机场航空管制模拟实验报告汇总文档格式.docx
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intstartworkTime;
机场当天开始运营时间
intendworkTime;
机场当天结束运营时间
ClassWorkslothighslot;
高峰时间段
ClassWorkslotlowslot;
空闲时间段
ClassWorkslototherslot;
一般时间段
deque<
Plane>
takeoffq;
等待起飞飞机队列
landingq;
等待着陆飞机队列
intworkTime;
跑道忙碌时间
intTwaitTime;
总起飞等待时间
intLwaitTime;
总着陆等待时间
inttakeoffwaitTime;
所有起飞飞机总等待时间
intlandingwaitTime;
所有着陆飞机总等待时间
intmaxlandingwaitTime;
最大着陆等待时间
intintakeoffNum;
进入起飞队列飞机数
intinlandingNum;
进入着陆队列飞机数
inttakeoffNum;
已经起飞飞机数
intlandingNum;
已经着陆飞机数
intt_rate;
用来保存起飞速率
intl_rate;
用来保存着陆速率
输出
备注
t.now
当前时间
inttakeoffNum
当前已起飞飞机数量
intlandingNum
当前已着陆飞机数量
intintakeoffNum
当前已入起飞队列飞机数
intinlandingNum
当前已入着陆队列飞机数
takeoffq
起飞队列，元素类型为飞机类型
landingq
着陆队列，元素类型为飞机类型
double（workTime/（endworkTime-startworkTime））
跑道的繁忙程度（用机场总工作时间与跑道忙碌时间之比来衡量）
doublelandingwaitTime
着陆飞机总的等待时间
double（landingwaitTime/landingNum）
着陆飞机平均等待时间
double（LwaitTime/landingNum）
着陆飞机在队列中的平均等待时间
doubletakeoffwaitTime
起飞飞机总的等待时间
double（takeoffwaitTime/takeoffNum）
起飞飞机平均等待时间
double（TwaitTime/takeoffNum）
起飞飞机在队列中的平均等待时间
intIntakeoffNum–takeoffNum
运营结束时，起飞队列中剩余飞机数量
成员
方法名
voidrun（）
运行仿真
voidsetTimer（）
设定计时器函数
voidsetTakeoffTime（intt1）
设定起飞所需时间函数
voidsetLandingTime（intt2）
设定着陆所需时间函数
voidsetMaxlandingwaitTime（intmlwd）
设定着陆飞机最大等待时间
voidsetStartworkTime（strings）
设定机场开始工作时间函数
voidsetEndworkTime（strings）
设定机场结束工作时间函数
voidsetHighslot（Worksloth）
设定高峰期机场属性
voidsetLowslot（Workslotl）
设定空闲期机场属性
voidsetOtherslot（Worksloto）
设定一般时段机场属性
1.4.2类Plane
成员：
intstartwaitTime
开始等待时间
intstartworkTime
开始起飞/着陆时间
intworkTime
起飞/着陆时间
1.4.3类Timer
intnow
计时器当前时间
voidspend（）
计时累加函数
1.4.4类Workslot
intstartTime
该时间段开始时间
intendTime
该时间段结束时间
inttakeoffRate
起飞频率（每小时起飞数）
intlandingRate
着陆频率（每小时着陆数）
1.4.5结构Busy
boolis_takeoff
跑道中是否为起飞飞机
boolbusy
1.5基本函数功能
1.5.1类Simulation
setTimer（）:
setTakeoffTime（intt1）:
setLandingTime（intt2）:
setMaxlandingwaitTime（intmlwd）:
setStartworkTime（strings）:
setEndworkTime（strings）:
setHighslot（Worksloth）:
setLowslot（Workslotl）:
setOtherslot（Worksloto）:
run（）：
模拟飞机场运营。
display（）：
该函数主要用于计算一些值，并输出在屏幕上。
跑道的繁忙程度=workTime/（endworkTime-startworkTime）
着陆飞机平均等待时间=landingwaitTime/landingNum
着陆飞机在队列中的平均等待时间=LwaitTime/landingNum
起飞飞机总的等待时间=takeoffwaitTime
起飞飞机平均等待时间=takeoffwaitTime/takeoffNum
起飞飞机在队列中的平均等待时间=TwaitTime/takeoffNum
起飞队列中剩余未起飞飞机数量=intakeoffNum-takeoffNum
再使用输出语句输出这些值。
1.5.2类Plane
Plane（）
用于初始化飞机的startwaitTime,startworkTime,workTime。
Plane（inta,intb,intc）
同上。
1.5.3类Timer
Timer（）
初始化当前时间。
Timer（intn）
计时累加函数。
2.实验验证分析
2.1输入的形式和输入值的范围
类型
范围
输入示例
机场开始工作时间
string
0:
00~24:
00
2:
机场结束工作时间
12:
高峰期开始时间
高峰期结束时间
5:
空闲期开始时间
6:
空闲期结束时间
10:
着陆飞机最长等待时间
Int
0~
20
高峰期飞机起飞率
30
高峰期飞机着陆率
29
空闲期飞机起飞率
0~高峰期飞机起飞率
12
空闲期飞机着陆率
0~高峰期飞机着陆率
13
一般情况飞机起飞率
空闲期飞机起飞率~高峰期飞机起飞率
一般情况飞机着陆率
空闲期飞机着陆率~高峰期飞机着陆率
23
起飞所需时间
1~10
3
着陆所需时间
2
2.2输出的形式
控制台下运行，结果输出形式：
时间:
XX:
XXX号起飞飞机进入起飞队列
XXX号起飞飞机开始起飞;
等待时间:
XXmin
……
本日机场运营情况：
跑道的繁忙程度:
XX
着陆飞机总的等待时间:
XXh
着陆飞机平均等待时间:
XXmin
着陆飞机在着陆队列中的平均等待时间:
起飞飞机总的等待时间:
XXh
起飞飞机平均等待时间:
起飞飞机在起飞队列中的平均等待时间:
起飞队列中剩余未起飞飞机数量：
XX
2.3程序所能达到的功能
程序实现了如下的功能：
◆设置机场的工作时间
◆模拟机场的运营
◆模拟机场的高峰期和空闲期
◆计算出机场当天起飞/着陆的飞机数目
◆计算出等待队列（起飞/着陆）的平均长度
◆计算队列的平均等待时间
◆简单表示跑道的繁忙程度
2.4测试数据
第一组数据
第二组数据
第三组数据
9:
8:
17:
24:
15:
11:
3:
15
42
36
40
33
35
10
9
22
17
跑道的繁忙程度
0.755556
0.75
0.750694
12.3333h
15.8167h
66.0333h
17min
8min
11min
3min
5.68333h
18.4333h
139.25h
85min
44min
321min
21min
55min
起飞队列中剩余未起飞飞机数量
61架
148架
531架
3.调试分析
3.1遇到的问题及解决方法
3.1.1问题一
问题：
在模拟结果中只有起飞飞机或着陆飞机。
解决方案：
算法出现问题，重新写主程序。
3.1.1问题二
机场的忙碌情况大于1。
检查后发现，跑道功能工作时间的实现有问题，将代码进行改进。
3.1.1问题三
产生随机数太过规则。
发现是产生随机数的函数位置有问题，进行调整。
3.2技术难点分析
3.2.1难点一
一架飞机完成起飞/着陆花费一般超过一分钟，那么随着时间的累积，该如何来判断对当前飞机的服务结束了呢。
解决办法是给Plane类添加开始工作时间的参数，这样是要判断当前时间与开始工作时间的差值是否已到达起飞/着陆所耗时，即可判断起飞/着陆是否完成。
3.2.2难点二
单单用boolbusy数据记录跑道是否忙碌会出现：
当跑道忙碌时，不能判断跑道上运行的是起飞飞机还是着陆飞机这种情况。
因此，我构造了Busy结构，里面不仅包括对跑道是否忙碌的的记录（boolbusy）还包括对跑道上运行的是否为起飞飞机的记录（is_takeoff）。
这样就可以判断跑道上忙碌时运行的是哪种飞机了。
3.2.3难点三
由于未采用优先队列，故起飞和着陆队列是分别独立的，那么如何联系这两个队列是一大难点。
由于本题我们采用着陆飞机优先的思想。
故在跑道空闲的时候，先判断着陆队列是否为空，不为空就进行飞机着陆，为空则查看起飞队列是否为空，不为空则进行飞机起飞，为空则该时段不进行起飞。
这样就可以不在优先队列中实现着陆飞机优先的思想。
3.3印象最深刻的错误及修正方法
3.3.1问题1
着陆/起飞飞机的在队列中的平均等待时间与实际不符存在矛盾。
解决方法：
查看原先对是否有等待飞机的判断语句为：
if（takeoffq.size（）>
2）
TwaitTime++;
if（landingq.size（）>
LwaitTime++;
这时就遗漏了当队列只有一架飞机但由于跑道此时为忙碌，所以该飞机仍处于等待状态这种情况，故敬爱那个代码修改为：
1||（takeoffq.size（）==1&
&
takeoffq.front（）.startworkTime==-1））
1||（landingq.size（）==1&
landingq.front（）.startworkTime==-1））
更改前运行结果：
修正后运行结果：
3.3.2问题2
一开始的程序没有加入deQueue.h文件，而是直接用了#include<
deque>
，后面加入程序后一直没有调试成功。
调试过程：
有报错框可知，因为程序开始设定的时候用了模版类，因此。
队列类里也需要加入模版函数。
