30,31,32 осуществляется движение поездов по этим участкам. Если нет, то блоками 19,20 поезда занимают запасной путь на разъезде С. С помощью блоков 21,22 проверяется свобода участков СВ и АС. Если они свободны, то блоками 23,24 поезда пропускаются на эти участки.

Программа:

          GENERATE 40,10 

      QUEUE OchUchAC 

      GATE NU RZZD 

      GATE NU UchAC 

      SEIZE UchAC 

      DEPART OchUchAC 

      ADVANCE 15,3 

      RELEASE UchAC 

      GATE NU UchCB,ACRZZD 

ACUchCB SEIZE UchCB 

      ADVANCE 20,3 

      RELEASE UchCB 

      TERMINATE 1 

      GENERATE 40,10 

      QUEUE OchUchCB 

      GATE NU UchCB 

      GATE NU RZZD 

      SEIZE UchCB 

      DEPART OchUchCB 

      ADVANCE 20,3 

      RELEASE UchCB 

      GATE NU UchAC,CBRZZD 

CBUchAC SEIZE UchAC 

      ADVANCE 15,3 

      RELEASE UchAC 

      TERMINATE 0 

ACRZZD SEIZE RZZD 

      GATE NU UchCB 

      RELEASE RZZD 

      TRANSFER ,ACUchCB 

CBRZZD SEIZE RZZD 

      GATE NU UchAC 

      RELEASE RZZD 

      TRANSFER ,CBUChAC 

          START     50    

Статистика:

GPSS World Simulation Report - Untitled Model 1.12.1 
 

                   Monday, December 19, 2011 00:06:10   

           START TIME           END TIME  BLOCKS  FACILITIES  STORAGES

                0.000           2043.760    34        3          0 
 

              NAME                       VALUE 

          ACRZZD                         27.000

          ACUCHCB                        10.000

          CBRZZD                         31.000

          CBUCHAC                        23.000

          OCHUCHAC                    10003.000

          OCHUCHCB                   10000.000

          RZZD                        10001.000

          UCHAC                       10004.000

          UCHCB                       10002.000 
 

LABEL              LOC  BLOCK TYPE     ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

                    1    GENERATE            51             0       0

                    2    QUEUE               51             0       0

                    3    GATE                51             0       0

                    4    GATE                51             0       0

                    5    SEIZE               51             0       0

                    6    DEPART              51             0       0

                    7    ADVANCE             51             1       0

                    8    RELEASE             50             0       0