系统建模与仿真ppt
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系统建模与仿真
5.2系统建模
❖5.2.1对系统模型的要求和建模的原则 ❖5.2.2系统建模方法与步骤
系统模型与仿真
5.3系统工程研究中常用的主要模型
❖5.3.1结构模型 ❖5.3.2网络模型 ❖5.3.3状态空间模型
5.4系统仿真概述
❖5.4.1系统仿真的概念 ❖5.4.2仿真技术的发展 ❖5.4.3系统仿真分类 ❖5.4.4系统仿真的基本步骤
外在的影响并对一些过程作合理的简化。
5.1系统模型
5.1.2建立系统模型的必要性
人类认识和改造客观世界的研究方法一般说来有三种，即实验法、 抽象法、模型法。
实验法是通过对客观事物本身直接进行科学实验来进行研究的，因 此局限性比较大。
抽象法是把现实系统抽象为一般的理论概念，然后进行推理和判断， 因此这种方法缺乏实体感，过于概念化。
三、岩溶旅游资源
岩溶旅游资源的概念
岩溶景观：又称“喀斯特景观”。地面往往崎岖 不平，岩石嶙峋，奇峰林立；地表河流稀疏；地 下则发育有地下河、溶洞等。中国广西的桂林山 水即为典型的岩溶景观。
三、岩溶旅游资源
岩溶旅游资源的分类 地上：石芽、峰丛、峰林、孤峰 地下：落水洞、漏斗、溶蚀洼地
三、岩溶旅游资源
10钟讲解
一、西南地区的位置与范围
本区包括云南、贵州和广西三个省区； 位于我国西南边陲，北部与四川、西藏相连，东部与广东
相连，南部及西南部与老挝、越南和缅甸唇齿相依；
多民族省区；云南有25个少数民族、贵州有17个、广西有 11个，民族文化绚丽多姿“三里不同风，五里不同谷，大
节三六九，小节天天有” 。
四、民俗文化文化旅游资源
民俗文化旅游资源分类
古遗迹：古城 建筑设施：灯塔、港口、庙会 人文活动：劳动生产、体育运动、民俗文化信仰 民俗文化商品：山珍、民俗文化工艺品、民俗文
❖5.2.1对系统模型的要求和建模的原则 ❖5.2.2系统建模方法与步骤
系统模型与仿真
5.3系统工程研究中常用的主要模型
❖5.3.1结构模型 ❖5.3.2网络模型 ❖5.3.3状态空间模型
5.4系统仿真概述
❖5.4.1系统仿真的概念 ❖5.4.2仿真技术的发展 ❖5.4.3系统仿真分类 ❖5.4.4系统仿真的基本步骤
外在的影响并对一些过程作合理的简化。
5.1系统模型
5.1.2建立系统模型的必要性
人类认识和改造客观世界的研究方法一般说来有三种，即实验法、 抽象法、模型法。
实验法是通过对客观事物本身直接进行科学实验来进行研究的，因 此局限性比较大。
抽象法是把现实系统抽象为一般的理论概念，然后进行推理和判断， 因此这种方法缺乏实体感，过于概念化。
三、岩溶旅游资源
岩溶旅游资源的概念
岩溶景观：又称“喀斯特景观”。地面往往崎岖 不平，岩石嶙峋，奇峰林立；地表河流稀疏；地 下则发育有地下河、溶洞等。中国广西的桂林山 水即为典型的岩溶景观。
三、岩溶旅游资源
岩溶旅游资源的分类 地上：石芽、峰丛、峰林、孤峰 地下：落水洞、漏斗、溶蚀洼地
三、岩溶旅游资源
10钟讲解
一、西南地区的位置与范围
本区包括云南、贵州和广西三个省区； 位于我国西南边陲，北部与四川、西藏相连，东部与广东
相连，南部及西南部与老挝、越南和缅甸唇齿相依；
多民族省区；云南有25个少数民族、贵州有17个、广西有 11个，民族文化绚丽多姿“三里不同风，五里不同谷，大
节三六九，小节天天有” 。
四、民俗文化文化旅游资源
民俗文化旅游资源分类
古遗迹：古城 建筑设施：灯塔、港口、庙会 人文活动：劳动生产、体育运动、民俗文化信仰 民俗文化商品：山珍、民俗文化工艺品、民俗文
系统建模与仿真PPT课件
内涵分类方法
同构模型 同态模型
形象模型
模拟模型
符号模型
数学模型
System Engineering
➢除此之外，还有不少对系统模型的分类方法。 ➢例如：
