Tài liệu Xây dựng chương trình mô phỏng hệ thống chia chọn thư tự động (quyển 2A) doc

Các từ viết tắt Tir viet tit — Tiếng Anh Tiếng Việt BCG Business Components Bộ thư viện mở rộng MEC++ hỗ trợ đồ Gallery hoạ và rất nhiều tính năng khác CFC .Culler, Facer and Cancelle

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG

HOÁ TIÊN TIẾN ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

BƯU CHÍNH Ở VIỆT NAM

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Nguyễn Minh Dân

Muc luc

1 Tổng quan - "- ¬— "—- seeessee Ï

1.1 — Giới thiệu SH H99 1n vn t0 đt tt gà rà ưe 1

1.2 _ Phương pháp mô phỏng và áp dụng trong hệ thống chia chọn thư !

1.2.1 Phuong phap m6 phOng.evscsscsscsscsesvsssseeesssessevastaviesnsssesesstneee 1

1.2.2 Khái quát ứng dụng mô phỏng trong công tác Bưu chính 3

1.2.3 Giới hạn bài toán mô phỏng hệ thống chia chọn thư tự động 4 1.2.4 Kết hợp giữa mô phỏng và mô tả animation - c:-ccvecsrccee 5 1.3 Tìm hiểu một số phần mềm mô phỏng chia chọn bưu phẩm trên thế giới 6

13.1 Nghién citu cdc phan m&m veccccccsscsessecssssscseeranseesesestsenseseensisesenaneeeees 6

13.2 Lựa chọn kiến trúc thích UP 8

14 Quy trình chia chọn thư tự động ác chà nh ng 1e 9

2 Mô hình hoá các thực thể mô phông - -5-scssccessereescrsssrre 11

2.1 MG hinh hod hé thong cceccsssesssssessscsssecsseesseessscssssessvesseesstscessssvecssucesseessavess ll 2.1.1 Mé hinh m6 phong tong quat cccescsccessescesecesseessetesssessssesssstessseeeen 12

2.1.3 _ Mô hình tiến trình - series 14 2.2 Xây dựng mô hình lưu lượng thƯ ¿25 c1 11p xrpke 15

2.2.1 Tiến trình lưu lượng thư eccece Hee 15

2.2.2 Khảo sát số liệu lưu lượng thư của VP ccceoeccee seo 16

2.2.3 Phat triển mô hình lưu lượng -. ©22Lxececckeerrrrrkeerirrrkecree l6

2.2.4 Phát sinh các gid tr) ngdu MhiGn .eeeccescsseesseseccnsecensesssveessmesssneesses 16

2.3 Mô hình hoá thư và mã bưu chính - - set 20 2.3.1 Tiến trình thư eeeeeerrieerrerrrreresceeeo, 20 2.3.2 Cấu trúc mô hình thư và các mã ceeccrrnirrrirrrrrrrree 20

2.4 Mô hình hoá thiết bị và các modul chức năng eerrrrreeeennnrrnerrriee 22

2.4.1 Bộ nạp thư (Feeder) ch HH 11 re 22

24.2 BO Loc (Culler) cesccssscscsssssnsesensessenssvssrsnseeeees ¬ 23

V_ SN: 182 na "— 23

2.44 Bộ xoá tem (Canrceller) kh HH HH nh chi Hi niên 24 2.4.5 Bộ đọc mã vạch (Code Reader) - cu HH HH ng ưưn 24 2.4.6 Bộ quét ảnh (Scann€r) «ch HH HH0 tt re, 24

2.4.7 Bộ nhận dạng chữ viết tay OCR các n2terrrerrrre 25

2.4.8 Máy in mã vạch (PFinf€r) - SH TH HH ng ng Hà tr 26

2.4.9 Trạm gõ mã Buu chinh (Video Coding Terminal/Desk - VCT) 26

24.10 BG chia thu ccc ố e 4 27

3 Phát triển phần mềm mô phỏng Ô 28

3.2.3 Modul giao tiếp CGI (Common Gateway Ïnterface) -ccc 31

3.3 Phát triển thanh phan MASSIM sccsccsseesseccccssesssessessessessssessesssessesssesessesens 31

3.3.1 Phát triển modul mô phỏng trung tM .cccccecssecseececssesseeesessateesees ee ST 3.3.2 Phát triển các modul tương ứng với các mô hình chức năng 32

