يقترح فريق طلابي وضع علامات مرقمة في ساحة انتظار الحافلات، ويسأل إن كانت ستقلل الانتظار. يمكن أن يصبح السؤال أحد مشاريع تخرج المحاكاة: يبني الفريق محطة افتراضية، ويحدد كيف يصل الركاب ومتى تغادر الحافلات وكيف توزع المقاعد، ثم يقارن قواعد التنظيم. لا يخبر النموذج الطلاب بمواعيد نقل حقيقية، ولا يجمع مواقعهم. وظيفته بيان ما ينتج عن افتراضات مكتوبة، بما في ذلك احتمال ألا تحقق الفكرة فرقاً في المقياس المختار.
اختر سؤالاً لا يتجاوز النموذج
ابدأ بمحطة واحدة وخط واحد وركاب بلا أسماء وحافلات بسعة محددة. السؤال الأول: كيف يتغير عدد من ينتظرون إذا زادت السعة أو تغير الفاصل بين الحافلات؟ أما سؤال العلامات الأرضية فيحتاج تعريف أثرها داخل النموذج؛ إذا لم تغير ترتيب الركوب أو زمنه أو عدد المقاعد، فلا يوجد سبب حسابي لانخفاض الانتظار. هذه نتيجة مفيدة في مناقشة الافتراضات قبل إضافة رسوم متحركة.
حدد وحدة الزمن بالدقيقة، وبداية التجربة ونهايتها، وما إذا كانت الحافلة تتوقف أو تستقبل الركاب لحظة واحدة. استخدم بيانات مصطنعة معلنة، مثل وصول أشخاص عند أوقات ثابتة، ثم انتقل إلى توليد عشوائي ببذرة محفوظة. لا تسمِّ إعداداً «ازدحام الجامعة» إن لم يكن مبنياً على قياس ميداني مسموح وموثق.
ساعة تتحرك من حدث إلى آخر
تشرح وثائق SimPy المحاكاة بالأحداث المتقطعة: عمليات تعيش في بيئة وتتفاعل بأحداث وانتظار زمني. نحتاج هنا أحداث وصول راكب ووصول حافلة وتخصيص مقعد ومغادرة. يحفظ كل راكب وقت وصوله، ثم يحسب الانتظار من الفرق بين وقت الركوب والوصول. لا تحتاج المحاكاة إلى الانتظار دقيقة فعلية مقابل كل دقيقة نموذجية.
استخدم Python مع SimPy للمحرك، وملف JSON للإعدادات، وواجهة تعرض جدولاً ومنحنى طول الطابور. تحتفظ قائمة انتظار صريحة بمن ينتظرون حتى حدث الحافلة. ويمكن استخدام مفهوم المورد المحدود في SimPy إذا أضفت بوابة ركوب تستغرق وقتاً. لا تجعل مورداً بسعة المقاعد يستقبل ركاباً قبل وصول الحافلة لمجرد أن خاناته متاحة.
مثال أربعة ركاب يمكن تدقيقه يدوياً
في هذا المثال المصطنع يصل أ عند الدقيقة 0، وب عند 1، وج عند 3، ود عند 4. تأتي حافلة عند الدقيقة 5 بثلاثة مقاعد، وأخرى عند 10 بالسعة نفسها. نفترض ركوباً لحظياً وأسبقية الوصول. يركب أول ثلاثة في الحافلة الأولى، ويبقى د للثانية. لا تتضمن هذه الفرضية وقت صعود أو تأخير طريق.
| الراكب | الوصول | الركوب | الانتظار بالدقيقة |
|---|---|---|---|
| أ | 0 | 5 | 5 |
| ب | 1 | 5 | 4 |
| ج | 3 | 5 | 2 |
| د | 4 | 10 | 6 |
المجموع 17 دقيقة ركاب، والمتوسط 4.25 دقائق، وأطول انتظار 6 دقائق. هذه عملية حسابية لتثبيت المتوقع، وليست نتيجة تجربة فعلية. إذا أضافت الواجهة أرقام أماكن دون تغيير أي قاعدة في المثال، فينبغي أن يبقى المتوسط نفسه. اختلاف النتيجة عندئذ إشارة إلى خطأ أو افتراض إضافي لم توثقه.