➢ (1)按变量性质可将数学模型分为确定性模型与 随机模型；
➢ (2)按变量间的关系可将模型分为线性模型与非 线性模型；
➢ (3)按时间因素可有动态模型与静态模型； ➢ (4)按是否间断可有连续模型与离散模型； ➢ (5)按学科性质，可有运筹学模型、计量经济学
用户订货
生产管理部门
原料 采购部 制造车
门
间
装配车 装运部 成品
间
门
System Engineering
？模型的构建原则
2）考虑信息相关性
例如：在工业管理中，研究工艺流程对生 产的效率的影响时，就不需要考虑工人的 工资。如果将工人工资信息包括在模型中 不会有什么害处，但它会增加模型的复杂 性。
System Engineering
？模型化的地位
它不能代替对客观系统内容的研究，只有在和对 客观系统内容研究相配合时，模型的作用才能充 分发挥。
System Engineering
实际系 统
模型化
模型Biblioteka 比较现实意 义解释
实验、分析 结论
System Engineering
二、模型的分类
1.模型的分类
形式分类方法
物理模型 数学模型 概念模型
第6讲 系统建模与仿真
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System Engineering
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前言
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第十章 Enterprise Dynamics 《系统建模与仿真》PPT课件
三、库和模型的结构
三、库和模型的结构
ED用树型结构对元件的构造进行可视化分析， 表明哪些元件包含哪些另外的元件。ED还有另 外两棵重要的树：
（1）元件库树 （2）模型库树
四、通道
通道的作用是沿着这一路径发送产品 并传递信息，起到一个承上启下的作用， 把所有的元件连成一个有机的整体 。
五、结果分析
2、刨、铣（Milling Machine1、2)： 在Cycletime复选框，输入公式max( 0,normal(36,2) )
3、台虎钳（Bench Vicel 1、2）： （1） 在Cycletime复选框直接填入120； （2）在“Specific”选择“B in, 1 out ”， 在Batch[B] 选择框填入4。
2、利用Channels/ Enabled打开连接通道将上图 模型部件连接起来。
3、双击Queue（队列）,选择Send To（送到）栏，调 整栏中的数值或点击右边的按钮 ，在下拉菜单选择 输出策略。
4、运行模型，分析结果。
模型运行与分析
用较为复杂的模型，讨论如何进行仿真 试验，分析仿真结果。
一、打包拆包 二、物流策略 三、操作员 四、 输送器
某工厂的分派部门，由两台分开的辊子输送机分别将产品和托盘输送到 托台堆垛机，将产品安放在托盘上，用托盘运送产品。托盘经下一台输 送机到达包装机，包装机用塑料包装产品。包装机能同时或分开包装几 个托盘的产品。 分派系统的相关参数是：
1、每隔5秒有一个产品经由辊子输送机到达托台堆垛机。 2、托盘的来到服从负指数分布，输送托盘的平均时间为每隔40秒一 个。 3、托盘堆垛机每次放8个产品在托台上，每个托盘所需时间为20秒。 4、链子输送机将所有托盘输送至包装机器。 5、包装机器最多能同时包装4个托盘，包装所需时间服从负指数分布， 包装托盘上产品的平均时间为120秒。 6、输送机长度为10m的，传送速度是1m/s。每个产品长度50cm， 托台的宽度和高度分别是1m。
生理系统建模与仿真 PPT课件
计算机仿真，需要将数学公式转化为计算机 算法，编程，这种用计算机程序所表达的模
型称为仿真模型，而仿真模型在计算机上的
运行则形成了仿真实验。
计算机仿真与原型系统之间经历了两个基本
