敬明遠(yuǎn)

摘要：水電站在減少環(huán)境污染和溫室氣體排放方面有巨大潛力，而提高水電站的服務(wù)水平、對水電站進行合理分布以提高供電效率，是提高水利工程使用規(guī)模的重要途經(jīng)。本文依據(jù)現(xiàn)有實際數(shù)據(jù)和相關(guān)指標(biāo)參數(shù)進行計算機模擬，通過建立數(shù)學(xué)模型來表示服務(wù)水平，且利用服務(wù)水平指標(biāo)和地區(qū)的實際情況對水電站的分布進行優(yōu)化。

服務(wù)水平即完成一次發(fā)的完整效率，從檢修員到達水電站到檢修完成停留時間較短，則該檢修服務(wù)水平較高。因此本文基于等待型的排隊規(guī)則去建立排隊模型，當(dāng)排隊系統(tǒng)處于穩(wěn)定時，利用單位時間被服務(wù)水電站和單位時間到來檢修員之比來表示服務(wù)水平指標(biāo)。由于檢修員到達水電站的行為具有不確定性，通過查找參考文獻，確定了水電站在使用過程中的平均使用習(xí)慣和常見參數(shù)，根據(jù)檢修排隊系統(tǒng)規(guī)則和排隊論相關(guān)理論，可以建立平衡下的服務(wù)水平指標(biāo)模型。

通過查閱資料并加以處理，可知各州人口集中城市和美國各水電站的具體位置，通過Matlab以檢修站到充電站最短為目標(biāo)進行聚類分析，得出了水電站服務(wù)于城市的覆蓋情況，建立了區(qū)域服務(wù)模型，各小問基于此模型，根據(jù)不同問題，實際上可以認(rèn)為是檢修員數(shù)量上的差異；根據(jù)各小問的具體情況可以在基礎(chǔ)模型上完善出更具有針對性的具體模型，將己知的數(shù)據(jù)帶入即可求解出不同情況下的服務(wù)指標(biāo)值。

關(guān)鍵詞：排隊論：聚類分析：灰度分析：電動汽車：節(jié)能減排

1問題研究

為了檢修網(wǎng)絡(luò)進行合理設(shè)計、優(yōu)化檢修站的位置和數(shù)量，使檢修效率大幅提高，本文依次提出了以下問題：

（1）給出能夠用來衡量檢修員給水電站服務(wù)的服務(wù)水平指標(biāo)，并參考實際數(shù)據(jù)給出所定義的不同服務(wù)水平所對應(yīng)的指標(biāo)閡值。

（2）如果全美國水電站100%都本文的檢修模式替代替代，探究其目前服務(wù)水平。

2問題分析

2.1問題（1）的分析

用檢修員在水電站檢修后逗留時間來衡量檢修服務(wù)的好壞，而根據(jù)服務(wù)水平指標(biāo)的定義，本文采用單位時間被服務(wù)水電站和單位時間到來檢修員之比來表示服務(wù)水平指標(biāo)。利用排隊系統(tǒng)平衡下的服務(wù)指標(biāo)去衡量服務(wù)水平，而一個排隊系統(tǒng)由檢修員到來的隨機輸入過程、單列的排隊規(guī)則、先到先修的服務(wù)規(guī)則和充滿即走的輸出過程四個要素組成。以該理論規(guī)則去構(gòu)造排隊模型，通過查找文獻資料確定了檢修頻率和檢修時常等重要參數(shù)，建立服務(wù)水平指標(biāo)體系，并確定指標(biāo)閾值。

2.1問題（2）的分析

該問題是根據(jù)美國目前現(xiàn)有水電站和檢修員進行分析的，利用文獻的得到的檢修站分布圖和人口密度進行比對分析，以人口較集中的城市作為各州的中心，利用各水電站的位置數(shù)據(jù)利用Matlab聚類分析，以中心城市作為聚類中心，因此得到水電站歸屬各州的情況。在此基礎(chǔ)上，這個問題就轉(zhuǎn)化成了與問題一相同類型的題目，將參與排隊情況帶入問題一中的排隊模型即可求解出服務(wù)指標(biāo)。

3問題解決

檢修員在一般水電站上檢修所需要的時間一般為3小時左右，既可視作平均服務(wù)時間t=3小時，每日服務(wù)時間段處理為15小時，檢修站在休息時間段外的有效檢修時間內(nèi)到水電站符合Poisson分布，因此可將一個水電站看做為M/M/s排隊系統(tǒng)，當(dāng)?shù)兀ㄋ娬居行ё饔梅秶z修員為n，水電站內(nèi)發(fā)電機數(shù)為s需要檢修的檢修員相繼到達時間間隔服從參數(shù)為的負(fù)指數(shù)分布（可由發(fā)電功效、出力以及每天的有效供電時間求得），系統(tǒng)中共有s個發(fā)電機，每個發(fā)電機的服務(wù)時間相互獨立，且服從參數(shù)為u的負(fù)指數(shù)分布（u由單個發(fā)電機時間確定）。當(dāng)需要檢修的檢修員，若有空閑的服務(wù)臺則馬上接受服務(wù)，否則便排成一個隊列等待，等待時間為無限。則系統(tǒng)服務(wù)強度：

4結(jié)論

該模型利用了運籌學(xué)中的排隊論去解決對服務(wù)指標(biāo)的劃定，建立了等待型排隊模型，限定條件符合常規(guī)水電站發(fā)電、檢修情況，在服務(wù)水平的衡量上更貼合事實，可以較為準(zhǔn)確地去應(yīng)用于實際情況。運行實際情況具有極大的復(fù)雜性和不確定性，本模型在合理假設(shè)和合理簡化的基礎(chǔ)上，利用發(fā)電機可服務(wù)的范圍去建立模型分析問題，將問題進行簡化的同時不缺失實際應(yīng)用性，并且可針對不同的替代情況在同一規(guī)則下進行具體數(shù)量分析，模型簡單，操作性強。隨著世界環(huán)保意識的逐步提升，節(jié)能減排能源模式必然成為大勢所趨。越來越多的能源產(chǎn)生模式都會有著更先進服務(wù)模式以及修理、整頓模式，這將為水電站、風(fēng)力發(fā)電站等發(fā)電設(shè)備的服務(wù)系統(tǒng)更加先進。