المتوسط وحده قد يخفي المشكلة
اجعل الحد الأدنى تشغيل السيناريو وتغيير السعة والفاصل وإعادة التشغيل وتصدير سجل الأحداث. اعرض عدد الواصلين وعدد من ركبوا وعدد الباقين وأطول انتظار وتطور طول الطابور. إذا انتهى التشغيل عند الدقيقة 6، لا تحذف د من التقرير لأنه لم يركب بعد؛ اذكر أنه ما زال ينتظر، وانتظاره الحالي دقيقتان مع نتيجة نهائية غير مكتملة.
بعد استقرار خط الأساس، يمكن مقارنة قاعدة أسبقية الوصول مع تقسيم الركاب إلى مجموعات، بشرط تعريف ترتيب المجموعات ومنع بقاء مجموعة مؤجلة إلى الأبد. لا تصف قاعدة أولوية بأنها عادلة لمجرد أنها خفضت المتوسط؛ ناقش توزيع الانتظار ومعنى القاعدة ومن اختارها. النموذج يوضح الأثر الحسابي ولا يقرر سياسة جامعة فعلية.
تحقق من المحرك قبل مقارنة البدائل
ابدأ بالمثال اليدوي، ثم حالة صفر ركاب، وحالة مقعد واحد، وحافلة لا تصل. يجب أن يتساوى عدد الواصلين مع من ركبوا ومن بقي ينتظر، وألا يركب شخص مرتين أو تتجاوز حمولة الحافلة سعتها. حدد ترتيب الأحداث المتزامنة صراحة: هل يصل الراكب في الدقيقة نفسها قبل إغلاق التخصيص أم بعده؟ ثبات هذا القرار لازم لإعادة النتيجة.
اختبر وقت وصول سالباً وسعة غير صالحة وفاصلاً صفرياً قد يسبب حلقة لا تنتهي. راجع أن إعادة التشغيل تمسح الحالة السابقة. وأبقِ منطق المحاكاة مستقلاً عن سرعة الرسم؛ تسريع الحركة على الشاشة لا يغير وقت الركوب داخل النموذج.
بروتوكول مقارنة دون نتائج مختلقة
للمقارنة العشوائية المقترحة، جهز قائمة بذور ثم استخدم وصول الركاب نفسه لكل سياسة ضمن كل بذرة. سجل الإعدادات وإصدار المحرك ومدة التشغيل والمقاييس، واعرض التفاوت عبر التشغيلات بدلاً من اختيار أفضل تشغيل. جرّب حساسية النتيجة لزيادة الطلب وتأخر الحافلة وتغيير زمن الركوب. لا تعني عدة تشغيلات على بيانات مصطنعة أن النموذج أصبح ممثلاً لسلوك الناس الحقيقي.
ثلاث توسعات ومخرجات للمناقشة
الإضافات الثلاث المناسبة هي زمن ركوب لكل شخص مع عدد بوابات محدد، وتأخر افتراضي للحافلات بتوزيع موثق، ومقارنة أكثر من محطة ضمن نطاق صغير. سلّم ملفات السيناريو ومحركاً قابلاً للتشغيل وجدول تحقق يدوي وتقرير حساسية وسجلاً يوضح افتراضات النموذج. يمكن ترتيبها ضمن مراحل مشروع التخرج باستخدام خطة نطاق وجدول تنفيذ، مع إبقاء العرض أداة تعليمية للمقارنة.
المصادر
مراجعة المصادر: .
اختبار المثال وحدوده
نموذج تعليمي مقترح ببيانات وقواعد مصطنعة؛ الحساب اليدوي لتوضيح المنطق، ولم تُجرَ محاكاة منشورة أو دراسة ميدانية أو تجربة مستخدمين. القياسات المقترحة تُسجل عند تنفيذ النموذج.
مقالات ذات صلة
الخدمة المرتبطة: تنفيذ مشاريع التخرج التقنية.
أرسل متطلبات مشروعك