过程，即建立数学模型，而后建立仿真模型。
系统原型、数学模型、仿真模型
举例：心血管循环系统仿真
进入仿真界面
血管狭窄仿真图
（2）在代谢系统分析中的作用
• 代谢系统模型比药物动力学模型复杂。 • 1961年，Bolle已建立具有两房室的血糖调节的线性 系统，估算葡萄糖灌输于正常人时，人体系统的响
应特性，其结果与临床符合。
• 由病人的糖耐量试验曲线对糖尿病人进行分类诊断；
正在研究和应用的胰岛素治疗糖尿病人的最佳控制
用药问题等。
• 2003年初，被称为“中国虚拟人1号”的我 国首例女性虚拟人数据集在南方医科大学 构建成功，标志着继美国、韩国后，中国 成为世界上第三个拥有本国虚拟人数据库 的国家。
通过血管铸型技术显示的动静脉模型
虚拟人的研究分为四个发展阶段：
• 第一阶段是数字可视人；
• 第二阶段是数字物理人，拥有人体的物理性 能，可以模拟肌肉的运动； • 第三阶段是数字生理人，可模拟人的生理功 能； • 第四个阶段是数字智能人，具备一定的思维 能力。
及许多生理实验都是无法进行的，而运用模型
来进行仿真实验，可以随意地考察系统在各种
极端条件下的可能反应。
（3）可作为预研手段为真实系统运行 奠定基础
例如在对生理系统的研究中，可通过进 行大量的仿真实验找出系统变化的规律性， 然后再进行少数活体实验进行验证，这样既 可节约大量实验经费，缩短实验周期，又可
脑血液流动的参数模型，不仅能模拟出
[管理学]物流系统建模与仿真ppt
![[管理学]物流系统建模与仿真ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/509377b55ff7ba0d4a7302768e9951e79b89690b.png)
（3）详细定义 本步骤要分别定义每 个元素detail对话框中的参数。 （4）机器的详细定义 本模型中对机器 主要定义它们的机器类型、加工周期、 进入规则和送出规则。 （5）仿真运行 运行一周（5天*8小时* 60分钟=2400分钟） （6）仿真分析
一、垃圾回收物流系统介绍 二、系统框架 三、数据信息 四、仿真系统逻辑结构 五、WITNESS仿真模型的建立 六、仿真运行与结果分析 七、系统优化
2．规则
（1）定义系统元素 （2）显示系统元素 （3）详细定义 （4）运行 （5）报告 （6）归档 （7）优化
3．WITNESS建模与仿真的步骤
4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
在实例模型中，小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。仿真一周，试求该系统的产出量和各设备的利用率。
二、物流系统建模与仿真软件
软件选择中需要考虑如下问题： 1．一般性问题 2．输入方面 3．处理过程的考虑 4．系统环境方面 5．成本方面 6．基本要求
三、复杂系统仿真软件选择的原则
1．WITNESS系统的建模元素 2．规则 3．WITNESS建模与仿真的步骤 4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
垃圾回收系统最优方案数据表
0
0
0
本模型系统的流程视图如图：
widget
weigh
C1
wash
C2
produce
C3
inspect
ship
图8-5 加工系统模型流程图
该模型的建立步骤：
（1）定义元素
生物系统建模与仿真.pptx
生物控制论的研究方法
建立系统模型 进行数学仿真 系统稳定性分析 经典控制理论的频率分析 现代控制理论的最优控制 自适应控制理论 系统辨识
生物控制论的研究方法
中国自动化学会生物控制论与生物医学工程专业委员会倡导理论与实 验的紧密结合，模型工作都应有扎实的生物学背景。本领域的研究工 作属于基础与应用基础范畴，但与计算机视觉，信息与自动化技术以 及生物医学工程应用有密切联系，它属于生物科学与信息科学以及医 学工程的交叉科学。
