تحقیق یک مدل بهبود داده شده برای کاهش مصرف سوخت در سیستم صف بلوکی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

عنوان مقاله درس سیستمهای صف :

استاد : آقای دکتر صحرائیان

تهیه کننده : حجت مهرآزمای

دی ماه 1385

چکیده :

در این مقاله یک مدل جدید را برا ی تعیین اندازه بهینه بلوک در سیستم صف بلوکی با یک کانال خدمت دهی و دریافت خدمت در حین رانندگی، معرفی می کنیم.

در یک سیستم بلوکی، صف انتظار به دو قسمت فعال و غیر فعال تقسیم بندی می شود. در قسمت غیر فعال از رانندگان خواسته می شود تا خالی شدن قسمت فعال صف، خودرو خود را خاموش کنند.

در این مدل، یک اندازه مشخص برای بلوک ( بعنوان مثال ماکزیمم تعداد خودرو در قسمت فعال صف ) پیشنهاد می شود که در آن میزان مصرف سوخت در کل سیستم مینیمم می شود.

در این مدل می توان تاثیر شدت رفت و آمد، تغییرات زمان سرویس و نسبت رانندگانی قبول کننده ( جهت خاموش کردن ماشین خود ) بر اندازه بهینه بلوک و مصرف سوخت در کل سیستم را تشخیص داد.

1- معرفی

ما یک استراتژی مدیریت صف با عنوان صف بندی بلوکی و خدمت گیری در حین رانندگی را برای کاهش مصرف سوخت در نظر می گیریم. مشتریان با وسیله نقلیه خود جهت دریافت خدمت از یک کانال خدمت دهی وارد سیستم می شوند. نظام خدمت دهی براساس روش FIFO می باشد.

صف به دو قسمت تقسیم بندی می شود: صف فعال (قسمت فعال صف) و صف غیرفعال(قسمت غیر فعال صف). ماکزیمم تعداد خودرو در قسمت فعال صف را اندازه بلوک گویند. از رانندگانی که در قسمت غیر فعال صف هستند خواسته می شود که موتور خودرو خود را خاموش کنند تا وقتی که قسمت فعال صف خالی شود. (بعضی از رانندگان ممکن است پیروی نکنند.) هنگامی که قسمت فعال صف خالی شد، وسائط نقلیه در قسمت غیرفعال صف تا جایی که مقدور است بسمت جلو حرکت می کنند و مجدداً از خودروهایی که در قسمت غیر فعال صف هستند خواسته می شود که اتومبیل خود را خاموش کنند.

Fricker و Tsay (1985) استدلال می کنندکه ورود مشتریان با خودرو جهت دریافت خدمت، سبب مصرف بیهوده سوخت و بدتر شدن کیفیت هوا می شود. آنها ترجیح می دهند که مشتریان، ماشین خود را پارک کنند و پیاده جهت دریافت سرویس مراجعه کنند.

مدل صف بندی بلوکی در عین حالی که راحتی مراجعان را حفظ کرده، میزان سوخت مصرفی و در نتیجه تاثیرهای مخرب بر محیط زیست را به حداقل می رساند.

Doughety (1997) مدل بهینه کردن اندازه بلوک را بمنظور کمینه کردن سوخت مصرفی با ایجاد توازن بین هزینه روشن کردن ماشینها در قسمت غیر فعال صف و هزینه کار کردن ماشینها در تمام زمانها، ارائه داد . این مدل مشابه مدل کلاسیک کنترل موجودی (EOQ) است که میزان بهینه سفارش را محاسبه می کند. او اندازه بلوک را بصورت زیر پیشنهاد کرد:

p : متوسط تعداد وسیله نقلیه در صف غیر فعال.

f : میزان سوختی که موتور جهت روشن شدن مصرف می کند.

i : نرخ مصرف سوخت برای ماشینهای روشن.

s : متوسط زمان سرویس دهی.

Doughety پارامترهای دیگری را در مدل هزینه ای خود می آورد ولی اندازه بلوک وابسته به آن پارامترهای اضافی نیست .

ما یک مدل بهبود داده شده را برای بهینه سازی اندازه بلوک معرفی می کنیم که در آن از پارامترهای استاندارد مدل های صف بندی استفاده می کند.

همانطور که می دانیم متوسط طول صف انتظار () برای مدلهای M/G/1 بصورت زیر می باشد:

: نرخ ورود به سیستم.

: نرخ سرویس دهی.

: واریانس زمان سرویس دهی.

: شدت رفت و آمد.

ما یک حالت کلی از واریانس زمان سرویس را در نظر می گیریم. در این مدل اثر و و نرخ پذیرش در صف غیر فعال بر میزان سوخت مصرفی ارزیابی می شود.

Berglin (2003) از شبیه سازی رخدادهای گسسته بمنظور طراحی و آنالیز سیستم صف بندی بلوکی برای یک رستوران fast food استفاده کرد .

2- مدل بهبود داده شده برای بهینه ساری اندازه بلوک

ما فرآیند ورود را براساس توزیع پواسن با نرخ ورود در نظر می گیریم. Doughety هیچ فرضی در مورد ورود به سیستم صف در نظر نگرفته است .

ما سیستم صف با یک کانال ورودی و مدل M/G/1 در نظر می گیریم. و . در اینحالت اگر باشد فرآیند سرویس دهی ، قطعی خواهد بود و مدل بصورت M/D/1 در خواهد آمد و اگر باشد سیستم صف بصورت M/M/1 و زمان سرویس دهی براساس توزیع نمایی خواهد بود. تحت فرض واریانس زمان سرویس دهی خواهیم داشت :

علاوه بر پارامترهای ، ، ، ، که توسط Doughety معرفی شد، ما b را بعنوان اندازه بلوک و بعنوان نسبت رانندگان تابع این مدل بندی در قسمت غیر فعال صف، طول متوسط خودرو و v سرعت خودرو که در صف رو به جلو حرکت می کند.

ما 3 فرض را در نظر می گیریم :

1- اینکه ، بعبارتی ، در غیر اینصورت حدی برای متوسط طول صف نمی تواند وجود داشته باشد.

2- ، در غیر اینصورت اتومبیل بدون توقف می تواند به آرامی در طول سیستم حرکت کند.

3- اتومبیل که در طول صف حرکت می کند با اتومبیلی که روشن است وحرکت نمی کند با نرخ ثابتی سوخت مصرف می کنند.

با همان استدلالی که Doughety (1997) انجام داد ما میزان سوخت مصرفی مورد انتظار، F(b) ، را در واحد زمان با فرض در نظر گرفتن b بعنوان اندازه بلوک محاسبه می کنیم. F(b) ، برابر با کل سوخت مصرفی خودروها در قسمت فعال صف بعلاوه کل سوخت مصرفی خودروهای در قسمت غیر فعال صف که از اجرای خواسته ما سرباز می زنند، بعلاوه کل سوخت مصرفی خودرو های در قسمت غیر فعال صف که خواسته ما را اجرا می کنند ، می باشد، بعبارتی داریم: