港口系統(tǒng)仿真大作業(yè)

港口系統(tǒng)仿真課程設(shè)計交運172王星宇2017106111581.在計算機上利用線性同余法或乘同余法產(chǎn)生[0,1]區(qū)間獨立均勻分布的隨機數(shù)序列。(A)要求產(chǎn)生2組隨機數(shù)序列，每組1000個。(B)計算每組隨機數(shù)的均值，并且以0.1為間隔，(0,0.1)，(0.1,0.2),(0.2,0.3),...畫出隨機數(shù)落在每個子區(qū)間內(nèi)的頻率分布曲線。解：（1）用a=9，c=7，m=2^15，x0=7生成一個1000行1列的矩陣，用循環(huán)語句生成1000個0到1之間的隨機數(shù)，用mean函數(shù)求平均值并用histfit進(jìn)行作圖，如圖1以及圖2。圖1圖2（2）以下是第二組隨機數(shù)的生成，流程與第一小組隨機數(shù)相同，如圖3和圖4。圖3圖42.為模擬船舶的裝卸過程，首先需要模擬船舶的到港過程，假設(shè)泊位充足，且船舶的到達(dá)服從每天平均3.6艘船的泊松分（A）以T1產(chǎn)生的第一組隨機數(shù)為基礎(chǔ)，按照上述分布特點產(chǎn)生1000艘船舶的到港時間間隔（以min為單位），并計算你所產(chǎn)生的這1000個到達(dá)時間間隔的平均值。（B）以100min為劃分間隔，畫出產(chǎn)生到達(dá)時間間隔在各區(qū)間的頻率分布圖解：首先將每天3.6艘船的單位進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后建立循環(huán)語句，因為船舶達(dá)港服從泊松到達(dá)過程且符合指數(shù)分布，所以到達(dá)間隔時間可以用R=1-e^(a*x)，然后求出平均數(shù)并作圖，如圖5和圖6。圖5圖63.為仿真船舶的裝卸過程，需模擬船舶的裝卸過程。為此，研究人員統(tǒng)計了200艘船舶的裝卸所需時間，如下表所示：區(qū)間(小時)2~44~66~88~1010~11頻數(shù)4050603020（A）根據(jù)該數(shù)據(jù)擬合出裝卸服務(wù)時間這個隨機變量的累積分布函數(shù)（B）以T1產(chǎn)生的第二組隨機數(shù)為基礎(chǔ)，按照上述統(tǒng)計規(guī)律模擬產(chǎn)生1000艘船舶的裝卸服務(wù)時間（單位:min），并計算所產(chǎn)生的1000艘船舶裝卸服務(wù)時間的平均值。（C）以100min為區(qū)間間隔，畫出產(chǎn)生數(shù)據(jù)在各區(qū)間的頻率分布圖。解：可以套用累積分布函數(shù)得到函數(shù)tan(i)=(x(i+1)-x(i))/(y(i+1)-y(i))并利用switch語句生成裝卸時間。如圖7與圖8。圖7圖8利用histfit作圖可得出如下裝卸時間的分布，如圖9。圖94.采用T2產(chǎn)生的1000個船舶到港時間間隔數(shù)據(jù)，T3產(chǎn)生的1000艘船舶裝卸服務(wù)時間，假設(shè)只有1臺橋吊，對1000艘船舶的裝卸排隊服務(wù)過程進(jìn)行仿真：統(tǒng)計橋吊利用率、每艘船舶平均在港總時間、每艘船舶平均等待時間解：吊橋利用率=總服務(wù)時間/總時間平均在港時間=（總服務(wù)時間+總裝卸時間）/船舶數(shù)量平均等待時間=總等待時間/船舶數(shù)量其中總的服務(wù)時間就是第一艘船開始到最后一艘船的結(jié)束，如圖10，11，12，13。圖10圖11圖12圖135.假設(shè)有2臺橋吊（橋吊A和橋吊B，在A和B均空閑時，選擇讓A服務(wù)），重復(fù)對1000艘船舶的裝卸過程進(jìn)行仿真，并統(tǒng)計相關(guān)統(tǒng)計量（橋吊利用率、每艘船舶平均在港總時間、每艘船舶平均等待時間）。解：根據(jù)題意，利用循環(huán)嵌套的語句進(jìn)行解答比較合適，A與B同時空閑就選擇A，A空閑B在忙就選擇A，B空閑A在忙就選擇B，如圖14，15，16，17，18。本題全代碼如下nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0sumstevedore=sum(stevedore)fori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<=nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendarrival=arrival+interval(i)endifnextA>=nextBzong=nextAelsezong=nextBend圖14圖15吊橋A利用率圖16吊橋B利用率圖17平均在港時間圖18平均等待時間6．如果上述服務(wù)規(guī)則改為：如果A和B均空閑，則以0.6的概率選擇B，重復(fù)上述仿真本題的思路與第五題大致相同，就是在判斷語句有所改變，代碼如下并如圖19，20，21，22。nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0a=9;c=7;m=2^15;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endfori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBprobability=B(i,1);ifprobability>=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifnextA>nextBsumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseprobability2=rand(1,1)ifprobability2>=0.6sumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendendarrival=arrival+interval(i)endifnextA>=nextBzong=nextAelsezong=nextBend圖19圖20吊橋A利用率圖21吊橋B利用率圖22平均在港時間圖23平均等待時間原代碼：1.a=9;c=7;m=2^15;x0=7;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endmean(B)histfit(B,10)a=11;c=0;m=2^15;x0=7;D=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;D(n-1,1)=s;endmean(D)histfit(D,10)2.pingju=3.6jiange=3.6/1440interval=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;interval(n-1,1)=-log(1-B(n-1,1))/jiange;endmean(interval)histfit(interval,30)3.x=[2,4,6,8,10,11];y=[0,0.2,0.45,0.75,0.9,1];tan=zeros(5,1);fori=1:5tan(i)=(x(i+1)-x(i))./(y(i+1)-y(i));endstevedore=zeros(1000,1).*60;fori=1:1000switchceil(D(i)*100)casenum2cell(0:20)stevedore(i)=tan(1).*D(i)+x(1);casenum2cell(21:45)stevedore(i)=tan(2).*(D(i)-0.2)+x(2);casenum2cell(46:75)stevedore(i)=tan(3).*(D(i)-0.45)+x(3);casenum2cell(76:90)stevedore(i)=tan(4).*(D(i)-0.75)+x(4);casenum2cell(91,100)stevedore(i)=tan(5).*(D(i)-0.9)+x(5);endend4.nextwork=0;arrival=0;sumstevedore=sum(stevedore)sumawait=0;fori=1:1000ifnextwork>arrivalsumawait=sumawait+(nextwork-arrival)nextwork=arrival+(nextwork-arrival)elsenextwork=arrival+stevedore(i)endarrival=arrival+interval(i)end5.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0sumstevedore=sum(stevedore)fori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifnextA<=nextBsumawait=sumawait+(nextA-arrival)nextA=nextA+(nextA-arrival)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsesumawait=sumawait+(nextB-arrival)nextB=nextB+(nextB-arrival)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endendarrival=arrival+interval(i)endifnextA>=nextBzong=nextAelsezong=nextBend6.nextA=0nextB=0arrival=0sumstevedoreA=0sumstevedoreB=0sumawait=0a=9;c=7;m=2^15;x0=9;B=zeros(1000,1);n=1;whilen<=1000n=n+1;x=rem((a*x0+c),m);x0=x;s=x/m;B(n-1,1)=s;endfori=1:1000ifarrival>=nextA&&arrival>=nextBprobability=B(i,1);ifprobability>=0.6nextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elsenextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)endelseifarrival<nextA&&arrival>=nextBnextB=arrival+stevedore(i)sumstevedoreB=sumstevedoreB+stevedore(i)elseifarrival>=nextA&&arrival<nextBnextA=arrival+stevedore(i)sumstevedoreA=sumstevedoreA+stevedore(i)elseifnextA>nextB