Моделирование работы психиатрической больницы

Основные и вспомогательные функциональные блоки для построения модели "Психиатрическая больница". Цели моделирования, концептуальная и структурная модель системы, расчет ее характеристик. Разработка плана экспериментов для определения необходимых величин.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.10.2013
Размер файла 587,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • 1. Задание
  • 2. Концептуальная модель
  • 3. Основные функциональные блоки для построения модели Психиатрической больницы
  • 4. Вспомогательные функциональные блоки для построения основных функциональных блоков модели Психиатрической Больницы
  • 5. Структурная модель системы
  • 6. Разработка плана экспериментов
  • 7. Расчет характеристик системы
  • Выводы

1. Задание

В среднем за день в палату психиатрической больницы поступает двое больных. Каждый больной проходит тест, результаты которого распределены равномерно на интервале от 30 до 44 баллов. Когда в палате нет мест, больные с оценкой свыше 41 баллов не принимаются на лечение. Всего в палате 25 мест. Больной выписывается из палаты, когда его оценка больше 49 баллов. Оценка больного меняется в течении суток на величину, равномерно распределенную на интервале от - 0.2 до 1.2 балла. Когда потенциальный больной поступает в палату, в которой нет свободных мест, из нее выписывается больной, оценка которого равна или выше 47 баллов. Первоначально в палату помещены 18 больных с оценками от 30 до 40 баллами. Имитация работы палаты больницы в течение 1000 суток., числа досрочно выписанных больных.

Цель моделирования - определить следующее:

1. Среднего времени пребывания в палате больных

2. Загрузки палаты

3. Числа больных, которым отказано в лечении

4. Числа досрочно выписанных больных

2. Концептуальная модель

Рассматриваемая система включает в себя следующие объекты:

1. клиент - человек, обратившийся в больницу с целью поправить свое пошатнувшееся здоровье;

2. Место больного (койка) - больничная койка, где больной проходит курс лечения, отдыхает.

Объект

Атрибуты

Клиент

Факт обращения в больницу - наступление события прихода потенциального больного (приход клиента подчиняется равномерному закону распределения)

Время лечения - время, равное сумме времени прихода в больницу, времени лечения

Оценка больного - результаты прохождения больным теста, по которым судят о состоянии больного

Койка

Признак занятости - отражает тот факт, что данный койка уже занята одним из больных и еще не освобождена им

Число поступивших больных - количество принятых на лечение клиентов

Количество досрочно выписанных больных - количество больных, которых пришлось выписать раньше

Улучшение состояния больного - случайная величина, определяющая изменение оценки больного в результате лечения

Диаграмма связей
Концептуальная модель системы
Библиотека блоков

функциональный блок модель структурная

3. Основные функциональные блоки для построения модели Психиатрической больницы

Наименование: Подсистема формирования потока заявок.

Назначение: Создает (генерирует) поток событий с заданной интенсивностью. Используется для имитации потока клиентов в больницу.

Изображение:

Описание входов: отсутствуют

Описание выходов:

· Единственный выход представляет собой количество клиентов, обратившихся в психиатрическую больницу на текущем шаге интегрирования модели.

Состояния элемента: Элемент может находиться в состоянии индикации события (генерация выходного импульса).

События, на которые реагирует элемент: Элемент не реагирует на внешние события. Единственное внутренне событие, вызывающее его реакцию - наступление времени свершения очередного события (приход клиента).

Алгоритм функционирования: На каждом интервале времени на выход подается импульс о количестве клиентов, обратившихся в больницу.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем:

· Lambda - интенсивность входного потока.

Окно установки параметров:

Наименование: Койка.

Назначение: Предназначен для организации лечения клиентов.

Изображение:

Описание входов:

· Поступающие заявки, то есть импульсы, генерируемые блоком "Формирования заявок".

· Параметры модели, передаваемые от "койки" к "койке" с целью расчета требуемых величин.

Описание выходов:

· Поток заявок после прохождения данной "койки".

· Параметры модели.

Состояния элемента: Элемент находится в стационарном состоянии обработки поступающих заявок (клиентов).

События, на которые реагирует элемент: Элемент реагирует на поступление новой заявки (клиента).

