Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

VDO_Lab1

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
27.04.2021
Размер:
226.42 Кб
Скачать

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1.

Тема: Моделювання випадкових величин iнтервалiв прибуття поїздiв на станцiю.

1. Завдання до роботи.

Інтервали прибуття поїздів на станцію розподілені за законом Ерланга з параметрами M[T] таk; значенняпараметрівповаріантамнаведеновтабл. 1. 1.

Таблиця 1.1

Вихідні значення параметрів M[T] таk

Варіант

M[T]

k

Варіант

M[T]

k

Варіант

M[T]

k

1

15

1

10

24

2

19

20

1

2

16

2

11

25

1

20

21

2

3

17

1

12

26

2

21

22

1

4

18

2

13

27

1

22

23

2

5

19

1

14

15

2

23

24

1

6

20

2

15

16

1

24

25

2

7

21

1

16

17

2

25

26

1

8

22

2

17

18

1

26

27

2

9

23

1

18

19

2

27

28

2

1.1Отримати 100 значень випадкової величини інтервалу прибуття графічним методом, користуючись заданою таблицею випадкових чисел.

1.2Виконати статистичну обробку отриманої вибірки і порівняти результати з завданням.

2.Порядок виконання роботи

2.1Пiдготувати вихiднi данi згідно з заданим варіантом (див. табл. 1.1).

2.2Записати вираз функції розподілу інтервалу прибуття F(t) у відповідності з заданим значенням k

(див. п.3.2).

2.3Завантажити в ЕОМ програму interval.exe для побудови графіка функції F(t), а також задані значення параметрів M[T] та k.

2.4Отримати 100 випадкових значень інтервалу t, користуючись графіком функції F(t) на екрані дисплея та заданою таблицею випадкових чисел, рівномірно розподілених в інтервалі [0,1].

Для отримання окремого значення інтервалу tі необхідно установити за допомогою “миші” на графіку F(t) значення функції, яке дорівнює черговому випадковому числу rі (F(tі) = rі), після чого натиснути праву кнопку “миші”. При цьому на графіку буде вказано аргумент функції tі, який і буде значенням інтервалу, що відповідає випадковому числу rі. Вказане значення потрібно записати в таблицю (див. табл. 3.2).

Після отримання 100 значень інтервалу tі потрібно натиснути на клавішу ESC, в результаті чого робота програми буде закінчена.

2.5Записати таблицю даних tі, F(tі), що знаходиться у файлі lr1_XXXX.txt, де XXXX – шифр студента

(див. табл. 3.1).

2.6За даними табл. 3.1 побудувати графік функції F(t) та показати на ньому приклад отримання випадкового значення інтервалу t1 по заданому випадковому числу r1 (див. рис. 1). Масштаб для побудови графіку:

горизонтальний – 1 см – 10 хв;

вертикальний – 1 см – 0,1.

2.7.Побудувати статистичний ряд розподілу випадкової величини інтервалу прибуття (див. п.3.6, табл. 3.3).

Для цього весь діапазон можливих значень tі від 0 до tmax необхідно поділити на рівні розряди шириною t, після чого визначити, скільки разів випадкова величина tі потрапила в кожний розряд.

2.8.Визначити числові характеристики випадкової величини інтервалу прибуття M[T], D[T], σ[T], k; розрахунки виконати в табличній формі (див. п.3.7, табл. 3.4).

2.9.Побудувати гістограму розподілу інтервалу прибуття (див. п. 3.8, рис.2). Розраховані значення ординат гістограми записати у табл. 3.4.

3. Зміст звіту

3.1. Вихідні дані для моделювання значень інтервалу прибуття t:

математичне очікування інтервалу прибуття M[T]=16 хв;

параметр Ерланга k=2.

3.2. Функція розподілу інтервалу прибуття.

Загальний вид функції розподілу Ерланга при довільному k:

F (t) =1eλkt k 1 λkti i=0 i!

де k – параметр Ерланга (k=1,2,….);

λ - інтенсивність прибуття поїздів ( λ = М1[T ] ).

При заданому значенні k=2 функція (1) має вигляд:

F (t) =1 (1 + 2λt)e2 λt

Інтенсивність прибуття поїздів при заданому значенні M[T]=28 хв дорівнює:

λ= М1[Т] =161 =0.0625 поїздів/хв

3.3.Значення функції розподілу інтервалу прибуття F(t)

Таблиця 3.1 Функція розподілу F(t) інтервалів прибуття поїздів на станцію

 

t

 

0

 

10

 

20

 

30

40

50

60

70

80

 

F(t)

 

0,000

0,355

0,713

0,888

0,960

0,986

0,995

0,998

1,000

3.4. Графік функції розподілу інтервалу прибуття F(t)

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

R1=0,866

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

t1=28

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

40

50

60

70

t, хв

 

Рис. 1. Графiк функції розподілу випадкової величини інтервалу прибуття.

