Задача 2003М. Модель авиаперевозок

 

Компания воздушных грузоперевозок содержит парк из 12 самолетов одинаковой вместимости (емкости). В компанию поступают заказы на перевозки грузов до различных пунктов назначения с частотой 8±6 часов. На транспортировку грузов в зависимости от удаленности пункта назначения самолеты затрачивают 1 или 2 дня в обе стороны. Всего пунктов назначения четыре (А, B, C, D): два ближних (A, B) и два дальних (C, D). Вероятности доставки заказов в каждый из пунктов назначения распределены равномерно. Компанией руководит диспетчер, который решает следующие задачи: размещение грузов по самолетам в зависимости от срочности заказа, загруженности самолета, разрешение проблем, связанных с износом или поломкой оборудования самолетов. Один заказ занимает от 0,1 до 0,4 емкости самолета с шагом 0,1. Самолет может отправляться при любой загрузке, однако за недозагруз на каждые 0,1 от емкости самолета назначается 2 штрафных единицы. Стоимость 1 заказа варьируется от 7 до 12 денежных единиц. Заказ может быть текущим и срочным. Текущий заказ необходимо выполнить в течение недели. Срочный заказ необходимо выполнить в течение 4 дней. За каждый просроченный день назначается 3 штрафных единицы. Расходы на топливо для совершения полета до пунктов назначения составляют 7 денежных единиц за один день полета. Расходы на содержание самолета составляют 1 денежную единицу в три дня. Расходы на ремонт при возникновении поломки самолета составляют 15±5 денежных единиц. Поломка самолета возникает в среднем при налете им 200±5 дней с вероятностью 80%, при налете 120±5 дней с вероятностью 40%, при налете 90±5 дней с вероятностью 20%.

Требуется: разработать имитационную модель в BPsim.MAS на заявках, рассчитать количественные показатели работы компании (число клиентов, полученную прибыль) в течение года. Прибыль компании рассчитывается как (доходы от транспортных услуг) – (расходы на топливо + расходы на содержание и ремонт транспорта + число штрафных единиц*1 денежную единицу), составить графики изменения этих показателей в течение года. Предполагается, что все самолеты новые (т.е. степень износа = 0).

Определить характеристики потока заказов, обеспечивающих эффективную загрузку парка самолетов и максимальную прибыль для следующих вариантов парка: 12-17 самолетов.

Задание 2004М. Контейнерные грузоперевозки

Рассмотрим задачу мультиагентного планирования контейнерных грузоперевозок с промежуточными складами. Для упрощения будем считать, что один контейнер может вмещать груз от 1 до 2-ух заказов. Контейнеровоз может перевозить от 2-ух до 3-ех контейнеров одновременно. 

Существует 100 логистических пунктов (пунктов назначения). Общий объем заказов 1000 в день. Для реализации транспортировки заказов используется парк, состоящий из более чем 50 транспортных средств. При выполнении заказов возможно перегрузка товаров между грузовиками и обмен прицепами. В момент генерации заказа определяется "дальность" доставки (от 1 до 3-х пунктов удаленности).

При выполнении поставки, грузовик за один рейс в среднем посещает до 3-х пунктов.

Разработать модель работы логистической сети и оценить несколько вариантов ее работы по следующим параметрам:

1) эффективность загрузки грузовиков (количество заказов, выполненных за рейс, количество перегрузок за рейс, количество замен прицепами);

2) среднее количество задействованных грузовиков;

3) количество замен прицепами;

4) количество перегрузок;

5) распределение количества прицепов и грузовиков по пунктам.

 

Время смены - 8(12) часов. Время погрузки/перегрузки/разгрузки 0,5 часа, замены прицепа. Время перемещения между пунктами 0,5 часа. Предусмотреть возможность задания целевой функции пользователем и выдачи результатов экспериментов согласно целевой функции.

Варианты модельных ситуаций:

1) жесткое планирование (план составляется один раз и не предусматривает корректировки);

2) составляется первичный план, который может быть пересмотрен согласно концепции "мультиагентного планирования" на любом шаге (что позволяет оперативно пользоваться заменой прицепов и перегрузками в зависимости от текущей ситуации).