生物控制论的学科地位
生物科学：心理学、生理学、行为学、脑科学、思维科学… 信息科学：信息论、生物信息学、全信息论… 系统科学：系统学、控制论、生物控制论、大系统控制论…
生物科学
信息科学
多学科协同
系统科学
生物控制论的研究内容
从系统的、定量的、动态的角度定量化研究生物系统。 生物反馈系统的定量的和动态的研究 生物系统辨识 神经元与神经网络的研究 感觉系统中信息传递、编码和加工等过程的模型和分析 神经控制论 …………………生物系统的显著特点源自非线性 时变性 紧耦合 多层次
需要： 系统的（整体的） 动态的 定量的
进行研究
生物控制论的发展概况
控制论的产生
《控制论—关于在动物和机器中控制 和通讯的科学》
Cybernetics or control and communication in the animal and
machine
线性系统和非线性系统 多级系统 层次和突现性质
控制：
反馈 开环控制 闭环控制
系统
系统一般是指由许多单元相互联系而组成的一个整体， 通常具有一定的功能。 单元的划分应以其在完成整体功能中的作用为依据， 而单元间的联系主要指其功能间的联系。 实现功能间的联系的方式是多样的，可以通过物质、 能量、信息来实现。
[课件]第6章 系统建模与仿真的校核、验证及确认PPT
![[课件]第6章 系统建模与仿真的校核、验证及确认PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/61e6c9e458f5f61fb736662a.png)
③ 有限目标原则 VV&A的目标应紧紧围绕仿真系统的应用目标和功能需求；
在接受和确认建模和仿真结果之前，必须对问题有系统地阐 述，正确确定建模与仿真所研究问题范围。 ④ 必要不充分原则
VV&A并不能保证仿真系统应用结果的正确性和可接受性； V&A是必要的，但不是充分的，要尽力避免三类错误：
② 全生命周期原则 VV&A贯彻于建模和仿真开发的整个生命周期； 仿真系统生命周期中的每个阶段都应该根据研究内容和应用目 标安排适合VV&A活动，以发现可能存在的问题。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 9
VV&A的一般原则
程
度地反映了真实世界的情况”。 确认是“正式地接受仿真系统为专门的应用目的服务的过程 （the official certification）”。 确认是在校核、验证的基础上，由仿真系统的主管部门和用 户组成的验收小组，对仿真系统的可接受性和有效性做出正 式的确认。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 4
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 5
VV&A的基本概念
③ 校核和验证工作为建模与仿真未来的应用提供了良好基础， 可以增加建模与仿真为特定应用目服务的信心。 ④ 校核与验证工作可以及早发现设计开发中的错误，减少因模 型及仿真策略错误造成的损失，并可以为的仿真系统开发提 供重要的数据资料。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 7
在接受和确认建模和仿真结果之前，必须对问题有系统地阐 述，正确确定建模与仿真所研究问题范围。 ④ 必要不充分原则
VV&A并不能保证仿真系统应用结果的正确性和可接受性； V&A是必要的，但不是充分的，要尽力避免三类错误：
② 全生命周期原则 VV&A贯彻于建模和仿真开发的整个生命周期； 仿真系统生命周期中的每个阶段都应该根据研究内容和应用目 标安排适合VV&A活动，以发现可能存在的问题。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 9
