matlab仿真设计-多服务台排队系统建模与动画仿真.docVIP

《系统仿真与matlab》综合试题 题 目：M/M/N 排队系统（多服务员排队系统）的仿真 编 号： 17 难度系数： ((((( 姓 名 *** 班 级 自动化**** 学 号 ****** 联系方式 ******* 成 绩 《系统仿真与matlab》综合试题 0 摘 要 1 1. 要求分析 2 2. 问题分析 2 3. 模型假设 3 4. 模型分析 3 4.1 排队系统构成 3 4.1.1到达过程 3 4.1.2排队过程 3 4.1.3服务过程 4 4.1.4系统性能 4 4.2参数分布与建模依据 4 4.2.1非负指数分布 5 4.2.2泊松分布 5 5. M/M/N多服务台模型 5 5.1多服务台模型 5 5.2服务利用率 7 5.3平均队长 7 5.4平均等待时间 7 6. 程序设计 8 6.1运算流程图 8 6.2动画流程图 9 7. 系统仿真结果 10 7.1程序界面介绍 10 8. 系统评估与难点分析 12 8.1系统评估 12 8.2难点评估 12 9. 参考文献 12 10. 附录 13 10.1模型数据计算程序 13 10.2M/M/N模型计算主要程序 14 摘 要 排队是在日常生活中经常遇到的现象，如顾客到商店购买物品，病人到医院看病常常要排队。由于服务机构容量的限制，到达的顾客往往不能立即得到服务，而出现了排队现象。排队论（又称随机服务系统理论）就是通过对排队系统进行研究从而建立数学模型的一种理论。 本系统主要基于排队论中多服务系统模型，利用matlab7.0实现模型的建立于仿真，并且通过动画的形式使使用者对整个仿真模型拥有一个直观的认识。 关键词： 多服务员排队系统 排队论 MATLAB仿真 GUI 要求分析 仿真系统以运筹学中排队论为数学基础，根据其中的多服务台负指数分布排队系统建立仿真模型。 对于排队服务系统，顾客往往注重排队顾客是否太多、等待时间是否太长，而服务员则关心她的空闲时间。因此队长、等待时间以及服务利用率等指标可以衡量系统性能。多服务排队系统（M/M/N模型）中，按照顾客到达的时间概率分布为泊松分布，顾客服务时间的长短服从负指数分布的情况，对排队系统进行仿真。 其过程如下图： 问题分析 根据系统要求，设计过程中主要需要解决一下问题 利用MATLAB所提供的GUI工具，设计系统界面。 根据输入参数，建立服务模型，使顾客到达率符合泊松分布，顾客服务时间符合负指数分布，并由数学关系得到平均等待时间、平均队长、服务利用率。 通过输入参数，利用MATLAB图形功能实现系统动画仿真。 对整体系统进行调整，检验系统稳定性与正确性，完善系统功能。 对整个设计过程进行评估。 模型假设 根据系统设计要求与实际情况，服务系统基于以下假设： 顾客源是无穷的； 排队长度没有限制； 到达系统的顾客按先到先服务原则依次进入服务； 服务员在仿真过程中没有休假； 顾客到达时排成一队，当有服务台空闲时进入服务状态； 单位时间内到达的顾客数量服从泊松分布； 顾客所需的服务时间服从负指数分布； 各服务台服务无相互影响且平均服务时间相同。 模型分析 4.1 排队系统构成 系统设计过程中，将排队过程分为到达过程，排队过程，服务过程三部分。 4.1.1到达过程 到达过程主要针对顾客到达情况，对于不同的模型背景，顾客到达情况有不同的限制，此次系统设计过程中顾客到达基于以下假设： 顾客源是无限的。 顾客单个到来，且相互独立。 顾客到达的时间服从泊松分布，且到达过程是平稳的。 4.1.2排队过程 排队过程规定顾客在排队过程中的排队规则，即规定顾客在排队系统中按怎样的规则、次序接收服务的，本次系统设计采用以下排队规则： 顾客到达时若所有服务台均被占用，则顾客均选择排队等候。 顾客的服务次序采取先到先服务。 队列数目为单列，顾客不会在排队过程中中途退出。 4.1.3服务过程 服务过程规定顾客在接收服务过程中的服务规则，本次系统设计采用一下服务规则： 服务机构为多服务台并联型（包括单服务台的特殊情况），各服务台独立为不同顾客提供服务。 服务采用先到先服务的原则，未设置服务优先级。 4.1.4系统性能 根据设计要求，系统性能参数主要包括以下部分 平均队长：服务过