3.3.3 Phát triển modul thống kê, báo cáo ccenierirrrrirrrrro 32 3.4 _ Phát triển thành phần MASAM - cv HH neo 32

3.4.1 Phương pháp luận ¬" LÔ 32

3.4.2 Mô hình khung lập trình - -s 55s cteccxierxrrttrrerteeerrkrekree 33 3.4.3 Phát triển MASAM ve, nang 33 3.5 Tích hợp và đóng gói sản phẩm 2-s5sccseEzvErrrtrrrrrtrrrkrrrrerrrree 34

3.6 Mô tả một số tính năng của phần mềm .- HH TH Hi, 35

3.6.1 Chế độ hoạt động .++2cx 2n t2 222221 11x11 11Acxerrreree 35

3.6.3 Mô tả công nghệ và quy trình khai thắc tennis 4I

3.6.4 Mô phỏng thiết bị COSMOS 05 0.10 tre 42

3.6.5 Chương trình hỗ trợ đánh mã Bưu chính ¬ .43

Tài liệu tham khảo <5 HH TH H4 4 h0 001014 ke se 45

-Hỉ-Danh sach cac hinh vé

Hinh 1

1 : Quy trình mô phỏng hệ thống chia chon thir Saseneves 4

| Kién trite phan mm ccscsssscsssessecssesssseccssessssscsssesssssessssecessesssseessagecssenseesetss 8 : Kién trac thành phân MASSIM S5 v22 te Hee 9

: Sơ đồ đòng sản phẩm trong trung tâm chia chọn sec 10

: Mô hình mô phỏng tổng quát 2-25-cSZccxxerErxerrrrrrrtrkrrisrrrecrre 12

: Thiét lập tham số cầu hình trên Web trong chế độ Web 37

: Sơ đồ thiết bị ,, HH Heo 37

: Kết quả thống kê trong chế độ PC Am 38

: Kết quả thống kê trên giao diện của MASAM trong chế độ Web 38

: Kết quả thống kê trên Web trong chế độ Web _ 39 : Mô tả hoạt động của modul nạp thư eo 42

: Mô phỏng thiết bị COSMOS HH1 erxrerreereee 43

-IV-Hình 3 100: Chương trình đánh mã

Các từ viết tắt

Tir viet tit — Tiếng Anh Tiếng Việt

BCG Business Components Bộ thư viện mở rộng MEC++ hỗ trợ đồ

Gallery hoạ và rất nhiều tính năng khác CFC Culler, Facer and Canceller Lọc, Lật mặt và Xoá tem

CLS Compact Letter Sorting Chia chọn thư kích thước nhỏ

DES Discrete Event Simulation Mô phỏng sự kiện rời rạc

FEL Future Event List Đanh sách sự kiện tương lai

FIFO First In First Out Hình thức quản lí hàng đợi: phan tử

đến trước thì được xử lí trước

ISS Image Server System Hệ thông lưu tro hinh ảnh quét thư

MASAM Mail Sortation AniMation Phần mềm mô tả chia chọn thư

Client và phần mềm MASSIM đặt tại

Server

MASSIM MAil Sortation SIMulation Phần mềm mô phỏng chia chọn thư

OCR Optical Character Nhận dạng chữ viết (viết tay hoc in)

Recognition

DML Unifñed Modeling Language Ngôn ngữ mô tả phần mềm sử dụng

trong phân tích thiết kế

VCD Video Coding Desk Bàn gõ mã Bưu chỉnh

VCS Video Coding System Hệ thống quản lý hình ảnh

VCT Video Coding Terminal Các máy trạm theo dõi

VPS Video Processing System Hệ thống xử lý video

cấu trúc phức tạp Để nghiên cứu ứng dụng, cần thiết phải có một phương pháp để tái

hiện các nguyên lý, vận hành động của hệ thống cũng như có thế nghiên cứu các thông

số kỹ thuật trong thiết kế Một trong những phương pháp nghiên cứu chỉ tiết hệ thông

hiện đang được đánh giá rất cao là thông qua mô phóng hệ thống Với phương pháp này, ta có thể tìm hiểu cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của một máy thực thông qua

việc vận hành mô hình hệ thống trên máy tính Ưu điểm nổi bật của mô phỏng trong

nghiên cứu là trực quan với chỉ phí thấp và rất an toàn, không cần phải chế tạo thử

nghiệm hệ thống thực

Báo cáo này trình bày về phương pháp mô phỏng sử dụng trong hệ thống chia chọn thư

tự động cũng như việc phát triển phần mềm mô phỏng dựa trên các phương pháp luận trên Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn Phòng Kỹ thuật Tin học, Phòng Kế toán