Алгоритм функционирования: На первый вход поступает количество клиентов, обратившихся в больницу на данном шаге интегрирования. Если "койка" свободна, то из потока заявок вычитается один клиент. Иначе поступают если "койка" занята. Очередной клиент проходит тест, его результаты оцениваются и если они больше 41, то клиенту отказывается в лечении, иначе оцениваются результаты лечащегося больного. Если его оценка 47 и выше, то он выписывается из больницы и на его место поступает очередной больной.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем:

· be - наличие больного в палате на начальный момент времени (либо 0, либо 1).

· Start - начальная оценка больного от 30 до 40

Окно установки параметров:

Наименование: Статистика.

Назначение: Вычисляет средние статистические характеристики системы.

Изображение:

Описание входов:

· Отказ в бослуживании.

· Вектор статистики, полученный с первого выхода последнего "койки" в цепочке.

· Поступающие на обслуживание заявки.

Описание выходов:

· Вероятность отказа в обслуживании.

· Среднее количество занятых "коек".

· Среднее время обслуживания клиентов.

· Среднее количество досрочно выписанных больных с каждой "койки".

· Вероятность досрочного освобождения.

· Количество пришедших клиентов.

Состояния элемента: Элемент постоянно находится в одном состоянии - в состоянии вычисления средних статистических характеристик.

События, на которые реагирует элемент: Элемент реагирует на отказ в обслуживании, изменение входного статистического вектора и на изменение потока клиентов.

Алгоритм функционирования: Элемент демультиплексирует входной вектор статистики и вычисляет усредненные характеристики, записанные в элементах этого вектора.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Начальная статистика.

Назначение: Начальный вектор для вычисления статистики.

Изображение:

Описание входов: отсутствуют

Описание выходов:

· Начальный (нулевой) вектор статистики.

Состояния элемента: отсутствуют

События, на которые реагирует элемент: отсутствуют

Алгоритм функционирования: Мультиплексирование нулевых значений в единый вектор.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

4. Вспомогательные функциональные блоки для построения основных функциональных блоков модели Психиатрической Больницы

Наименование: Начальная оценка.

Назначение: Тестирование поступившего больного и анализ результатов.

Изображение:

Описание входов:

· Первый вход - сообщение о поступлении больного.

· Второй вход - занятость "койки"

· Третий вход - решение о принятии больного в палату

Описание выходов:

· Результат тестирования.

Состояния элемента: Элемент находится в состоянии оценки вновь пришедшего больного.

События, на которые реагирует элемент: Приход клиента, освобождение "койки".

Алгоритм функционирования: При обращении клиента в больницу осуществляется его начальная оценка и если "койка" занята и оценка клиента больше 41, то ему отказывается в обслуживании. Если же "койка" свободна или больной досрочно выписан, клиента принимают на лечение.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Лечение больного.

Назначение: Процесс улучшения состояния боьного.

Изображение:

Описание входов:

· Сигнал наличия больного в палате.

· Сигнал принятия нового больного и его оценка.

Описание выходов:

· Результат лечения.

Состояния элемента: Элемент находится в состоянии улучшения оценки больного на протяжении определенного времени.

События, на которые реагирует элемент: При поступлении сигнала наличия больного его оценка изменяется на определенную величину. Второй сигнал сбрасывает накопленное значение оценки и запоминает начальное значение его оценки.

Алгоритм функционирования: Если на лечении находиться больной, то его оценка изменяется на величину, равномерно распределенную на интервале от - 0.2 до 1.2 Если принят новый больной, то запоминается его начальная оценка и начинается лечение.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Выписка.

Назначение: Решение о досрочной выписке больного или его полном выздоровлении.

Изображение:

Описание входов:

· Оценка больного

· Занятость "койки" - наличие больного в палате

· Обращение клиента в больницу

Описание выходов:

· Досрочно выписанный больной

· Больной, прошедший полный курс лечения и полностью здоровый

Состояния элемента: Элемент находится в состоянии анализа оценки больного и принятии решения о его выписке

События, на которые реагирует элемент: Приход нового клиента, изменение оценки лечащегося больного.