VV&A的一般原则
程
度地反映了真实世界的情况”。 确认是“正式地接受仿真系统为专门的应用目的服务的过程 （the official certification）”。 确认是在校核、验证的基础上，由仿真系统的主管部门和用 户组成的验收小组，对仿真系统的可接受性和有效性做出正 式的确认。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 4
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 5
VV&A的基本概念
③ 校核和验证工作为建模与仿真未来的应用提供了良好基础， 可以增加建模与仿真为特定应用目服务的信心。 ④ 校核与验证工作可以及早发现设计开发中的错误，减少因模 型及仿真策略错误造成的损失，并可以为的仿真系统开发提 供重要的数据资料。
2018/12/2 Jiang Zengqiang, Hefei University of Technology 7
系统工程系统模型与仿真PPT课件
2、建模过程
建模的基本步骤 ①明确建模的目的和要求 以便使模型满足实际
要求，不致产生太大偏差； ②对系统进行一般语言描述 因为系统的语言描
述是进一步确定模型结构的基础；
③弄清系统中的主要因素（变量）及其相互关系 （结构关系和函数关系） 以便使模型准确表示 现实系统；
④确定模型的结构 这一步决定了模型定量方面 的内容；
？合适的选择
以上各条要求往往相抵触，特别是其真 实性与简明性这两条。一个成功的模型 须在它们之间恰当权衡与折衷。
7.2 系统模型的分类
系统模型的分类方法很多，下面叙述常用的几 种，目的在于从不同的角度来认识模型的多样性。
7.3 建立系统模型的方法及过程
1、方法
建模是科学研究的重要一步，是一种创造性的劳动。 建模的思考方法主要有如下几种：直接分析法，数据 分析法，比拟思考法，传递函数法，状态空间法。下 面分别如以叙述。
（1）直接分析法
当研究的问题比较简单又足够明确时，可以根据物 理的、化学的、经济的规律，通过一般的推理分析， 将模型构造出来，这就是所谓直接分析法。
线性规划模型就是利用直接分析法建立起来的。 下面举例说明。
例1
混合配料模型：某养鸡场有一万只鸡，用动物饲料和谷物饲料混合 喂养，每天每只鸡平均吃混合饲料一斤，其中动物饲料占的比例不 得少于1/5，动物饲料每斤0.25元，谷物饲料每斤0.20元，饲料至多 能供应谷物饲料5万斤/周，问应怎样混合饲料，才能使养鸡场每周 的成本最低？
因此所求的线性回归方程是y=22.410 67＋0.765 56x； （4）若某学生入学数学成绩为80分，代入上式可求得，y≈84
分，即这个学生高一期末数学成绩预测值为84分．
（3）比拟思考法
系统仿真第三章典型物流系统建模与仿真方法课件
T
T
T 0
T 0
L lim
q
其中，()为t时刻系统中的顾客数；()为t时刻系
统中正在接受服务的顾客数。
6.忙期（闲期）
忙期是指服务台全部处于非空闲状态的时间段，否则
成为非忙期。而闲期指服务台全部处于空闲状态的时间段。
排队系统的仿真实例
• 一个拥有一个出纳台的小杂货铺，顾客相隔
订货数量、实际需求量、动态库存量I(t)、事件类型数、下一个
运行变量 最早发生的事件类型数、仿真钟的数值、上次改变库存水平的时
间、类型为I的事件发生的时间、上一次事件发生以来的时间、仿
真运行长度单位、仿真运行时间长度
输出变量
订货策略的运行总费用、保管费用、订货费用、缺货损失费用、
其他数据总计等
确定性库存系统
分为六种情形：不允许缺货、瞬时到货型；不允许缺
货、延时到货型；允许缺货、瞬时到货型；允许缺货、
延时到货型;补货、瞬时到货型；补货、延时到货型。
订货点：R =
∗
最佳订货批量： =
20