Công ty VPS đã rất nhiệt tình hỗ trợ việc tìm hiểu thiết bị và tài liệu kỹ thuật liên quan

đến COSMOS, và khảo sát số liệu lưu lượng thư

1.2 Phương pháp mô phỏng và áp dụng trong hệ thống chia chọn thư 1.2.1 Phương pháp mô phỏng

Mô phỏng là sự bắt chước hoạt động của một tiến trình hay hệ thông vật lp theo thời gian Hệ mô phỏng tạo ra chuỗi hành vi nhân tạo của hệ thống, và dựa vào kết quả mô ; phỏng dé rút ra các kết luận có liên quan đến các đặc tính hoạt động của hệ thống thực

-1-Trong mô phỏng thì cơ chế tiến triển thời gian chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng, bởi

vì hành vi hệ thống được nghiên cứu chỉ có thể được bộc lộ qua sự biến đổi của mô hình theo chiều tăng tiến của thời gian Dưới góc độ này, tồn tại hai cơ chế, một cơ chế

thể hiện biến đổi liên tục của các tham số và tác động qua lại giữa các tham số đó gọi

là mô phỏng /hời gian lién tuc (continuous time) Dạng mô phỏng này tiến triển theo từng bước thời gian nhỏ Dạng thứ hai tiến triển thời gian theo sự kiện gọi là mô phỏng

sw kién roi rac (Discrete Event Simulation hay DES) Dang mé phong nay đựa trên các

sự kiện phát sinh trong hệ thống và cập nhật thời gian mô phỏng theo dấu thời gian ghi

ở mỗi sự kiện mới nhất

’

e M6 phong thoi gian liên tục: Dạng liên tục thích hợp với những bài toán trong

đó các tham số hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian

e Mô phỏng sự kiện rời rạc:Dạng mô phỏng sự kiện rời rạc thích hợp với những

hệ thống rời rạc, chẳng hạn như mạng viễn thông hoặc các mô hình hàng đợi Vận đề xét xem là nên đùng mô hình liên tục hay rời rạc tuỳ thuộc vào từng hệ thống

và mục tiêu nghiên cứu Ví đụ mô hình dòng lưu lượng trên xa lộ có thể được coi là rời

rạc nếu như các đặc tính và chuyển động của từng xe riêng biệt được coi là quan trọng

Ngược lại, nếu như chúng ta chỉ quan tâm đến lưu lượng xe thì hệ phương trình vị phân hoặc mô hình Hên tục lại được sử dụng

Mô tả, mô phỏng và giả lập

Trên thực tế tồn tại các cách hiểu về mô phỏng khác nhau, dựa trên tính chất sử dụng

của mô phỏng Về cơ bản có thể hiểu trên 3 khía cạnh khác nhau của mô phỏng:

© M6 ta (animation): hiển thị các quá trình và kết quả mô phỏng động (online hay offline) qua các giao điện người sử dụng GUI mà không quan tâm nhiều đến sự

biến đổi động của không gian trạng thái

© Mô phỏng (simulation): hành vi của hệ thống được bắt chước hoàn toàn, không gian trạng thái được nghiên cứu đầy đủ Hầu hết các phần mềm mô phỏng đều

thuộc dạng này

° Gid lập (emulation): mô phỏng có thé trở thành một bộ phận của hệ thống thực

với các tính năng của hệ thống thực Thông thường phần mềm giả lập giao tiếp -

-2-với phần cứng Các máy phát cuộc gọi, phát xung kết nối -2-với hệ thống Điện tử

Viễn thông thuộc dạng này,

1.2.2 Khái quát ứng dụng mô phống trong công tác Bưu chính

Bưu chính là một ứng dụng quan trọng bậc nhất của ngành hậu cần (logistics) - một

trong những miễn áp dụng nhiều nhất của công nghệ mô phỏng (cùng với Quân sự,

Viễn thông và Chế tạo máy và vật liệu) Mô phỏng chia chọn thư là một bộ phận trong

hệ thống mô phỏng mạng lưới Bưu chính, thể hiện ở 3 cấp:

«_ Câu cơ sở hạ tầng: bao gồm mô phỏng mạng lưới phân phối Bưu chính (gồm

các trung tâm chia chọn và mạng giao thông vận tải), các đòng lưu chuyển hàng hoá quốc gia,

s_ Cấp trưng tâm chia chọn: thiết kế chỉ tiết trung tâm chia chọn, kiểm tra công

suất thiết kế của trung (âm, tối ưu hoá vận hành, tối ưu hoá dòng thư đến,

© - Cấp dòng sản phẩm: phân tích hệ thống chia chọn, phân tích thiết bị chia chọn,

tối ưu hoá lịch trình chia chọn và dòng lưu chuyển bưu phẩm, lập kết hoạch vận hành nhà máy

Cũng như các miền ứng dụng khác của mô phỏng, mô phỏng chia chọn thư thường

được sử dụng khi phân tích, thiết kế và đánh giá thiết kế mạng lưới phân phối bưu

phẩm, và các trung tâm chia chọn mới, hoặc khi lựa chọn các phương án cải tiến hệ thống cũ Quy trình áp dụng mô phỏng trong công tác chia chọn cũng tương tự như quy trình chung của mô phỏng, thể hiện ở Hình I 1

j Kiến thức L2

lỆ về hệ

- Thống kê và định cỡ

Các tham số mô phỏng

Hình 1 1: Quy trình mô phông hệ thống chia chọn thư

1.2.3 Giới hạn bài toán mô phỏng hệ thống chia chọn thư tự động

Thực tế hệ thống chia chọn bưu phẩm tự động là một bài toán phức tạp, xét trên mọi góc độ Ở đây với mục đích thiên về tìm hiểu quy trình vận hành của trung tâm chia chọn và nguyên tắc hoạt động của thiết bị, chúng tôi giới hạn bài toán ở mức độ chia

chọn thư (không xét đến bưu phẩm kích thước lớn và bưu kiện), với mức chỉ tiết đến

sự vận hành mang tính nguyên tắc của các module của thiết bị Đơn vị lưu chuyển nhỏ nhất là thư, với các thuộc tính thông thường như địa chỉ gửi, loại tem, với kích thước,

độ cứng và khối lượng cho phép

Mạng Bưu chính được mô phỏng và mô tả trực tiếp là mạng cấp I, trong đó có ví dụ cụ thể về thiết bị COSMOS đang được sử dụng tại Công ty VPS

Cũng với mục đích đó, chúng tôi phối hợp hai hình thức là mô phỏng (simulation) va

mô tả (animation) Ngược lại không có hình thức giả ấp (emulation) théng thường sử dụng để thiết kế chỉ tiết các module trong hệ thống máy

1.2.4 Kết hợp giữa mô phỏng và mô tả animation

Cách tiếp cận phổ biến trong việc kết hợp giữa mô phỏng và mô tả animation là phân

tách chức năng của chúng thành hai khối riêng biệt, trong đó mô phỏng thể hiện sự vận

hành của hệ thông còn animation chỉ là hiển thị một số khía cạnh đó ra giao diện GUL

Giao tiếp giữa hai bộ phận tuỳ thuộc vào kiến trúc phần mềm và phương pháp chạy

animation

Trong quá trình animation, có hai loại thông tin cần được hiển thị: một là mồ hình tĩnh của hệ thông, và hai là các quá trình xảy ra trong hệ thông theo thời gian

Thông thường có hai phương pháp chạy animation, một là øØ?ire (hay post-process) và

hai là rực tiếp (hay online) ˆ

e Chế độ offline là chạy animation tái hiện lại mô phỏng sau khi thực hiện mô phỏng xong Bản thân mô phỏng được chạy ân đi, dưới hình thức khác

e Chế độ trực tiếp cho phép đồng thời xảy ra mô phỏng, vả quá trình quan trắc mô phỏng đó ra giao diện GUI Điều này có thể được thực hiện thông qua cách gọi

hàm hiển thị

Một vấn đề kỹ thuật trong việc thể hiện quá trình động trên giao diện GUI là việc đồng

bộ quá trình đồng hồ mô phỏng và đồng hồ của hệ điều hảnh Trong mô phỏng, có hai

loại thời gian cần được phân biệt rõ ràng:

e Thời gian áo của mô phỏng: thời gian được mô tả thông qua một giá trị thực,

luôn tăng, và là thời gian mô tả lại thời gian thực tế khi hệ thống vận hành Thời

gian ảo này phụ thuộc hoàn toàn vào việc thiết kế hệ thống, không lệ thuộc vào việc mô hình hoá và lập trình

