系统仿真,电梯

复杂系统建模与仿真

实验报告

报告人：

吴陈鹤1083班3111315003 田博1084班3111316001

一．电梯仿真实验

1.模型设计说明

模拟一个五层楼的电梯系统，该楼有一个自动电梯，能在每层停留。设计一个电梯运行的模型，保证乘客的等待时间最短。

2.模型设计思想

（1）五个楼层由下至上依次称为地下层、第一层、第二层、第三层和第四层，其中第一层是大楼的进出层，即是电梯的“本垒层”，电梯“空闲”时，将来该层候命。五个楼层从下到上的编号为：0、1、2、3、4。除了地下层外，每一层都有一个要求向下的按钮除了第四层外，每一层都有一个要求向上的按钮。对应的变量为：CallUp[0..3]和CallDown[1..4]。电梯内的五个目标层按钮对应的变量为：CallCar[0..4]。

（2）电梯一共有七个状态，即正在开门（Opening）、已开门（Opened）、正在关门（Closing）、已关门（Closed）、等待（Waiting）、移动（Moving）、减速（Decelerate）。

（3）乘客可随机地进出于任何层。对每个人来说，他有一个能容忍的最长等待时间，一旦等候电梯时间过长，他将放弃。对于在楼层内等待电梯的乘客，将插入在等候队列里，每一层有两个等候队列，一队要求向上，一队要求向下，用链队列来实现。对于在电梯内的乘客，用五个乘客栈来实现，该乘客要去哪一层，就把他放在相应编号的栈中，对应变量为EleStack[0…4]。

（4）模拟时钟从0开始，时间单位为0.1秒。人和电梯的各种动作均要耗费一定的时间单位（简记为t）：

●有人进出时，电梯每隔40t测试一次，若无人进出，则关门

●关门和开门各需要20t

●每个人进出电梯均需要25t

●电梯加速需要15t

●上升时，每一层需要51t，减速需要14t

●下降时，每一层需要61t，减速需要23t

●如果电梯在某层静止时间超过300t，则驶回1层候命。

（5）按时序显示系统状态的变化过程：发生的全部人和电梯的动作序列。

3.模型设计概要

本程序包含6个模块：

（1）主程序模块

（2）乘客模块

（3）乘客栈模块

（4）电梯模块

（5）等待队列模块

（6）高楼模块：实现电梯和乘客之间的互交。

各模块之间的调用关系如下：

3.1乘客类型

反映乘客的所有属性。

ADT Client

数据对象：D={a i∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}

数据关系：R={|a i-1,a i∈D,i=2,…,n}

基本操作：

PrintClientInfo(Client const &e,ClientStatus s)

操作结果：输出乘客信息。

CreatClient(Client *&p)

操作结果：生成新的乘客。

DestoryClient(Client *&p)

操作结果：该乘客离开系统。

GoAbove(Client const &e)

操作结果：判断该乘客是否去往高层。

CInfloor(Client const &e)

操作结果：返回乘客进入的楼层。

CInTime(Client const &e)

操作结果：返回乘客进入时间。

COutfloor(Client const &e)

操作结果：返回乘客进入时间。

}

3.2乘客栈类型

电梯内的乘客用乘客栈表示，去不同楼层的乘客放在不同的栈中。ADT Estack

数据对象：D={a i∈乘客信息,I=1,2,…,n,n≥0}

数据关系：R={|a i-1,a i∈D,i=2,…,n}

基本操作：

略。

}

3.3等候队列类型

在电梯外等待的乘客用等待队列表示。每层各有两个等待队列，分别为上楼队列和下楼队列。与一般队列不同的是在基本操作中加入了放弃操作CGiveUp(WQueue &Q,int floor)。

3.4电梯类型

表示电梯的各个属性和所有动作。

ADT Elevator

数据对象：D={a i∈电梯信息,I=1,2,…,n,n≥0}

基本操作：

InitEle(Elevator &E)

操作结果：初始化电梯类型。

DestoryEle(Elevator &E)

操作结果：销毁电梯类型。

EleDecide(Elevator &E,WQueue w[Maxfloor+1][2])

操作结果：电梯动作决策。

ElevatorRun(Elevator &E,WQueue w[Maxfloor+1][2]){

操作结果：电梯状态转换。

CountOver(Elevator &E)

操作结果：判断电梯计时是否完成。

EleFloor(Elevator const &E)

操作结果：返回电梯所在的层。

EleStatus(Elevator const &E)

操作结果：返回电梯状态。

RequireAbove(Elevator const &E)

操作结果：判断是否有高层请求。

RequireBelow(Elevator const &E)

操作结果：判断是否有低层请求。

EleAchieved(Elevator &E)

操作结果：判断电梯是否要停于当前层。

EleOpenDoor(Elevator &E)

操作结果：判断电梯是否要开门。}

3.5高楼模块

实现电梯和乘客之间的互交功能。包括：

InOut(Elevator &E,WQueue w[Maxfloor+1][2])

操作结果：进行乘客的进出电梯活动。