在队列类的函数调用过程中修改了需要用到的函数，确保其运行成功。
完善了队列类
3.3.3问题3
要求机场24:
00结束，但是程序只模拟到21:
23分左右，之后再无飞机产生。
而且之后的几小时内只有起飞飞机，无着陆飞机。
多次模拟，均是类似结果。
首先分析该问题产生的可能原因，由于这种结果的太过规律性，怀疑是产生的随机数的问题，因此对产生随机数的语句进行分析，发现是将srand（（int）time（0））语句放在for循环内造成的，故将srand（（int）time（0））语句放到for循环外面。
4.测试结果
4.1正常运行
4.1.1输入数据正确的情况：
4.1.2输入数据错误的情况：
4.2边界数据测试
输入全部为0
5.后期扩展
1.目前程序只模拟了一个跑道的情况，后期可以使用优先队列管理跑道，实现多跑道的飞机场运营模拟。
2.由于实验要求先处理完着陆队列再处理起飞队列，可能会导致模拟出来的情况与实际不符，期中可能要考虑更多因素，目前的实现上来说还有待提高。
6.源代码
6.1类设计
deQueue.h
#ifndefDEQUEUE
#defineDEQUEUE
#include<
iostream>
usingnamespacestd;
template<
typenameT>
classnode
{
public:
TnodeValue;
node<
T>
*next;
node（）:
next（NULL）
{}
node（constT&
item,node<
*nextNode=NULL）:
nodeValue（item）,next（nextNode）
};
classQueue
Queue（）;
voidpush_back（constT&
item）;
voidpop_front（）;
T&
front（）;
constT&
front（）const;
intsize（）const;
boolempty（）const;
private:
node<
*qfront,*qback;
intcount;
Queue<
:
Queue（）:
qfront（NULL）,qback（NULL）,count（0）
{}
voidQueue<
push_back（constT&
item）
*newNode=newnode<
（item,NULL）;
if（qfront==NULL）{
qfront=newNode;
qback=newNode;
}
else{
qback->
next=newNode;
count++;
}
pop_front（）
if（empty（））//count==0
cout<
<
"
Queuepop_front（）:
emptyqueue"
endl;
*tmp=qfront;
qfront=qfront->
next;
if（qfront==NULL）
qback=NULL;
deletetmp;
count--;
T&
Queue<
front（）
if（empty（））
Queuefront（）:
returnqfront->
nodeValue;
intQueue<
size（）const
returncount;
boolQueue<
empty（）const
returncount==0;
}
#endif
Timer.h
#ifndefTIMER
#defineTIMER
classTimer{
public:
intnow;
//计时器当前时间
Timer（）{}
Timer（intn）{
now=n;
voidspend（）{//计时累加函数
now++;
Plane.h
#ifndefPLANE
#definePLANE
classPlane{
intstartwaitTime;
//开始等待时间
intstartworkTime;
//开始起飞/着陆时间
intworkTime;
//起飞/着陆时间
Plane（）{}
Plane（inta,intb,intc）{
startwaitTime=a;
startworkTime=b;
workTime=c;
Workslot.h
#include<
string>
#ifndefWORKSLOT
#defineWORKSLOT
classWorkslot{
intstartTime;
//该时间段开始时间
intendTime;
//该时间段结束时间
inttakeoffRate;
//起飞频率（每小时起飞数）
intlandingRate;
//着陆频率（每小时着陆数）
Workslot（）{}
Workslot（stringsT,stringeT,inttR,intlR）:
takeoffRate（tR）,landingRate（lR）{
intsmin=0;
intn1=sT.find_first_of（'
'
）;
if（n1==1）smin=（sT[0]-'
0'
）*60;
elseif（n1==2）smin=（（sT[0]-'
）*10+（sT[1]-'
））*60;
elsecout<
InputStartTimeerror!
smin+=（sT[
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