Алгоритм функционирования: Если нет новых клиентов, то решается вопрос о том, здоров ли больной. Если его оценка больше 49, то его выписывают как полностью здорового, иначе его оставляют еще. Если обратился новый клиент, то решается вопрос о досрочной выписке больного, если его оценка больше 47.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Время лечения больного.

Назначение: Производит подсчет времени лечения больного в палате.

Изображение:

Описание входов:

· Занятость "койки".

Описание выходов:

· Время лечения.

Состояния элемента: Подсчет времени пребывания больного в палате.

События, на которые реагирует элемент: Сигнал наличия больного в палате.

Алгоритм функционирования: Рассчитывается время нахождения больного в палате.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Среднее количество больных, выписанных досрочно.

Назначение: Вычисление средней величины больны, выписанных досрочно.

Изображение:

Описание входов:

· Сигнал о досрочном освобождении больного из палаты.

Описание выходов:

· Среднее значение входной величины.

Состояния элемента: Расчет средней величины досрочно выписанных больных

События, на которые реагирует элемент: Импульс о досрочной выписке.

Алгоритм функционирования: Суммирование входной величины и ее последующее деление

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем:

· Count - число мест в палате.

Окно установки параметров:

Наименование: Вероятность досрочной выписки.

Назначение: Вычисление вероятности.

Изображение:

Описание входов:

· Досрочно выписанный больной.

· Поток больных, принятых на лечение.

Описание выходов:

· Вероятность.

Состояния элемента: Расчет вероятности

События, на которые реагирует элемент: Импульс досрочного освобождения, принятие нового больного.

Алгоритм функционирования: Суммирование больных, выписанных досрочно, суммирование поступивших больных в палату, расчет вероятности.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Вероятность отказа в обслуживании.

Назначение: Вычисление вероятности.

Изображение:

Описание входов:

· Отказ в обслуживании.

· Поток заявок.

Описание выходов:

· Вероятность отказа.

Состояния элемента: Расчет вероятности

События, на которые реагирует элемент: отказ больному в обслуживании, поток заявок.

Алгоритм функционирования: Производит накапливание отказанных больных и сравнение с потоком заявок.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

Наименование: Средняя занятость палаты.

Назначение: Расчет среднего количества занятых "коек".

Изображение:

Описание входов:

· Время работы.

Описание выходов:

· Занятость палаты.

Состояния элемента: Расчет занятости

События, на которые реагирует элемент: время работы.

Алгоритм функционирования: Подсчет времени работы палаты и его отношение к общему времени имитации работы модели.

Блок-схема модели:

Параметры, устанавливаемые пользователем: отсутствуют

Окно установки параметров:

5. Структурная модель системы

Блок-схема модели
Блок-схема подсистемы палата
Описание модели
Модель работы Психиатрической больницы состоит из "Потока заявок" и "Палаты", которая состоит из 25 "коек". Сигналы, символизирующие клиентов, поступают в "палату". Далее они поступают к "койкам". Если "койка" занята, то она передает следующей в цепочке "койке" то же значение количества заявок, что принял сам. В противном случае (когда "койка" свободна), "койка" вычитает (принимает на лечение, иначе говоря, начинает обслуживать) из потока заявок одного клиента и переходит в состояние "занята". Таким образом поток заявок проходит все "койки". Если в нем остались клиенты, значит им отказано в обслуживании. Второй вход это параметры системы, которые передаются от одной "койки" к другой в течении всей работы модели. От последней "койки" в палате параметры передаются в подсистему "Статистической обработки".

6. Разработка плана экспериментов

Для получения интегральных характеристик системы (см. Задание), принимая во внимание широкое использование случайных величин, необходимо провести целый ряд экспериментов (имитационных прогонов) и усреднение результатов при параметрах модели, указанных в задании.

