Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi và mô phỏng bãi gửi xe tại siêu thị Big C Hà Nội (Luận văn thạc sĩ) 14
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT & TT NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT HÀNG ĐỢI VÀ MÔ PHỎNG BÃI GỬI XE TẠI SIÊU THỊ BIG C – HÀ NỘI VŨ TUẤN DOANH THÁI NGUYÊN 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, Ngày 14 tháng năm 2015 Tác giả Vũ Tuấn Doanh Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC…………………………………………………… …………… ii DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………… ….……… iv DANH MỤC CÁC HÌNH……………………………………….……… … v LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………… ……… … Chƣơng 1:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HÀNG ĐỢI 1.1 Các khái niệm 1.1.1 Định nghĩa hàng đợi 1.1.2 Các tham số đặc trƣng hàng đợi 1.1.3 Các thông số hiệu thƣờng dùng phân tích hệ thống sử dụng mơ hình mạng xếp hàng 1.2 Ứng dụng hệ thống hàng đợi 1.2.1 Hệ thống phục vụ 1.2.2 Các yếu tố hệ thống phục vụ 10 1.2.3 Trạng thái hệ thống phục vụ 14 1.3 Kết luận chƣơng 17 Chƣơng 2:NGHIÊN CỨU HÀNG ĐỢI VÀ MỘT SỐ BÀI TOÁNTRONG SIÊU THỊ 18 2.1 Một số hàng đợi tốn mơ siêu thị 18 2.2 Hàng đợi M/M/k 20 2.2.1 Trạng thái ổn định hàng đợi M/M/k 20 2.2.2 Phân bố dừng hàng đợi M/M/k 21 2.2.3 Hàng M /M / k / N 21 2.3 Hàng đợi G/G/1 23 2.3.1 Phƣơng pháp phƣơng trình tích phân 24 2.3.2 Hàng đợi M/G/1 26 2.3.3 Các trƣờng hợp đặc biệt hàng đợi M/G/1 27 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii 2.3.4 Phương pháp chuỗi Markov nhúng áp dụng cho hàng G/M /1 29 2.3.5 Các cận thời gian đợi trung bình hàng 31 2.4 Một số toán tổng quát siêu thị 32 2.5 Quy trình sử dụng GPSS mô phỏnghàng đợi 33 2.6 Kết luận chƣơng 35 Chƣơng 3:BÀI TỐN MƠ PHỎNG BÃI GỬI XE TẠISIÊU THỊ BIG C – HÀ NỘI 36 3.1 Bài tốn bãi xe siêu thị (mơ hình hoạt động đơn giản) 36 3.1.1 Mơ tả tốn 36 3.1.2 Phân tích tốn 36 3.1.3 Giải toán 37 3.1.4 Mơ hình GPSS World 38 3.2 Bài tốn mơ hoạt động siêu thị 39 3.2.1 Mơ tả tốn 39 3.2.2 Phân tích tốn 41 3.2.3 Giải toán 42 3.2.4 Mơ hình GPSS World 43 3.3 Đánh giá, so sánh kết mô 52 3.4 Kết luận chƣơng 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các thành phần kí hiệu Kendall 18 Bảng 2.2: Một số phân phối xác suất liên quan đến A Btrong mô tả Kendall 19 Bảng 3.1 So sánh kết tính tốn theo lý thuyết với tính tốn GPSS với thời gian T = 39 Bảng 3.2: So sánh kết tính tốn theo lý thuyết với tính tốn GPSS với T = 52 Bảng 3.3 So sánh kết tính tốn theo lý thuyết với tính tốn GPSS theo thời gian T mơ hình mục 3.1 53 Bảng 3.4: Mức độ sai lệch mô lý thuyết theo đại lƣợng “Số xe ô tô đến siêu thị” với mơ hình mục 3.1 54 Bảng 3.5: Mức độ sai lệch mô lý thuyết theo đại lƣợng “Số xe ô tô đƣợc phục vụ bãi xe” với mô hình mục 3.1 54 Bảng 3.6: Mức độ sai lệch mô lý thuyết theo đại lƣợng “Số xe ô tô đƣợc phục vụ bãi xe” với mơ hình mục 3.2 55 Hình 3.7: Đồ thị phụ thuộc độ sai lệch tính tốn GPSS lý thuyết theo thời gian 55 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Mơ hình chung hệ thống hàng