©_ Thời gian chạy của chương trình mô phỏng: phụ thuộc vào tốc độ chạy của phần mềm trên nền máy tính cho trước

Đối với người sử dụng trong chế độ animation, vẫn để làm sao đem lại cảm giác thực

cho cả hai loại thời gian, nghĩa là thời gian chạy của chương trình luôn gần sát với thời

gian ảo của mô phỏng Việc này có thể được thực hiện thông qua việc điều khiển một đồng hà thực, và định kì kiểm tra với thời gian ảo Tuy nhiên, đối với hệ điều hành thời

gian phi thực như Windows thì công việc này không đơn giản do trên thực tế Windows

-5-không thể xử lý tốt trong khoảng thời gian nhỏ hơn 100ms, trong khi rất nhiều tiến

trình vật lý có thời gian ngắn hơn giá trị này nhiều

14 Tìm hiểu một số phần mềm mô phỏng chia chon bưu phẩm trên

thế giới

1.3.1 Nghiên cứu các phần mềm

Nhìn chung các phần mềm mô phỏng hệ thống chia chọn bưu phẩm hiện nay đều nhằm giải quyết các bài toán cụ thể, rất ít có các phần mềm mang tính tổng quát bởi vì đặc

thù của mỗi nước và khu vực mỗi khác Dưới đây trình bày ba ví dụ đại diện:

o_ Dạng phần mềm thương mại đa mục đích cung cấp giải pháp mô phòng cho

hệ thống Bưu chính của hãng PwC

o Phan mém ứng dụng với mục đích cụ thể của Cục Bưu chính Mỹ (USPS)

nhằm nghiên cứu thiết kế mới và tối ưu hoá dòng lưu lượng, nhân lực, thiết

bị

o_ Phần mềm nghiên cứu nhằm kiểm tra thiết kế logic của hệ thống điều khiển chia chọn

Hệ thống mô phỏng của hãng PricewaterhouseCoopers (PwC)

Hệ thống của PwC bao gồm hai bộ mô phỏng chính: mô phỏng cơ sở hạ tầng chiến luge SIS (Strategic Infrastructure Simulator) va mé phỏng nhà mdy/thiét bị và dòng sản phẩm

«_ Mô phòng cơ sở hạ tầng: PwC sử dụng mô hình mạng BỪu chính sự kiện rời rac DES (Discrete Event Simulation) , Hé thống được sử dụng rất thành công ở Canada

và Na uy

¢ M6 phong nha mdy/thiét bi và dòng sản phẩm: đây là mức mô phòng khá chỉ tiết,

hỗ trợ các tính năng sau: Phát triển các bản vẽ, xác định dung lượng, cải tiến quá

trình điều khiển sản xuất và năng suất, xác định nhân lực và công suất, phân tích phân bố hm lượng thư đến và đi, tối ưu hoá, xác định các vùng chia chọn ưu tiên

Hệ thống tối ưu hoá dòng lưu lượng bưu phẩm của USPS

Bài toán được nghiên cứu bởi Cục Bưu chính Mỹ là nhằm đạt được hai mục đích (trình bày ở hội nghị INNFORMS tại Philadelphia 1999):

o_ Thay đổi về cơ bản mô hình giá cho các trung tâm Bưu chính

o_ Giảm thiểu các vận hành đòi hỏi con người, tăng tối đa tính tự động hoá

Cấu trúc phần mềm mô phỏng của USPS bao gồm các thành phần:

o_ Giao diện người sử dụng: tích hợp với Excel, nhằm nhập số liệu đầu vào và

truy xuất số liệu và báo cáo ở đầu ra :

=_ Số liệu đầu vào: bao gồm tốc độ của máy móc, tốc độ băng chuyên, thống kê về lưu lượng thư, lịch trình sử dụng nhân lực, tỉ lệ phần trăm thư được xử lý, thời gian trung bình trước sai hỏng, thời gian sửa chữa

