飞机加油多服务台排队系统仿真分析

朱展宏

飞机加油多服务台排队系统模型仿真分析   1 模型的建立
1.1 模型1──管道加油模型经典的排队系统模型往往假设服务台是完美无缺的, 即服务台可以无休止地工作, 既不失效也不休息。在实际情况中, 可以认为管道加油系统也是经典系统, 因为一般情况下机场油库都有充足的油料储备, 所以不存在管道加油能力不足的情况。系统输入: 飞机在跑道上为单机依次降落, 不存在多机同时降落的情况。通过分析某次飞行降落时间间隔的统计数据, 将数据的取值范围分为若干个等长的区间, 当区间的长度Δt =0.8min 时直方图的图形走向已趋近于平滑, 对数据进行指数分布的拟合优良度检验, 得到了满意的结果。可以假设, 每次飞行飞机的降落间隔服从不同均值的指数分布。
加油服务: 按规定, 飞机降落时油箱内最大存油量不得超过油箱容量的15% , 一般情况下飞机的地面补油量为油箱容量的85% ～90% , 所以各机加油时间不会存在较大差异, 基本保持一常值, 但由于一些随机因素的扰动, 使得加油时间t 实际为一带偏的正态分布。加油服务满足FIFO 规则, 即先到的飞机先加油。
1.2 模型2──油车加油模型
油车加油系统有着与上述同等的输入与加油分布, 其与管道加油最大的不同在于: 在油车系统中, 随着仿真的推进, 各服务台的服务能力出现不同程度的损失, 而管道则不可能出现这一情况, 可以设其能力为无穷大, 这一性质在程序设计中将得到应用。现实世界中有一类服务系统, 一个服务台在为顾客提供了有限次服务之后, 必须用一段时间补充消耗, 但其忙闲状态与持续服务的时间无关, 称之为服务台限次服务; 还有一类系统, 服务台在完成一定长时间服务后必须休假, 称之为策略休假。郝永生著有文献《MM1 排队系统的服务能力》, 对这两种有限服务能力的随机系统有着比较深入的研究。经过分析, 油车加油系统兼备这两种系统的特征, 即每一个周期中, 油车的服务次数和时间都是一定值。为了方便进行仿真研究,可以对油车对象作如下假设:
( 1 ) 多辆油车参加保障, 携带定额油料。所载油料一旦用完, 必须立即退出服务系统补油, 每次的装填数仍为固定值。补油完毕后立即返回服务系统为飞机提供新的服务;
( 2 ) 携带油料基数m=[油车容量/ 单机加油量], 每加一次油消耗一个基数的油料。如果所剩油料不足以再满足一架飞机的需求, 则可认为油料已耗尽;
( 3 ) 当多辆油车同时闲置时, 加油能力大的个体具有更高的选择付出服务的优先权;
( 4 ) 系统初始化时, 油车已装填有m 个基数的油料;
( 5 ) 加油时间不受其他专业保障的影响;
( 6 ) 任意时刻, 加油站中的油车补油队列为0 。
3 仿真实例
T 机场预计改造后承担26 架U 型飞机的日常保障任务, 该机型一个场次飞行最大耗油量约9000L, 最低着陆间隔期望值为40s 。为该机场建设一组压力加
油管道( 800 ～1300L/min ) , 并配备某型安全容量20000L 的加油车( 800- 1500L/min ) , 其额定行驶速度500m/min 。机场加油站距主停机坪路长约250m, 为油车最大供油速度1600L/min。

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