(1)

(2)

Перше випадкове число у заданій таблиці випадкових чисел є r1=0,866. Числу r1, згідно з рис.1, відповідає інтервал t1=28 хв (F(28)=0,866). Отримане число t1 записано в табл. 3.

3.5. Значення випадкової величини інтервалу прибуття.

Таблиця 3.2 Вибірка 100 значень випадкової величини інтервалу прибуття t.

i

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

 

6

7

8

9

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

28

5

8

….

…..

 

…..

…..

4

9

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

23

2

1

….

…..

 

…..

…..

40

13

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

…..

….

…..

…..

…..

…..

 

…..

….

…..

…..

…..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

8

22

27

….

…..

 

…..

…..

30

65

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i, j – відповідно номер рядка та стовпчика заданої таблиці випадкових чисел.

3.6. Статистичний ряд розподілу інтервалу прибуття. Величина розряду інтервалу прибуття:

t = tmax tmin , 1+3.2 lg n

де tmax, tmin – відповідно, максимальне та мінімальне значення інтервалу в вибірці (прийняти tmin =0); n – об’єм вибірки.

t =

 

 

65 0

=

 

 

65

=

65

=8.78 хв

1

+ 3.2 lg100

1

+ 3.2 2

7.4

 

 

 

 

Округляючи до цілих, приймаємо t = 9 хв.

Таблиця 3.3 Статистичний ряд розподілу інтервалу прибуття t

Розряди

 

 

Кількість попадань випадкової ве-

mi

Pi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

личини t в розряд

 

 

0-9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

0,28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9-18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

0,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18-27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27-36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

0,13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36-45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0,03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45-54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54-63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

63-72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всього

100

1

3.7. Числові характеристики випадкової величини інтервалу t:

a) Математичне очікування M[T ] =z ti Pi* ,

i=1

де ti – середина і-го розряду; Pi – частота і-го розряду;

z– число розрядів.

б) Дисперсія випадкової величини інтервалу D[T ] = M [Т2 ] M [Т]2 ,

де M[T2] – математичне очікування квадрату випадкової величини інтервалу ( M[Т2 ] =z ti2 Pi* ).

i=1

в) Середнє квадратичне відхилення випадкової величини інтервалу σ[T ]= D[T ] .

г) Параметр Ерланга (ціле число) k = M[T ]2 / D[T ].

Розрахунок числових характеристик виконується в табличній формі (див. табл. 3.4). Таблиця 3.4

Визначення числових характеристик випадкової величини t

 

Розряди

 

t

P

 

*

 

 

2 P*

*

tP

t

 

 

 

 

i

 

 

 

i

h =P

/ t

 

 

 

 

i

5,67

i i

 

 

0-9

 

4,5

0,28

1,26

0,031

 

9-18

 

13,5

0,36

4,86

65,61

0,040

 

18-27

 

22,5

0,17

3,83

86,06

0,019

 

27-36

 

31,5

0,13

4,10

128,99

0,014

 

36-45

 

40,5

0,03

1,22

49,21

0,003

 

45-54

 

49,5

0,02

0,99

49,01

0,002

 

54-63

 

58,5

0

 

0

0

0

 

 

63-72

 

67,5

0,01

0,68

45,56

0,001

 

Всього

 

1

16,94

430,11

 

 

Остаточні значення

числових характеристик:

 

 

 

 

 

 

 

а) Математичне очікування M[T]=16,94 хв;

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Дисперсія D[T]=430,11-16,942=143,15 хв2 ;

 

 

 

 

 

 

 

в) Середнє квадратичне відхиленняσ[T ] =

143,15 =11,96 хв;

 

 

 

 

 

г) Параметр Ерланга k = 16,942/143,15=2,005; приймаємо k=2.

3.8. Гістограма розподілу випадкової величини інтервалу t.

Гістограма являє собою графічне відображення статистичного ряду. Окремі розряди представлені прямокутниками, площа яких дорівнює частоті розрядів Рі*; при цьому ординати гістограми визначаються як

hi = Pi*/t, i=1, 2,…., z

Для першого розряду h1 = 0,28/ 9 = 0,031

Результати розрахунків ординат hi наведені в табл. 3.4, а гістограма показана на рис. 2.

h

0,04

0,03

0,02

0,01

0

18

27

36

45

54

63

72

t, хв

9

Рис.2 Гістограма розподілу випадкової величини інтервалу прибуття.

3.9. Висновок.

Аналіз отриманих числових характеристик випадкової величини інтервалу прибуття поїздів, а також гістограми розподілу показують, що отримана вибірка значень інтервалу t відповідає завданню.

Соседние файлы в предмете Исследование операций