đợi Hình 1.2: Mơ hình hệ thống phục vụ Hình 1.3: Mơ tả hệ thống phục vụ đám đông Hình 1.4: Sơ đồ trạng thái hệ thống phục vụ 15 Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn tốc độ phục vụ 29 Hình 3.1: Mơ hình hàng đợi bãi xe 36 Hình 3.2: Sơ đồ thuật tốn mơ bãi xe 37 Hình 3.3: Mơ hình minh họa hoạt động siêu thị 41 Hình 3.4: Mơ hình hoạt động hàng đợi siêu thị 41 Hình 3.5 Sơ đồ thuật tốn mô hàng đợi siêu thị 42 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động đời sống, xã hội cần thiết Trong thực tế, bắt gặp nhiều hệ thống đƣợc thiết lập yêu cầu (của khách hàng), thời điểm xuất đƣợc xem nhƣ đại lƣợng ngẫu nhiên, nhu cầu đƣợc đặc trƣng khối lƣợng công việc phải làm để phục vụ, thứ tự ƣu tiên trƣớc sau, thời gian hồn thành cơng việc tồn cơng việc Đó hệ thống nhƣ: Mạng điện thoại, mạng máy tính, hệ thống phục vụ sử dụng phòng máy thực hành, hệ thống quầy thu ngân siêu thị, hệ thống bán vé tự động, sân bay… Những hệ thống đƣợc biết đến với tên gọi hệ thống phục vụ đám đông (hay hệ thống hàng đợi) Nhìn chung hệ thống phục vụ đám đơng hệ thống phức tạp, việc vận hành tính toán đặc trƣng hệ thống để tƣ vấn cho nhà quản lý vấn đề cần thiết Trong khứ, có nhiều dự án xây dựng hệ thống phục vụ phức tạp dựa hàng chờ (Queue) khơng thành cơng khơng đặc tả đƣợc xác tốn thực tiễn Việc xây dựng mơ hình tốn học cho hệ thống cần thiết để giảm chi phí tối đa cho hoạt động đặc tả Khi tính chất đầy đủ mơ hình mơ cần đạt đƣợc việc mơ q trình làm việc phần tử hệ thống với việc đảm bảo logic, quy tắc tƣơng tác phát triển chúng, không gian thời gian Các câu hỏi đƣợc đặt là: Làm để mô hệ thống phức tạp dƣới dạng đơn giản nhƣng xác? Phƣơng pháp khả thi nhất, tối ƣu nhất? Có nhiều phƣơng pháp đƣợc đƣa để giải toán nhƣ: Tính tốn cơng thức tốn học, xây dựng hệ thống phục vụ ngôn ngữ lập trình (Pascal, C++…), mơ cơng cụ mơ (Matlab, Petri Network…)… Để xây dựng mơ hình mơ cách sử dụng ngơn ngữ lập trình truyền thống Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn phức tạp, khó khăn lập trình phải quản lý kiện theo mơ hình nhiều kiện xảy đồng thời (song song) với việc xây dựng hàm tạo ngẫu nhiên kiện (random) không đơn giản , xuất nhƣ̃ng ngơn ngữ mô chuyên dụng Một ngôn ngữ chuyên dụng mô hệ thống phức tạp, rời rạc có hiệu phổ biến General Purpose Simulation System (GPSS), ngôn ngữ thuộc lớp ngôn ngữ hƣớng vấn đề Lĩnh vực áp dụng GPSS hệ thống phục vụ đám đông Đối tƣợng ngôn ngữ đƣợc sử dụng tƣơng tự nhƣ: Thành phần chuẩn hệ thống phục vụ đám đông ; yêu cầu , thiết bị phục vụ , hàng đợi… Tập hợp đầy đủ nhƣ̃ng thành phần nhƣ cho phép xây dựng mô phức tạp đảm bảo thuật ngữ thông thƣờng hệ thống phục vụ đám đông Trên giới nói chung Liên bang Nga nói riêng, việc nghiên cứu ứng dụng GPSS phổ biến phát triển Tuy nhiên việc triển khai ứng dụng công cụ mô GPSS giải toán hệ thống phục vụ đám đơng Việt Nam Chính vậy, yêu cầu lựa chọn, so sánh, đánh giá công cụ dựa định hƣớng xây dựng mô hệ thống phục vụ đám đông đề tài mang ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Với lý