Имитационное моделирование

3.3. Описание анимационной модели

 

Рис. 3.5. Анимационная модель 

Рис. 3.6. Размещение блоков Station 

     Анимационная  модель (рис. 3.5, рис. 3.6) состоит из следующих блоков.

     Прибытие  самолетов:

• Station: «Airport_Input», «Airport_Dispatcher»
• Route: «R1» (0.5, Minutes, Airport_Dispatcher ).

     Дозаправка самолетов:

• Station: «Refuelling_Start», «Refuelling», «Refuelling_Finish»
• Route: «R2» (0.5, Minutes, Refuelling), «R3» (0.5, Minutes, Refuelling_Finish)

     Отправка  самолета на посадку в другой аэропорт:

• Station: «FlyAway_S», «FlyAway_F»
• Route: «R4» (0.5, Minutes, FlyAway_F)

     Посадка самолета:

• Pickstation: «PickStation 1» - задает движение самолета к одной из посадочных полос; параметры блока указаны на рис. 3.7.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3.7. Параметры блока «PickStation 1» 

• Station: «LandingStrip_S_1», «LandingStrip_S_2», «LandingStrip_F».
• Route: «R5» (2.0, Minutes, LandingStrip_F).

 

     У блоков «Station» параметры «Name» и «Station Name» совпадают. 

 

IV. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Планирование экспериментов

 

     При прогонах модели изменялся один параметр – количество посадочных полос аэропорта. Результаты выходных характеристик представлены в таблице 4.1. Период моделирования – 30 дней. 

     Таблица 4.1

     План  проведения эксперимента 

Количество  посадочных полос	Выручка	Затраты на дозаправку	Затраты на эксплуатацию полос	Суммарные затраты	Прибыль (убыток)
(1)	(2)	(3)	(4)	(5)=(3)+(4)	(6)=(2)-(5)
2	3 707 015	7 161 270	600 000	7 761 270	-4 054 255
3	5 554 693	7 141 806	900 000	8 041 806	-2 487 113
4	7 413 734	7 123 189	1 200 000	8 353 189	-939 454
5	9 266 336	7 089 080	1 500 000	8 589 080	677 256
6	11 628 787	3 123	1 800 000	1 803 123	9 825 664
7	13 865 169	0	2 100 000	2 100 000	11 765 169
8	14 247 111	0	2 400 000	2 400 000	11 847 111
9	14 376 694	0	2 700 000	2 700 000	11 676 694

 

 

4.2. Анализ результатов и определение эффективных параметров

 

Рис. 4.1.Число  обработанных транзактов

при 2 полосах (слева) и 6 полосах (справа) 

     Из отчета Airport/Process/Other/NumberIn (см. рис. 4.1) видно, что при наличии 6 полос посадку без дозаправки совершают практически все самолеты, из чего следует, что время их ожидания меньше необходимого для дозаправки (60-80 мин.). 

Рис. 4.2. Среднее время ожидания

при 2 полосах (слева) и 6 полосах (справа) 

     Из  отчета Airport/Entity/Time (см. рис. 4.2) видно, что при наличии 2 полос среднее время ожидания равно 138,41 мин., что близко к тому, при превышении которого самолеты отправляются на посадку в другой аэропорт. При наличии 6 полос эта величина составляет 12,74 мин. 
 

     Принимая  во внимание сведения, содержащиеся в отчетах, и данные таблицы 4.1 видно, что при использовании менее 4 посадочных полос аэропорт терпит убытки: значительны затраты на дозаправку. Прибыль появляется с введением в эксплуатацию 5-ой полосы. С введением 7-ой полосы затраты на дозаправку снижаются до 0. С введением 9-ой полосы прибыль начинает падать, т.к. затраты на введение этой полосы в 3 раза превышают увеличение выручки.

     Наибольшая  экономическая эффективность  при данных условиях задачи достигается при наличии 6 посадочных полос, т.к.:

1. с введением 6-ой полосы суммарные затраты падают в 4,76 раза (8589080/1803123=4,76); с введением 7-ой полосы – увеличиваются в 1,16 раза (2100000/1803213=1,16).
2. с введением 6-ой полосы прибыль увеличивается в 14,51 раз (9825664/677256=14,51); с введением 7-ой полосы - увеличивается только в 1,2 раза (11765169/9825664=1,20).

     Использование большего количества полос будет  эффективным лишь при увеличении интенсивности потока самолетов. 
 
 
 
 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     Результатом выполнения данной работы является созданная имитационная модель взлетно-посадочных полос аэропорта. Разработанные интерфейсы позволяют организовать ввод различных параметров моделирования, а также организовать экспорт критических параметров в файл MS Excel. Анимационная модель в наглядной форме отображает работу аэропорта.