Исходные данные для целевой функции:

Для заказчика стоимость транспортировки 1 заказа по одному плечу 1 условная единица, затраты на перевозку составляют 0,5 условной единицы. Порожняя перевозка (затраты)по одному плечу составляет 0,2 условной единицы. Стоимость 1 операции поста погрузки/разгрузки 0,1 условной единицы.

 

 

Задание 2005М. Такси

 

Компания «Такси» оснащена современной ERP системой и CALL центром, объединяющем операторов, получающих и обрабатывающих заказы одновременно. Весьма большой флот в более чем 2,000 бортов (каждый оснащен системой GPS навигации). В любой момент около 700 водителей работают одновременно, конкурируя и борясь за заказы.

Более 13 000 заказов в день; поток заказов периодически превышает уровень в 1500 заказов в час; время поступления заказа и место назначения непредсказуемо.

До 18% заказов с введением адаптивного планировщика поступают через Интернет сайт компании.

Компания гарантирует прибытие борта к клиенту в течение 15 минут с момента размещения заказа. Время поездки варьируется от 6 минут до 1 часа 23 минут (дальность от 2 до 90 км).

Водители Freelance арендуют машину у компании и работают в удобное им время, которое в разные дни может быть разным.

Учитывается множество параметров заказа: места посадки и высадки, срочные и предварительные заказы, разные виды сервиса, важность (приоритет от 0 до 100 в зависимости от заказчика), специальные требования (детское кресло и т.п.)

Требуется разработать модель, решающее задачу оперативного планирования.

Оценить работу компании в течение 24 часов в ситуациях (1) без учета при планировании данных о месте назначения по текущему заказу, 2) с учетом места назначения и времени прибытия) по следующим параметрам:

· Количество обработанных заказов.

· Количество потерь заказов.

· Пустой пробег.

· Загрузка бортов.

· Количество выполненных заказов в среднем на борт;

· Среднее время реакции на срочный заказ.

 

 

Задание 2006М. Модель управления воздушным движением «К-У»

 

Зона ответственности диспетчера аэропорта Кольцово (USSS). Ветер
западный. Посадка в Кольцово идет на полосу 26L, взлет с полосы 26R.
Посадка в аэропорте "Уктус" (г. Арамиль, USSK) идет на полосу 26. Координаты,
если интересно, можно посмотреть в GoogleMaps. Угол захода на глиссаду в обоих
аэропортах берем 5 градусов. Немножко нестандартно, но сойдет, так будет легче
разбираться с подходами.

Мили в час - морские, высота везде относительно уровня моря.

Из Кольцово готовятся взлететь 2-3-4 борта куда-нибудь, нам их надо выпустить и привязать к стандартным путям выхода (SIDам - см. лист 10-3B в приведенном файле). Предположим, один из них выходит по пути LUNAG 3D (на Москву). Второй полетел на восток и выходит SOPUS 3D, третий направился через Северный полюс в США и выводим его по DOSUM, ну и без Эмиратов никак, есть еще один борт, который пошел через MICUS 3D. Взлет - штука серьезная, после вылета любого борта 6 минут никого не принимаем, пусть улягутся спутные следы (поднятые турбулентности). Тот факт, что посадка и взлет идут на разные полосы - ничего не меняет ровным счетом, т.к. полосы рядом и почти параллельно друг другу, рисковать пассажирами не будем.

Теперь по поводу посадки. Выход на глиссаду начинается с точки D6.3 / R-080 EKB на высоте 2410 ft (см в файле стр 11-3, высоты везде будут - над уровнем моря, т.е первая цифра на схемах). Если в этой точке мы уже идем ниже принятого угла наклона глиссады - снижаемся смело, там препятствий уже нет. А вот подход к этой точке не может быть на высотах ниже 2410 ft, т.к. там горка и это может быть опасным. Уктус нам тоже понадобится, диспетчер-то один ведь. Заход на него будем начинать с точки D090J. На схемах ее нет, ее координаты N56 42' 07'' E061 05' 41'', высота захода та же, 2410 ft, снижение начинаем согласно углу глиссады.

