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发表于 2009-2-12 18:31:17
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油轮码头系统
题目描述如下,这是一个油轮码头系统,油轮以指数分布到达港口(Harbour),排队(先进先出),等待一个拖轮(Tug)将其拖到一个空闲泊位(Berth),这称为“靠泊”,如果有多个泊位空闲,则随机选一个。拖轮将油轮拖到泊位后,即释放油轮,可以接受下一个任务。而油轮则开始装油,装完油后,即发出“离泊”请求,等待拖轮将其拖到港口(harbour),这称为“离泊”,释放后离开。总共有三个泊位。; H# o/ g5 C5 ^2 t2 Z. O
拖轮的调度规则很重要,描述如下:
1 R" j ?- o- X+ O; \) a如果拖轮在港口处,则“靠泊”请求优先于“离泊”请求;- @! w9 f* X" H5 [
如果拖轮在泊位处,则“离泊”请求优先于“靠泊”请求;- r! }( C( \/ [
" G. x4 w8 D# c4 `
油轮到达时间间隔、从港口到泊位的行驶时间、以及在泊位的装货时间大家自己随便设置。
3 e6 ]2 i5 x- _9 n+ V4 r5 O0 D详情参考: http://www.simulway.com/bbs/thread-13291-1-1.html
# C( D/ c. A: N2 A
, Z2 h. f5 A8 `8 V+ j; F: Y R0 r还有个Flexsim的,顺便进行比较.# L5 H" \+ C) C. N2 x
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用ExtendSim 做了一个模型,为了一目了然,我没有对模型进行分层,所有模块都在一个层面上,所以,没有考虑美观的问题,只是做了一些标注。为了讨论方便。
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这个模型采用了集中调度、分散仿真的思路,就是所有的调度逻辑都放在一个集中的模块中,这样方便以后扩展到更复杂的逻辑上,也容易维护。
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% v- i( Q0 V& N. e这里面逻辑也包含了拖船在泊位之间移动的时间。0 Y% N. ~1 M4 Z8 s: w/ V% x
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这个模型只是可以用extendsim 实现的方法之一。其实这里面的 Batch / Unbatch 模块都可以省略,这样模块数量会更少。但那样的话,需要的抽象思维更多一些。我先发这个模型,如果对其他实现方法感兴趣,我可以再做出来。
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ExtendSim 模型的建模思路:" z9 A3 a! p2 Y' p- K
G2 f6 O& [" d: l关于这个模型中对移动资源的处理具有普遍意义,我们用这种思路成功处理过铁路网中机车移动的情况。# D0 E( p u' b( }; ?
9 l0 \/ u, z+ i+ Y% D可以看到,模型大概分成两条主线,上面那条主线主要描述的是油轮到港,装油,最后离开的流程。下面这条主线主要描述的是移动资源,也就是拖轮的调度。
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对于移动资源来说,最重要的是确定移动资源应该在什么时候从一个地点启动,也就是决定出发点的启动时间,以及应该到什么地方,也就是决定目的地点。对于抽象程度较高,不太关心从出发点到目的点之间走行的路径,而只是关心走行的距离和时间的话(距离可以通过速度转换成时间),那么我们只需要建立一个点到点的距离矩阵表格,或者点到点的移动时间矩阵表格,那么,在确定了起点和终点之后,只要通过这个表格查找距离,就可以确定走行的时间。我们现在这个例子就属于这种情况,因为港口面积较大,拖轮走行自由度相对宽松一点。如果是铁路网,那么情况就更复杂一些,因为铁轨具有独占性、方向性,机车不能随意走行,那么,在这种情况下,除了确定起点和终点之外,还要规划出机车走行的路线,并且在必要的时候,还需要对走行的路线进行“预约”,禁止其他车辆驶入。! b2 ~5 U& x( V4 g
& i7 |' u! _% L* O回到我们这个例子。
' Z d$ c' |$ p$ S4 i" A$ M6 A拖轮调度的逻辑需要的输入包括
; x6 H$ h O& M2 \6 l& o(1)拖轮目前的位置和状态(空闲?繁忙?)4 J% D% T0 ]' [$ H) T# T0 f
(2)是否有其他油轮有请求? 谁发出请求? : f* h; W! @) p; K
拖轮调度的逻辑需要的输出包括& z3 ~# `; a! C: h0 g3 B
(1)让拖轮启动的时间# D) x' A! c6 Z/ l# e
(2)拖轮的目的地
- ^5 U; D' f0 e0 C0 [(3)从出发点到目的地的走行时间
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4 P) [2 t+ M$ t2 M: L一般情况下,可以想像拖轮没有自主决定权,它的调遣都听从于模型调度模块发出的指令,它唯一要做的就是执行(从一个地方通过一段延迟走到另外一个地方)和报告(汇报当前的状态和位置)。这个模型采用了集中调度,分散仿真的方式,也就是说所有调度指令的发出都是由[42] Equation 这个模块发出。
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3 A( F( E7 n! `: }- z' z7 r这个模块每隔一段时间进行一次调度计算,之所以采用了固定时间间隔计算的方式,而没有采用某个事件触发的方法,就是为了以后更复杂模型逻辑中,在没有事件发生而需要调度的情况下,也可以提前发出调度逻辑。比如说,如果要求拖轮在油轮装油即将结束之前10分钟就要启动,以便可以在油轮刚刚装完油就可以被拖走,那么采用固定时间间隔方法可以满足这个要求。在ExtendSim 中,采用固定时间间隔运算调度逻辑并不会显著影响到运算速度,因为大部分情况下,计算并不触发任何动作,而采用集中调度的好处,就是这个调度逻辑的运算速度近乎可以忽略不计。
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; d, J3 W2 F! p9 v- A: \3 }为了记录拖轮当前的状态,我们定义了一个 TugLocation 的属性,为了记录在港口和三个码头是否有油轮等待被拖走,我们采用了 Location 的数组,这个数组实时记录了 L1 (港口是否有船),LL1 到 LL3 (是否有已经装完油的油轮等待被拖走),以及 L2 (拖轮本身是否空闲)。这些都是在 [42]Equation 中进行调度逻辑处理所需要的输入参数。那么在[42] Equation 模块中的调度逻辑其实很简单,就是判断如果拖轮空闲,那么按照一定的优先级看港口和三个码头是否有拖运的任务,如果没有,就接着在原地等待;如果有,那么就会输出三个信息
) I* T! v- f T* u1 e0 G(1)OPEN=1 将 拖轮队列 后面的Gate 打开,让拖轮启动出来% Z' W) W3 a5 t$ P9 T" G3 e
(2)Which 告诉拖轮去哪个目的地
$ v0 d3 N8 I9 h(3)通过查表得出出发点和目的地之间的移动时间6 h: O9 n# ~$ V, N
O' W/ C, F% `% Q3 _- a有了这三个信息,就可以让拖轮走到任何需要的地方,或者和港口的油轮,或者和已经装完油的油轮,进行 Batch 捆绑。$ K& U/ O3 {7 p0 |; {
# y1 {2 c9 U6 W[ 本帖最后由 focuscon 于 2009-2-12 19:43 编辑 ] |
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