đó, tơi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu lý thuyết hàng đợi mô bãi gửi xe siêu thị Big C – Hà Nội” cho luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Số hố Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HÀNG ĐỢI 1.1 Các khái niệm 1.1.1 Định nghĩa hàng đợi Hàng đợi hệ thống bao gồm thành phần : khách hàng vào/ hệ thống (input/output), hệ thống phục vụ (server), hàng đợi(queue) Hàng đợi Sự kiện đến Server Sự kiện Hình 1.1: Mơ hình chung hệ thống hàng đợi Khách hàng vào hệ thống đƣợc đƣa vào hàng đợi, đến lƣợt đƣợc phục vụ server, sau đƣợc phục vụ xong khỏi hệ thống Khi dùng hàng đợi ta hiểu toàn hệ thống xếp hàng bao gồm yêu cầu đợi phục vụ yêu cầu đợi phục vụ yêu cầu đƣợc phục vụ [2] Hệ thống đƣợc mơ hình hố dƣới dạng hàng đợi nhƣ sau: Mỗi loại tài nguyên hệ thống tƣơng ứng với trung tâm dịch vụ (server center) Mỗi giao dịch yêu cầu tài nguyên thứ i khách hàng hàng đợi Qi tƣơng ứng với loại tài nguyên 1.1.2 Các tham số đặc trƣng hàng đợi - Tính chất dòng khách hàng đến hàng đợi hay phân bố xác suất khoảng thời gian yêu cầu hàng đợi - Phân bố xác suất khoảng thời gian dịch vụ cho yêu cầu hàng đợi - Số server hàng đợi - Dung lƣợng đệm hay dung lƣợng lƣu trữ hàng đợi Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn - Tổng số yêu cầu có mặt hàng đợi - Các kiểu dịch vụ Theo kí pháp Kendall hệ thống xếp hàng đƣợc phân loại qua kí hiệu mơ tả kendall tổng qt có dạng //m//N/Q : phân bố xác suất khoảng thời gian yêu cầu để phục vụ khách hàng hệ thống xếp hàng : phân phối xác suất khoảng thời gian yêu cầu để phục vụ khách hàng hệ thống xếp hàng : kích thƣớc đệm dung lƣợng lƣu trữ hệ thống xếp hàng N : số lƣợng khách hàng đƣợc phép chuyển qua hệ thống Q: phƣơng thức phục vụ Một số phân bố xác suất đƣợc sử dụng để biểu diễn đại lƣợng đặc trƣng hệ thống xếp hàng nhƣ sau: Phân bố xác định (D-Deterministic): Khoảng thời gian hai khách hàng đến hay rời hệ thống liên tiếp nhau: p ( n) 0 ( x ) Phân bố mũ(M-exponential): Khoảng thời gian hai lần khách hàng đến hệ thống liên tiếp hoàn toàn độc lập với khoảng thời gian đến trƣớc Biến ngẫu nhiên mơ tả q trình có phân phối mũ: p(n) .e x Phân phối erlang-r ( E r ): Trung tâm dịch vụ đƣợc biểu diễn dãy giai đoạn trễ giai đoạn có thời gian dịch vụ trung bình có phân phối mũ Khơng có hàng đợi giai đoạn phục vụ yêu cầu khơng đƣợc đáp ƣng nều u cầu trƣớc chƣa đƣợc hồn thành: Số hố Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ... dựng mô hệ thống ph c vụ đám đông đề tài mang ý nghĩa khoa h c th c tiễn cao Với lý đó, tơi lựa chọn đề tài Nghiên c u lý thuyết hàng đợi mô bãi gửi xe siêu thị Big C – Hà Nội cho luận văn tốt... 1.1.2 C c tham số đ c trƣng hàng đợi - Tính chất dòng khách hàng đến hàng đợi hay phân bố x c suất khoảng thời gian yêu c u hàng đợi - Phân bố x c suất khoảng thời gian dịch vụ cho yêu c u hàng đợi. .. sai lệch mô lý thuyết theo đại lƣợng “Số xe ô tô đƣ c ph c vụ bãi xe với mơ hình m c 3.1 54 Bảng 3.6: M c độ sai lệch mô lý thuyết theo đại lƣợng “Số xe ô tô đƣ c ph c vụ bãi xe với mô hình