dock_sever_simulation.m

用matlab自己写的码头油轮装卸载仿真程序。

% Code of the Simulation and Model homework  
% Author: Yu Guoqiang
% DAta:   2007-12-01 
% 301
clear all
clc

%初始化子程序
sim_days=60;                            % 仿真天数（单位：天）
h=0.01;									% 时间步长（单位：小时）
steps=sim_days*24/h;                    % 仿真总的步长
beta=10;                                % 指数分布参数
ships=sim_days*24/beta+50;              % 仿真天数内可能入港油轮总数
data=1;									% 存储日期变量
u=15000;                                % 油轮卸货速度（单位：桶/小时）
v=13000;                                % 向炼油厂供油速度（单位：桶/小时）
waittime=zeros(1, ships);               % 存储各油轮等待时间
sum_time=0;                             % 总的仿真时间（单位：小时）
event=zeros(1, ships);                  % 存储事件油轮到达，event=1表示油轮入港，event=0表示没有油轮入港或者油轮卸货完毕
dock_status=0;                          % 码头忙闲状态,dock_status=0表示码头处于闲状态，dock_status=1表示码头处于忙状态
total_capacity=zeros(1, ships);         % 入港油轮的总载油量
cap_tanker=zeros(1, ships);             % 卸载时油轮的储油量（变量）
cap_oilcan=0;                           % 油罐的储油量
unloadtemp=0;                           % unloadtemp为表示卸货暂停的状态量
freetime=0;                             % freetime表示码头空闲数，freetime=0表示工作，freetime=1表示空闲
night=0;                                % night变量为是否为0：00——6：00的标志
sum_input=0;                            % 码头总进油量
sum_output=0;                           % 向炼油厂的总供油量
ql=0;                                   % ql变量为为队列长度
sum_oilcan=0;                           % 仿真步长内油罐的储油量
unload_time = zeros(1, ships);          % 存储各油轮卸货所用时间（单位：小时）


%油轮入港间隔服从均值为10的指数分布，利用均值分布产生上述指数分布，结合油轮载油量密度函数求得各油轮的载油量。

x=rand(1, ships);                       % 产生均匀分布的随机数
y=-10*log(x);                           % 产生服从指数分布的随机数

for i=1:ships
    if x(i)<1/6                         % 根据产生的随机数计算入港油轮的总载油量
        total_capacity(i)=50000;
    elseif x(i)<1/2
        total_capacity(i)=60000;
    elseif x(i)<5/6
        total_capacity(i)=80000;
    else
        total_capacity(i)=100000;
    end
end



sum_time_tanker=zeros(1, ships);        % 存储第i艘油轮入港时距仿真开始的总时间      
sum_time_tanker(1)=y(1);
for j=2:ships
    sum_time_tanker(j)=sum_time_tanker(j-1)+y(j);
end

%时钟转移到第一艘油轮入港前              
sum_time=fix(sum_time_tanker(1)/h)*h;  
num_ship=1;

%逐步仿真系统各相关状态
for step=fix(sum_time_tanker(1)/h):steps
    ql=0;
    sum_time=sum_time+h;
    nowtime=sum_time-(data-1)*24;       % 仿真所处当天时刻（单位：小时）
    
    if nowtime>=24
        data=data+1;
    end
    
    delta=sum_time-sum_time_tanker(num_ship);
    if((0<delta)&(delta<=0.01))         % 判断是否有油轮入港，记录在event数组中，并置位dock_status
        event(num_ship)=1;
        unload_time(num_ship)=0.95*total_capacity(num_ship)/u;
        dock_status=1;
        cap_tanker(num_ship)=total_capacity(num_ship);
        num_ship=num_ship+1;
    end

    if nowtime>=6                       % 判断油轮到达时间是否为凌晨0点到6点之间
        if(dock_status==1)              % 判断码头是否有船
            if cap_oilcan<300000        % 判断油罐是否油满（设码头的储油量为30,0000桶）
                if unloadtemp==0        % 是否卸货暂停
                    for j=1:ships
                        if event(j)==1
                            break
                        end
                    end
                    cap_tanker(j)=cap_tanker(j)-u*h;   %卸货
                    cap_oilcan=cap_oilcan+u*h;
                    sum_input=sum_input+1;
                end
            else unloadtemp=1;          %码头油满，置位卸货暂停标志
            end
        else freetime=freetime+1;
        end
    else night=1;                       %如果是夜里，置夜间标志位night
    end
    %以下为统计一步长的状态，并改变相应的状态量
    for t=1:ships
        if event(t)==1
            waittime(t)=waittime(t)+0.01;
        end
        ql=ql+event(t);
    end
    if cap_tanker(j)<=0.05*total_capacity(j)              %油轮剩余油量小于其总容量的5%，则卸货完毕
        event(j)=0;
    end
    if cap_oilcan<(0.8*300000)                 %如果储油罐的储油量小于其容量的80%，则恢复卸货
        unloadtemp=0;
    end
    if ql==0
        dock_status=0;
    end
    %以下为给炼油厂供油的仿真
    if cap_oilcan<5000
        outputoil=0;
    end
    if cap_oilcan>50000
        outputoil=1;
    end
    if(outputoil==1)
        cap_oilcan=cap_oilcan-130;
        sum_output=sum_output+1;
    end
    sum_oilcan=sum_oilcan+cap_oilcan;
end 


%所有油轮的总等待时间
total_waittime=0;                       %所有144条船的总等待时间
wait_time_of_eachship=waittime-unload_time;   %计算显示每条船的等待时间，在港时间减去自身卸货时间
for i=1:ships
    total_waittime=total_waittime+wait_time_of_eachship(i);
end


%仿真结果输出

sprintf('取仿真天数为%d天,步长为%0.5g小时,仿真结果如下所示:\n\n%d天内受服务油轮数为:%d艘;\n码头油罐的平均储油量为:%d桶;\n码头的日平均进油量为:%d桶;\n码头向炼油厂的日平均供油量为:%d桶;\n码头的利用率为:%0.5g%%;\n油轮的平均等待时间为:%0.5g小时'...
,sim_days,h,sim_days,num_ship, sum_oilcan/(sim_days*24/h),...
sum_input*u*h/sim_days,...
sum_output*v*h/sim_days,...
(1-(freetime*0.01)/(24*sim_days))*100,...
total_waittime/num_ship)