式中：0 —单位订货费用(元)
— 单位产品库存持有费用(元/件. 年)
—年需求率(件/年)
随机性库存系统
n
Wq lim
n
t 1
Di
n
其中， 为第 个顾客的等待时间； 为已接受服务的顾客数。
排队系统的性能指标
3.平均逗留时间
n
W lim
n
t 1
Wi
n
n
lim Di Si / n
n
t 1
其中， 为第个顾客在系统中的逗留时间，它等于
1.70
T
T 0
T 0
L lim
q
其中，()为t时刻系统中的顾客数；()为t时刻系
统中正在接受服务的顾客数。
6.忙期（闲期）
忙期是指服务台全部处于非空闲状态的时间段，否则
成为非忙期。而闲期指服务台全部处于空闲状态的时间段。
排队系统的仿真实例
• 一个拥有一个出纳台的小杂货铺，顾客相隔
订货数量、实际需求量、动态库存量I(t)、事件类型数、下一个
运行变量 最早发生的事件类型数、仿真钟的数值、上次改变库存水平的时
间、类型为I的事件发生的时间、上一次事件发生以来的时间、仿
真运行长度单位、仿真运行时间长度
输出变量
订货策略的运行总费用、保管费用、订货费用、缺货损失费用、
其他数据总计等
确定性库存系统
分为六种情形：不允许缺货、瞬时到货型；不允许缺
货、延时到货型；允许缺货、瞬时到货型；允许缺货、
延时到货型;补货、瞬时到货型；补货、延时到货型。
订货点：R =
∗
最佳订货批量： =
20
式中：0 —单位订货费用(元)
— 单位产品库存持有费用(元/件. 年)
—年需求率(件/年)
随机性库存系统
n
Wq lim
n
t 1
Di
n
其中， 为第 个顾客的等待时间； 为已接受服务的顾客数。
排队系统的性能指标
3.平均逗留时间
n
W lim
n
t 1
Wi
n
n
lim Di Si / n
n
t 1
其中， 为第个顾客在系统中的逗留时间，它等于
1.70
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14 12 10 8 6 4 2 0
9: 3 1 0 0~ 1 :0 0: 1 0 0 ~1 0 0 : 3 0: 1 2 0 ~1 30 : 0 1: 1 2 0 ~1 00 : 3 2: 1 3 0 ~1 30 : 0 3: 1 3 0 ~1 00 : 3 3: 1 4 0 ~1 30 : 0 4: 1 4 0 ~1 00 : 3 4: 1 5 0 ~1 30 : 0 5: 1 5 0 ~1 00 : 3 5: 1 6 0 ~1 30 : 0 6: 1 6 0 ~1 00 : 3 6: 0 ~ 30 17 :0 0
新螺丝湾公交枢纽站公交 系统建模与仿真
姓名 学号 分工
数据采集与分析、撰写报告 数据采集与分析、撰写报告 数据采集、建模仿真 数据采集、建模仿真
指导教师：
答辩日期：2011年6月9日
引言
• 公交系统是各大中小城市必不可少的交通运输系统，也是 缓解城市交通阻塞情况的有效方法之一。在云南省昆明城 区，提倡公交优先，建设了公交车专用路线，这体现出政 府对公交车运输的重视程度，在这一背景下，公交系统的 高效合理运行显得至关重要。然而，昆明的公交系统在公 交车调度、公交站点布局、公交路线确定等方面存在问题， 这些问题制约了城市公交车充分发挥它的有优势及作用。 • 仿真是一种基于模型的活动，他通过对系统模型的实验已 达到研究系统的目的。仿真技术在航空领域、工厂布局、 十字路口交通状况等方面有了成功的应用并取得了良好效 果。目前从国内外,引入了虚拟现实技术和仿真技术, 本课 题运用仿真技术对昆明新螺丝湾公交枢纽站公交调度方面 存在的问题进行分析和研究，并提出较合理的改进方案。
三、数据分析
多项式 (间隔时 间)
间隔时间
三、数据分析
• 2、公交库存分析
公交c7路库存时间 70 60 50 库存时间 40 30 20 10 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 记录次数 y = 13.946e 0.0429x 库存时间 指数 (库存时间)