Стандартные пути подхода (STARы) на посадке - не используем, заходим на посадку векторением. Помним о том, что развороты над городом запрещены, т.е. все маневры происходят со стороны Уктуса. Расстояние между самолетами по вертикали не может быть меньше 1000 ft. Причем, раз ветер у нас с запада, то нижний самолет при этом не может находиться правее (восточнее) верхнего самолета, потому что спутный след опускается и сносится ветром, попадание одного борта в спутный след другого если и не аварийно, то как минимум дискомфортно для пассажиров.
С бортами после посадки малость поменьше условий-то, если два борта садятся подряд - пусть между ними будет минимально допустимый интервал в 4 минуты, т.к. турбулентностей там гораздо меньше, чем при взлете. Еще про турбулентности: если 2 самолета проходят в одной и той же точке, то интервал между ними не менее 2 минут.

Аэропорты между собой не пересекаются, ветер у нас чисто вдоль полос, поэтому
ждать чего-нибудь в Кольцово после взлета-посадки в Уктусе - не нужно, и наоборот
тоже не нужно. Взлет с Уктуса не планируется, посадить бы.

А теперь пошли придумывать условия, которые могут быть любыми. В трафик
обязательно затерялась пара маленьких, пусть активно мешаются всем остальным.
Предположим, BaronBeechcraft 58, крейсерская скорость 170 mph, посадочную можно
90 mph, максимальная скорость снижения 700 ft / min, но лучше давать не более 500, а
то пассажиры блевать начнут. Находится в точке ALUMA, летит из Челябинска курсом 331 и его
срочно надо разворачивать - он только что достиг ALUMA. Текущая скорость равна
крейсерской (то есть на сейчас он выжимает все свои возможные 170 mph), высота у него
всего 4500ft. Это противоречит стандарту захода, но самолет не герметичный и выше
у пассажиров может начаться кислородное голодание. Посадка, разумеется, в Уктусе, куда
ж такого клопика в Кольцово-то пихать.

Дальше едем, еще одна зубочистка, которая будет мешаться в зубах всем остальным.
Cessna-320, бизнесмен из Мск возвращается на частном самолете. Находится в точке
BAGOK, высота 7000 ft, скорость 200 mph, посадочная скорость самолета 100 mph,
допустимая скорость снижения 900 ft / min. Малость сглупил чувак и почему-то у него
текущий курс оказался 080, видать, переборщил с разворотом после Михайловска.
Посадка - тоже в Уктусе.

Это - "зубочистки", если они серьезным парням помешаются, то ждать будут - они.
Сначала садим - большие борты, у них и скорость повыше, и пассажиров на них больше,
так что они в приоритете. Если "малыши" уж сильно помешаются - им можно дать левую
орбиту, т.е. пусть крутятся вокруг своей оси в левую сторону. Стандартный авиационный
разворот - 360 градусов за 2 минуты. Но вообще, их разводят векторами, т.е. если
маленький когда-то там помешается - пусть он просто чуть подальше пролетит и разворачивать
его будем чуть попозже, только и всего.

Теперь о больших бортах. Предположим, что по Северному пути, из Канады или Штатов,
возвращается B767-200ER. Забитый под завязку, на борту 350 человек, т.е. посадочная
будет где-то около 175-180 mph, не ниже. Естественно, окончательное снижение скорости
возможно только тогда, когда он полностью выпустит закрылки, т.е. уже после захода
на глиссаду. Маневрировать с такой скоростью он не сможет - свалится. Сам заход
будет осуществляться примерно на 200 - 220 mph. На данный момент он находится над
Артемовским (AR), на высоте 12000 ft, скорость 300 mph, снижается 1700 ft/min. Здесь засад -
сразу три: проходить 10000 ft он обязан со скоростью ниже 250 mph, то есть ему нужно снизить
скорость. Это касается всех самолетов, ниже 10000 ft будьте добры идти где-нибудь
240-245 mph, чтобы не раздражать диспетчера. Величину торможения можно
для них для всех взять какую-нибудь произвольную, например 30 mph / min. У них
достаточно эффективная система воздушного торможения, но это ж все равно
не педаль тормоза. Плюс они все еще и снижаются при этом. Так что скинуть скорость
единомоментно он не сможет.