     С помощью данной модели был проведен анализ по определению количества взлетно-посадочных полос, при котором достигается  максимальная экономическая эффективность.

     Созданную модель можно использовать для оценки работы реальных аэропортов, условия работы которых схожи с условиями задачи. 

 

     

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Arena User's Guide
2. Arena Variables Guide
3. Arena Template Developer's Guide
4. Rockwell (Systems Modeling) http://www.interface.ru/home.asp?artId=66&vId=2 
   

Приложение 1.

 

SADT-диаграмма

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение 2.

 

Листинг программы диалоговых окон 

Код объекта «This Document»

‘объявление переменных

Option Explicit

Dim oExcelApp As Excel.Application

Dim oWorkBook As Excel.Workbook

Dim oWorkSheet As Excel.Worksheet 

Private Sub ModelLogic_RunBegin() ‘запуск модели

    frmParameters.Show ‘показ формы выбора параметров

End Sub 

Private Sub ModelLogic_RunBeginSimulation() ‘процесс моделирования

    With ThisDocument.Model.Modules

        ThisDocument.Model.SIMAN.RunEndTime = EndMod ‘устанавливаем длительность моделирования

       

        .Item(.Find(smFindTag, "Strip1")).Data("Capacity") = Int(StripAmount / 2) 'вместимость 1-ой полосы

        .Item(.Find(smFindTag, "Strip2")).Data("Capacity") = StripAmount - (Int(StripAmount / 2)) ‘2-ой полосы

       

        Condition1 = CStr("(Posadka.WIP<" + CStr(StripAmount) + " && t==0)  || ((TNOW-Entity.CreateTime) >= Vremya)")

        Condition2 = CStr("(Posadka.WIP<" + CStr(StripAmount) + " )  || ((TNOW-Entity.CreateTime) >= 140)")

       

        .Item(.Find(smFindTag, "Ozhidanie")).Data("Condition") = Condition1 ‘условия блока «Ozhidanie»

        .Item(.Find(smFindTag, "Ozhidanie_posle_dozapravki")).Data("Condition") = Condition2 ‘условие блока «Ozhidanie posle dozapravki»

    End With

End Sub 

Private Sub ModelLogic_RunEndSimulation()

   frmExport.Show ‘показ формы экспорта данных

End Sub 

Код формы «frmParameters»

Private Sub btnStart_Click() ‘кнопка «Запуск модели»

    EndMod = Val(txtDays.value) * 24 * 60

    StripAmount = Val(txtStripAmount.value) ‘количество посадочных полос

    frmParameters.Hide ‘скрытие формы

End Sub 

Private Sub btnExit_Click() ‘кнопка «Отмена»

    frmParameters.Hide ‘скрытие формы

    ThisDocument.Model.SIMAN.Application.Quit

End Sub 

Код формы  «frmExport »

Private Sub btnYes_Click() ‘кнопка «Да»

    Set oExcelApp = CreateObject("Excel.Application") ‘создаем документ MS Excel

    oExcelApp.Visible = False

    oExcelApp.SheetsInNewWorkBook = 1

    Set oWorkBook = oExcelApp.WorkBooks.Add

    Set oWorkSheet = oWorkBook.ActiveSheet

   

    Dim Money As Long, Money1 As Long, Money2 As Long, Money3 As Long

    With ThisDocument.Model.SIMAN

        Money1 = .VariableArrayValue(.SymbolNumber("S1S2")) ‘ затраты на дозаправку

        Money2 = .SIMAN.VariableArrayValue(.SymbolNumber("S3")) ’ прибыль за посадку без ожидания

        Money3 = .SIMAN.VariableArrayValue(.SymbolNumber("S4S5")) ’ прибыль за посадку после ожидания

    End With

    oWorkSheet.Cells(2, 2).value = "Прибыль (убыток)"

    oWorkSheet.Cells(2, 4).value = Money2 + Money3 - Money1 - (StripAmount * 300000) ‘считаем прибыль

   

    oExcelApp.Visible = True

    oExcelApp.DisplayAlerts = False

    oWorkBook.SaveAs ThisDocument.Model.Path & "Airport.xls"

    frmExport.Hide

End Sub 

Private Sub btnNo_Click() ‘кнопка «Нет»

    End

End Sub 

Код модуля «Module1»

‘объявляем переменные

Public EndMod As Long ‘длительность моделирования

Public StripAmount As Integer ‘количество посадочных полос

Public Condition1 As String ‘условие

Public Condition2 As String ‘условие