根据实地统计得到的 C7 C7路公交库存数据， 应用Minitab软件采用 的箱线图的方法剔除异 常值并进行了数据拟合 得到库存时间曲线
五、结果分析与结论
• 2、186路公交
• 此公交路线调度方案没有考虑人流量变动这个因素，站 台上的人不论多少，发车间隔时间都是基本稳定的，库存 时间相对人流量大小很不协调，当站台上人少时，按原来 的频率发车容易造成资源浪费，公交车的利用率低；当站 台上人数多时任然按照原来的频率发车，虽然能够勉强满 足起始站上的乘客需求，但到下几个站就会出现等车的乘 客上不来的情况，延长了乘客等车的时间。 • 改进建议：当人少时，延长发车间隔时间，当人多即上下 班高峰期时，缩短发车间隔时间，公共车调度系统跟家灵 活，这样既能满足乘客需求，也能合理地分配资源，有效 利用库存车辆，达到高效率，获得双赢。
表2 发车间隔时间
时间段 平均发车间隔时间 时间段 平均发车间隔时间 9:30~10:00 7.5 13:00~13:3 0 7 10:00~10:3 0 7.6 13:30~14:0 0 7.3 10:30~11:0 0 5 14:00~14:3 0 8.5 11:00~11:3 0 6.3 14:30~15:0 0 5.4 12:00~12:3 0 5.8 15:00~15:3 0 6.8 12:30~13:0 0 7 15:30~16:0 0 6.2 16:00~16:3 0 7 16:30~17:0 0 7
9.5
表二
四、建模与仿真
• 1、新螺蛳湾公交枢纽站布局图
四、建模与仿真
2、新螺蛳湾公交枢纽站公交车流程
四、建模与仿真
• 3、新螺蛳湾公交枢纽站设施的Flexsim实 体映射对照
四、建模与仿真
表五 新螺蛳湾公交枢纽站设施的Flexsim实体映射对照
映射对应原因 乘客是属于随机进入新螺蛳湾公交枢纽站乘车 的，往往是表达乘客来到的现状。 本课题主要研究三个公交路线的公交车调度情 况，因此要设置三个路径表达其乘客所要 乘的公交路线。 在站台，乘客等待上车,在此要花费一定的时 间。此实体在仿真中扮演存储或缓冲区的 角色,可以映射乘客等待上车前的临时储存。 用3Dmax实体经过文件转换导入Flexsim软件中， 用于运输乘客。 乘客所要到达的地点。此实体在仿真中扮演储 存最终点。 新螺蛳湾公交枢 Flexsim映射 纽站布局设施 实体 乘客进站口 乘客选择路径点 暂存区 处理器
• 1、公交调度相关分析
• （1）对收集到的数据进行整理，并用minitab数据分析工 具中的箱线图进行异常值的剔除。
三、数据分析
• （2）根据整理后的数据，计算出各时间间隔内的平均人流 量及发车间隔时间。
表1 上车乘客数
时间段 上车乘客数 时间段 上车乘客数 9:30~10:00 29 13:30~14:00 33 10:00~10:30 27 14:00~14:30 45 10:30~11:00 36 14:30~15:00 52 12:00~12:30 32 15:00~15:30 52 12:30~13:00 23 15:30~16:00 50 13:00~13:30 40 16:00~16:30 39 16:30~17:00 38
表一
三、数据分析
改进方法：由表一和表二可以看出c7路公交路线库存时间随时间的变化而呈指 数分布趋势向上延伸，也就是说随着时间的推移，库存时间逐渐拉长，发车间 隔时间变长。而图三的人流量分布呈正态分布。
c7路站台人流量数据拟合 y = -0.1823x2 + 4.1623x + 20.503 c7路平 均乘客 数 多项式 (c7路平 均乘客 数)
二、实验研究