Это раз. Второе, при подходе к глиссаде его скорость снижения не может быть выше
500 ft / min, иначе он в луч курсоглиссадной системы не попадет, пролетит его,
не успеет отследить. Вообще, высоты указаны на схемах, то есть снижение примерно
понятное. Последняя засада данного самолета: он - большой, у него и потребный
пробег будет больше, и рулежка займет больше времени. В-общем, после его
посадки 6 минут никого не принимаем - он должен гарантированно освободить ВПП и
его спутный след должен полностью рассеяться.

Далее. Идут два борта из Мск. Оба B737, но загрузка пассажирами разная, у одного
посадочная будет 120 mph, у второго не ниже 140 mph. На данный момент первый из
них уже находится в стадии снижения над Михайловском (MH), его высота 9000 ft
и, поскольку он уже находится в воздушном пространстве ниже FL100, то его
скорость не может быть выше 250 mph и на сейчас она равна 230 mph.
Идет курсом 058, все как положено. А вот второй пока что находится на эшелоне где-то
в районе Перми. Идет на высоте FL290 (29 000 ft) со скоростью 310 mph,
только что прошел точку LIGTU (на посадочных схемах наверное нет, это до
Михайловска, ее координаты N56 23' 29'', E058 23' 06''). Скорость снижения
в-принципе не может быть выше 1700 ft / min, так что, возможно, его придется
покрутить слегонца, иначе он просто не успеет достаточно снизится.

Для полного счастья из Тюмени не спеша не торопясь пыхтит под завязку забитый
грузовой АН-24. На данный момент он находится над точкой D24.3 EKB, но
тоже выше, чем положено, он сейчас занимает высоту 6 000 метров. Скорость его -
450 км/ч (да-да, в мили еще переводить надо, причем в морские. И высоту в футы.
Но самолет - российский и у него на приборах есть только метры). После снижения
ниже 10 000 ft его точно так же, как и все остальные, нужно заставить двигаться
не выше 250 mph. Посадочная скорость у него будет 240 км/ч (говорю же - забитый
под завязку). Скорость снижения не должна превышать 5 метров в секунду, при
заходе на глиссаду параметры те же, т.е. не выше 500 ft / min.

Бортов можно еще надобавлять как угодно, лишь бы их характеристики более-менее
соответствовали реальности.

Задача: все это удовольствие нужно посадить в кратчайшее время, выпустив
еще при этом исходящие борты.

Поведение исходящих:

Отрыв - на скорости примерно 180 mph. Дальше набираем
со скороподъемностью примерно 1300 ft / min, сначала идет
небольшая "горка", чтобы уйти от возможных наземных объектов
(гор, вышек, высоких домов и др). На высоте 3000 ft снижаем скорость
набора до 900 ft / min. Чисто из тех соображений, чтобы пассажиры в штаны
не наложили на взлете, приведенные цифры определяются не техническими
характеристиками, средний самолетец может обеспечить гораздо бОльшие
значения.

Если еще какие-нибудь данные нужны будут - гугл в помощь,
технические характеристики конкретных моделей все есть.

 

Задание 2007М. Разработка прототипа интеллектуальной системы для автосалона (для брендов Subaru, Toyota, Nissan, Kia) в BPsim.DSS.

Обязательно включить следующие параметры:

- цена

- вместимость

- объем двигателя л.с.

- длина

- средний расход топлива

- дорожный просвет

- объем багажника

По результатам поиска должны быть на основе соответствующих методов вычисляться:

- КАСКО;

- транспортный налог;

- направленность использования автомобиля (текстовое).