学校医院急诊看病排队系统建模与仿真课程设计说明书文档格式.docx
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由3种实体组成：
医务人员、患者、排队队列。
其中医务人员为永久实体，患者为流动实体，排队队列为特殊实体。
2.2实体状态及活动分析
医务人员有“给患者看病”和“休息”两种活动，分别处于“忙”和“闲”两种状态，患者有“接收治疗，配合医生完成看病活动”和“排队等待”两种活动，分别处于“接收服务”和“等待服务”两种状态，排队队列用队长来描述。
三者的活动及状态有一定的逻辑联系。
2.3实体状态变化分析
当某一患者到达医院时，如果医生处于“闲”的状态则患者进入“接收服务”状态，如果医生处于“忙”的状态，则患者进入“等待服务”状态。
处于排队等待的患者，如果医生对前一患者完成服务，则进入“接收服务”状态，如果没有完成，则继续“等待服务”状态。
医务人员完成对某一患者的看病服务后，如果队列处于“非零”状态则立即开始下一服务，进入“忙”状态，否则，进入“闲”状态。
2.4对引起各实体变化的分析
“患者到达”或“患者结束排队”导致医务人员服务开始，患者看病结束导致医务人员服务结束，但是患者结束排队是以医生结束服务为条件，是条件事件。
患者到达医院，使医务人员由“闲”变“忙”，或者队列长度加1。
患者结束服务离开医院，使医务人员有“忙”变“闲”,或者队列长度减1。
2.5系统流程图
NO
YES
YESNO
系统流程图
2.6排队规则
由于校医院急诊属于单队单服务台服务系统，所以采取先到先服务排队规则，即每名患者到达时排在队尾，医务人员从队首开始一次服务。
3、系统数据收集与分析
由于此排队系统会受季节，天气等原因的影响，建模收集数据时有时间的限制，我选择在6月3日上午8点到下午3点的时间来收集数据，由于近期天气炎热，又有流行性感冒或中暑，此时间段医院流动人员较多，可能收集数据并不能完全代表真实状况。
3.1数据收集与分布表
中北大学校医院急诊排队系统数据收集与分析表
顾客到达
到达时刻
到达间隔（min）
开始时间
结束时间
服务时间（min）
等待时间（min）
工作人员休息时间
1
8:
13
16
3
2
20
7
26
6
4
22
27
31
33
11
38
5
39
43
47
8
50
9:
09
19
10
9
23
18
29
12
9:
37
41
14
46
51
15
49
54
52
58
17
57
10:
02
05
21
35
44
48
24
56
11:
00
25
03
28
30
32
34
12:
36
1:
40
42
45
59
2:
04
08
01
3.2分布直方图
3.2.1患者到达时间间隔分布
3.2.2服务时间分布直方图
3.3分布假设
由上面分布直方图可以假设患者到达时间间隔是负指数分布，医务人员服务时间服从泊松分布。
3.4参数估计
3.4.1样本的平均值和方差
患者到达时间间隔平均值：
患者到达时间间隔样本方差：
=38.04
医务人员服务时间样本平均值：
4.58
医务人员服务时间样本方差：
=2.29
3.4.2估计量的选取
患病儿童到达时间服从负指数分布，其估计量选取为：
0.14对于工作人员服务时间服从泊松分布，所以，起估计量选取为：
3.5拟合度检验
（1）患者到达时间间隔拟合度检验
区间
0-5
-2
0.17
5-10
10-15
1
0.09
15-20
0
20-25
-1
0.2
计算得：
=0.46
查表得到：
自由度为5-1=4，当P=0.97时，卡方值为0.484>
0.46，所以服从负指数分布。
（2）工作人员服务时间拟合度检验
区间
0-2
2-4
0.04
4-6
6-8
8-10
计算得：
=0。
自由度为5-1=4，当P=0.99时，卡方值为0.297>
0.24，所以服从泊松分布。
3.6相关性分析
3.6.1患者到达时间间隔散点图
由散点图可以看出，患者到达时间间隔与患儿到达人数没有明显的相关性。
3.6.2服务时间散点图
由上述散点图不难看出，工作人员的服务时间与患者的到达人数没有明显相关性，与患者的到达时间间隔也无明显相关性。
4、Wintess建模与仿真
由前面的数据分析，结合输入数据分析可以认为患者的达到时间间隔服从参数为7.14的负指数分布，医院工作人员服务时间服从参数为4.58的泊松分布。
4.1系统的WITNESS模型界面
4.2建模元素的定义
名称
类型
数量
说明
huanzhe
part
患者
jifen
对患者队长积分
paidui
Buffer
患者队列
yisheng
Machine
医生
jifen1
Variable（type:
real）
患者积分显示
duichang
Timeseries
患者队长显示
4.3对各个元素进行可视化设置
4.3.1在元素选择窗口选择huanzhe元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，
设置它的Text、Icon。
4.3.2在元素选择窗口选择jifen元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，设置它的Text属性。