• 4、研究方法: 分别选取154、186、C7，3 、研究方法 条公交路线，通过实地收集发车间隔时间 （调度时间）库存时间的数据，应用 EXCEL、Minitab、等软件进行数据分析和 拟合建模，Visio进行画图，最后应用虚拟 仿真软件3Dmax和 Flexsim进行仿真。
三、数据分析
16 14
12 10
0 改进后的c7路公交车发车间隔时间数据拟合 2 y = 0.0131x - 0.5604x + 12.701
6 4 2
8
• （4）根据拟合后的数据趋势线提出改进方案。
9: 3 10 0~1 :0 0: 10 0~1 00 :3 0: 12 0~1 30 :0 1: 12 0~1 00 :3 2: 13 0~1 30 :0 3: 13 0~1 00 :3 3: 14 0~1 30 :0 4: 14 0~1 00 :3 4: 15 0~1 30 :0 5: 15 0~1 00 :3 5: 16 0~1 30 :0 6: 16 0~1 00 :3 6: 0~ 30 17 :0 0
一、理论分析
• 1、数据采集方法： 、数据采集方法：
（1）现场取样调查 • （2）实地统计记录
•
• 2、数据样本分析： 、数据样本分析：
•
（1）经我们初步确定，拟定研 究3条公交路线的发车与库存的情 况
• 3、数据分析方法： 3、数据分析方法：
（1）应用《应用统计学》中的 相关知识进行数据分布分析； • （2）应用《制造系统建模与 仿真》中的一系列有关数据验 证、数据拟合分析； • （3）通过使用其他的一些辅 导资料（如网上图书馆的一些 PDF资料、图书馆的一些有关 系统建模的书籍）辅助本研究 课题。
对应的在人流量大的时候它的库存 时间却增大了，在人流量小的时候 它的库存时间却减少了，说明它的 库存时间分布和人流量的分布刚好 相反，不合理。据我们观察得到造 成这种现象的原因除了公交公司自 身的库存问题还有其他因素，比如 说公交车加油，检修、和清洗的时 间不固定，时间有长有短等。c7路 公交路线库存时间改进应该如同 154路公交车的相似，它的库存时 间应该和它的y = -0.0295x2 + 0.4831x + 8.2783
三、数据分析
多项式 (间隔时 间)
• （3）将整理后的数据绘制出折线图并进行数据拟合，得 出各路公交车的发车时间间隔及人流量趋势线。
•EXCEL数据表
在数据拟合过程中，根 据数据的波动规律对数 据进行多次拟合，并选 择出与原始数据最为接 近的曲线以及曲线方程， 以便对其规律进行分析。
五、结果分析与结论
• 3、C7路公交
• 公交车的发车间隔时间，也就是公交车的调度并没有 考虑到人流量因素。站台上人多或者人少，发车间隔 时间基本不变，比较平稳，同时，库存时间随人流量 的增大而增大，很不合理。站台上人少时按照不变的 频率发车，会造成资源浪费，而等车乘客较多时按同 样的频率发车，虽然每一辆发出的车都能把站台上的 所有乘客拉走，但是当到达下一个站时就会出现下面 等车的乘客上不来的现象。 • 改进建议：先做实地调查，确定一定范围的人流量， 再根据不同时段的人流量大小进行调度。当站台上人 少的时候可以将发车间隔时间拉长些，当站台上人增 多时就将发车间隔时间调短些，这样即满足了乘客需 求，也减少了不必要的资源浪费。
•
• 4、建模方法 、
•
•
（1）排队模型 （2）确定型库存模型
二、实验研究
• 1、研究时间：2011年4月9日~2011年6月9日 、研究时间： • 2、研究地点：新螺丝湾公交枢纽站 、研究地点： • 3、研究目的：新螺丝湾国际商贸城和新南部客 、研究目的：
运站建成并运营以来，该地区的人流量突增。为 了新螺丝湾公交枢纽站能跟好的满足该地区乘客 的需求，提高它的效率，我们通过实地调查的方 式采集一系列的数据，并对这些数据进行了一系 列的分析，应用虚拟仿真软件Flexsim进行仿真， 发现问题，并针对问题提出相应的改进方案。
站台
暂存区
公交车 乘客下车点
3Dmax公交车 实体 货架
五、结果分析与结论