При проведении экспериментов будут установлены следующие параметры:

Время интегрирования (мин)

1000

Метод интегрирования

Discrete (no continuous states)

Шаг интегрирования

Fixed-step; size - 1

Интенсивность потока клиентов

2

Число мест в палате

25

Количество больных в палате на начальный момент времени

18

Начальная оценка больного

30 - 40

Изменение оценки больного

-0.2 - 1.2

В ходе имитации будут определены следующие измеряемые величины:

1. Среднего времени пребывания в палате больных

2. Загрузки палаты

3. Вероятность отказа в лечении

4. Числа досрочно выписанных больных

5. Вероятность досрочного освобождения

6. Число пришедших больных

Результаты имитационных экспериментов

№ п/п

Средняя занятость палаты

Среднее время пребывания в палате

Вероятность отказа

Вероятность досрочной

выписки

Число досрочно выписанных

Число пришедших клиентов

1

23.22

22.52

0.4797

0.9517

40.16

2016

2

23.43

22.89

0.4937

0.9702

40.4

2056

3

23.31

22.77

0.4695

0.9493

39.68

1970

4

23.27

22.88

0.4715

0.9394

39.04

1966

5

23.39

22.57

0.4677

0.945

39.88

1982

7. Расчет характеристик системы

Графики процессов

Вероятность отказа в обслуживании

Средняя занятость Время обслуживания

Выводы

В ходе курсовой работы была проанализирована и смоделирована в среде simulink работа психиатрической больницы. Были изучены и применены на практике приемы работы со средой моделирования и с программным комплексом Mat LAB в целом. Так же были рассчитаны заданные параметры системы.

Полученные результаты показывают, что около половины обратившихся в больницу клиентов было отказано в лечении, вероятность быть выписанным досрочно практически 1. Занятость палаты очень большая. Руководству больницы следует принять меры к расширению больницы, привлечению нового персонала.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основные функциональные блоки для построения модели мастерской по ремонту машин. Описание входов и выходов. Экспоненциальное и эрланговское распределение. Вычисление среднего значения входной величины. Структурная модель системы, план экспериментов.

    контрольная работа [412,5 K], добавлен 28.10.2013

  • Применение приемов работы со средой моделирования и с программным комплексом Mat LAB. Особенности моделирования работы системы автогрузовых перевозок. Разработка библиотеки функциональных блоков. Структурная модель системы, расчет ее характеристик.

    контрольная работа [561,9 K], добавлен 28.10.2013

  • Концептуальные разработки моделируемой системы, основные требования к ней. Разработка библиотеки функциональных блоков. Структурная модель системы. Результаты имитационных экспериментов. Расчет характеристик системы и графики происходящих процессов.

    контрольная работа [390,8 K], добавлен 28.10.2013

  • Концептуальная модель процесса обслуживания покупателей в магазине. Описание системы моделирования GPSS. Разработка моделирующей программы на специализированном языке имитационного моделирования в среде AnyLogic. Результаты вычислительных экспериментов.

    курсовая работа [906,9 K], добавлен 12.07.2012

  • Описание моделируемой системы. Структурная схема модели системы. Q-схема системы и её описание. Математическая модель и укрупнённая схема моделирующего алгоритма. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик.

    курсовая работа [46,7 K], добавлен 02.07.2011

  • Ознакомление с правилами построения имитационной модели заданной системы. Рассмотрение моделирования системы и проведения серии экспериментов. Определение количества мест для телевизоров на стеллажах на станции технического контроля и на участке наладки.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.07.2014

  • Концептуальная схема системы пополнения цехового склада деталей, разработка программы GPSS-модели и цифровых экспериментов. Тестирование программы, описывающей систему пополнения склада деталей, для различных параметров зерна ГСЧ и времени моделирования.

    курсовая работа [521,9 K], добавлен 01.10.2012

  • Структурная схема модели системы, временная диаграмма, блок-схема моделирующего алгоритма, математическая модель, описание машинной программы решения задачи, результаты моделирования. Сравнение имитационного моделирования и аналитического расчета.

    курсовая работа [209,7 K], добавлен 28.06.2011

  • Программное средство системного моделирования. Структурная схема модели системы, временная диаграмма и ее описание. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик. Описание машинной программы решения задачи.

    курсовая работа [146,5 K], добавлен 28.06.2011

  • Основные концепции построения реляционных СУБД, базовые принципы проектирования данных. Базы данных: способы представления и модели. Цели построения инфологического моделирования. Разработка структуры программы. Даталогическая модель, разработка процедур.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 11.07.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.