4.3.3Buffer元素可视化设置
在元素选择窗口选择paidui元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，设置它的Text、Icon、Rectangle、PartQueue。
4.3.4Machine元素可视化设置
在元素选择窗口选择yisheng元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，设置它的Text、Icon、PartQueue。
4.3.5Variable元素可视化设置
在元素选择窗口选择jifen1元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，设置它的Text、Value。
4.3.6Timeseries元素可视化设置
在元素选择窗口选择duichang元素，鼠标右键点击Display,跳出Display对话框，设置它的Text、Timeseries。
4.4建模元素细节设置
4.4.1对part元素huanzhe细节设置
Type:
Active
InputtoModel.InterArrival:
-7.14*LN（RANDOM
（1））
LotSize：
InputToModel.To...:
PUSHtopaidui
ActionsonCreate:
ICON=73
DetailPart对话框如图所示：
4.4.2对part元素jifen细节设置
Type：
InputtoModel.InterArrival:
1.0
LotSize:
InputtoModel.To...:
PUSHtoSHIP
jifen1=jifen1+NPARTS（paidui）
4.4.3对Buffer元素paidui细节设置
Capacity:
100
4.4.4对machine元素yisheng细节设置
Single
Input.From:
PULLfrompaidui
Duration.CycleTime:
POISSON（4.58，1）
Output.To...:
4.4.5对timeseries元素duichang细节设置
Recording:
5.0
在PlotExpressions下第一个Plot中将“Undefined”改为NPARTS（paidui）
在Plotexpressions下第一个Plot中将“Undefined”改为NPARTS（yisheng）
DetailTimeseries对话框如图所示。
5系统仿真的输出分析
模型仿真钟系统默认的1的时间单位为1min，运行600仿真时间单位。
将结果记录到下表，并修改患者达到的时间分布与医务工作人员服务时间分布的参数，在相同的仿真运行单位下运行，将结果统计后一并记录到下表。
结果如下：
变量为（7.14,4.58）
变量为（7.14,3.58）
变量为（6,4.58）
当前
优化1
优化2
变量
（7.41，4.58）
（7.41，3.58）
（6，4.58）
平均逗留人数（AvgW.I.P.）
1.15
0.74
2.63
平均逗留时间（AvgTime）
8.30
5.46
14.73
最大队长（Max）
4
8
最小队长（Min）
平均队长（AvgSize）
0.54
0.26
1.86
平均等待时间（AvgTime）
3.93
1.94
10.41
空闲率（idle）
39.53%
52.50%
22.90%
忙碌率（busy）
60.47%
47.50%
77.10%
参数汇总比较表：
6.结果分析：
对收集的数据进行仿真，得到的医务工作人员的工作率为60.47％，故其工作量不算太大，工作不太忙，因此，不需要外加服务台数量。
通过对比标准数据和仿真1的数据不难看出，缩短医务工作人员的服务时间可以提高服务质量，减少患者的等待时间和最大队长，也会减轻医务工作人员的工作负荷。
改进措施：
对医务工作人员进行岗前培训，保证服务质量的同时，提高服务速度，同时尽量建议各位患者不在高峰期去校医院看病。
通过对比标准数据和仿真2的数据不难看出，通过缩短患者到达时间间隔可以提高服务质量，增加工作人员的工作负荷，但是最大队长将会变大。
通过上述仿真实验，不难看出，通过对校医院医务工作人员进行岗前培训，对患者进行医务知识教育，能够大大提升医务工作人员的服务质量以及缩短服务时间，同时能够大大提高整个系统的工作效率。
7、课程设计心得
通过为期一周的生产系统建模与仿真课程设计，我对生产系统建模与仿真这么课程有了更加深刻的认识和了解。
同时能够较为熟练的运用witness软件对一个简单系统建模与仿真，更重要的是，我学会了将书本上的知识与实践相结合，强化了我对理论知识的实践能力。
其在这个过程中，通过网络和书籍的资料，实践考察收集数据以及excel的表格计算，最终较为成功的完成了此次的课程设计。
对于各种软件的应用也有了更深一步的了解，使得自己的软件装备更加的完善。
8、参考文献
王亚超、马汉武.生产物流系统建模与仿真：
Witness系统及应用［M］.北京:
科学出版社.2007.
孙小明生产系统建模与仿真上海交通大学出版社
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