系统仿真实验指导书

《系统仿真》实验指导书系统仿真是研究、设计、分析各种复杂系统的重要工具。计算机仿真技术是涉及现代学科最多的技术之一，涉及到数学(包括数值分析)、统计学、运筹学、系统论与系统工程学、管理学等。系统仿真这门课程，主要阐述系统仿真的基本原理和基本实现方法，以及现代仿真技术的发展趋势，目的是使学生掌握系统仿真的基本概念、基本原理与基本技能，为学生将计算机仿真技术应用于复杂系统的设计与分析打下基础。本实验是为配合专业课《系统仿真》而开设的。目的是使学生将系统仿真的理论与方法应用于实践，提高学生的实际应用能力。排队系统仿真.理论基础排队系统也称为随机服务系统，其实质是研究服务台与顾客之间的效率问题，希望服务台效率高，而顾客的等待时间又不太长。研究排队系统的目的是为了得到系统的统计性能，比较普遍的有以下四种：稳态平均延误时间dd=limV//?8/=1其中B为第i个实体的延误时间，n是接受服务的实体数。平均延误时间就是实体在队列中的平均等待时间。实体通过系统的平均滞留时间ww=lim\Wi/n

〃-8/=1其中叱.为第i个实体通过系统时的滞留时间，它等于实体在队列中的等待时间R与该实体接受服务的时间S,之和。稳态平均队长QTQ=lim⑺力/To其中Q⑴为t时刻的队列长度，T为系统运行时间。系统中平均实体数LQ=lim"⑺力/T=limf（Q（，）+S（，）M〃TTf8JT—>ooJ00其中L（t）为t时刻系统中的实体数，它是在队列中的实体数Q（t）与正在接受服务的实体数S（。之和。上述四个指标存在的条件是服务台的利用率夕<lo.单服务台系统实例一个小型的自选商场拥有3个购物通道，一个收银台设在商场出口处。据统计，该商场购物顾客的到达服从指数分布，平均间隔时间为75秒。顾客到达商场时一般是先从入口处拿一个购物篮，然后根据个人需要进入某一条通道去挑选商品。下表列出商场关于顾客进入某一通道的概率及在那里选购商品件数和逗留时间等方面的统计结果。通道进入该通道的概率挑选商品的件数逗留时间（秒）10.453±1120±620.354±1150±3030.205±1120±45在顾客离开通道去交款途中，一般还会从旁边的货架上取下大约2±1件商品，每位顾客的交款时间与其所购商品的件数有关，平均每件需3秒钟，顾客付款后留下小篮即离开商场。建立一个仿真模型并利用C程序设计语言编制程序，通过它对商场8小时营业过程的模拟来定量地研究收款员的繁忙程度；统计顾客为付款排队所耽误的时间及最大的排队人数。.多服务台系统实例某汽车加油站有两台效率相同的加油器，加油的汽车的到达间隔时间为均匀分布,均值为40秒，方差为10秒，到达加油站后先排队（一个队列）等候，加油器一旦得空,选择队首的汽车进行加油，加油服务时间也为均匀分布，均值为80秒，方差为8秒。建立一个仿真模型并利用C程序设计语言编制程序，通过它（1）加油站的利用率;（2）汽车加油的平均等候时间。（模拟24小时）.建模及仿真要点采用事件调度法（eventscheduling）；用反变换法求顾客的到达时间及服务时间。随机库存系统的仿真.理论基础在库存系统中，库存量的变化是由以下两个方面的因素引起的。首先是顾客的需求,由于满足了需求，库存量不断减少，为保证供应，就需要补充库存，称之为订货。如同排队系统中的“到达”与“服务”一样，“需求”与“订货”是库存系统的两个最基本的概念。由于需求与订货的不断发生，库存量呈现动态变化。在随机库存系统中，需求发生的时间及订货量可能是随机的。评价库存策略的优劣一般采用“费用”高低来衡量，最常考虑的费用包括以下几个

方面:方面:方面:方面:保管费订货费缺货损失费.随机库存系统实例某公司经销单类产品，顾客需求时间为均值0.1个月的指数随机变量，需求量也是随机变量，其概率质量函数为1概率为，6概率为，D=\；概率为‘3概率为,这个公司的订货策略是：按月订货，每月月初检查库存水平，若库存水平I超过下限L,则不订货，若低于下限，则订货，订货量介于库存上限S与I之间，记订货量为Z,则1<L1<LI>L1<LI>L若订货，则从订货到货物入库的时间(延迟时间)是0.5-L01<LI>L建立一个仿真模型并利用C程序设计语言编制程序，比较以下3种订货策略，以确定何种策略费用最小(设每件产品的保管费为30元，每件缺货损失20)：L204060S4060803.建模及编程要点(1)需求量D的模拟：产生一个［0,1］区间上的均匀分