« Số liệu đầu ra: các báo cáo vẻ độ tin cậy, báo cáo tóm tắt, báo cáo đến từng hệ thống và các đồ thị, bảng biểu hoặc file nhật ký

o_ Mô hình hệ thông cần mô phỏng: bao gồm hệ thống bộ đệm tích hợp IBS

(Integrated Buffer System), thiết bị xử lý thư LPE (Letter Processing Equipment), thiết bị xử lý bưu phẩm mỏng FPE (Flat Processing Equipment) vv

o_ Cơ sở đữ liệu số liệu câu hình của các hệ thống và thiết bị; thông tin vận hành; số liệu lịch trình vận hành; và phân bố lưu lượng thư

Phần mềm nghiên cứu về thiết bị chia chọn

Một phần mềm nghiên cứu được trình bay trong tải liệu [19] sử dụng mạng Perri phân

cấp và tô màu nhằm mô hình hoá và kiểm tra thiết kế các giao thức truyền thông giữa

các bộ phận trong hệ thông chia chọn Các bộ phận được mô hình hoá bao gồm các

thiết bị vật lý, các thiết bị và giao thức điều khiển, bộ đệm, vv.

1.3.2 Lựa chọn kiến trúc thích hợp

Kiến trúc chung

Dựa trên việc tìm hiểu các phần mềm mô phỏng chia chọn bưu phẩm trên thế giới, và

để đáp ứng mục tiêu đã đặt ra, thì kiến trúc thích hợp của phần mềm cần bao gồm cả

tính năng mô tả (animation) và mô phỏng (simulation) Tính năng giả lập (emulation) như đã trình bày, vượt quá phạm vi nghiên cứu ở đây, vì thé không được bao hàm trong kiên trúc của phân mêm

Như vậy trung tâm phần mềm cấu thành bởi hai bộ phận chính là modul mô phỏng MASSIM (Mail Sortation SIMulation) và modul mô tả MASAM (Mail Sortation AniMation) Giao tiếp giữa hai modul này là thông qua Web Server nhăm tạo ra sự linh hoạt giữa chúng

Theo Garrido [4], một phần mềm mô phỏng thông thường bao gồm ba mức:

1 Chương trình điều khiển mô phỏng

Chương trình

điều khiển mô

Nền máy tinh (CPU, RAM, Bus, Network)

Hinh 1 3: Kiến trúc thành phần MASSÌM

Đây là hình thức kiến trúc phân mức, hoặc phân bậc (hay lớp) được ứng dụng rộng rãi trong các khung chương trình mô phỏng như SSF [15], PDNS, TeD [17] , DaSSF [16],

ATM-TN, GloMoSim

1.4 Quy trình chia chọn thư tự động

Sơ đồ đòng sản phẩm tại trung tâm chia chọn được thể hiện trên Hình 1 4: Sơ đồ dòng sản phẩm trong trung tam chia chon Buu phẩm nhận được từ các bưu cục được

chuyển đến CFC Tại CFC, bưu phẩm được lọc, lật mặt và xoá tem Nếu bưu phẩm

được phân loại theo một cách nào đó thì chúng có thể được chia theo từng loại Ví dụ, thư loại thường có tem màu đỏ, thư nhanh có tem vàng, thư bảo đảm có tem là bar code

thì chúng sẽ được phân chia tại CFC

Thông thường, các loại thư đặc biệt như thư nhanh hay thư bảo đảm sẽ được chia tay

Thư loại thường được đưa đến hệ thống OCR/VCS sau khi được lật mặt và xoá tem

Thư loại thường được đưa đến hệ thông OCR/VCS để lập mã và thực hiện sơ loại Mã

bưu chính trên phong bì được nhận biết bởi OCR và mã vạch sẽ được in trên phong bì

Những bưu phẩm không được nhận biết bởi OCR sẽ được chuyên đến VCS và được đọc bởi con người

Thư sau khi đã được đọc sẽ chuyển đến hệ thống các ngăn chia

Bưu phẩm sau khi được nhận dạng và đọc địa chỉ được chuyển đến LSM để chia vào các thùng hoặc các ngăn xếp theo thông tin trên mã vạch in trên phong bì

Các bưu phẩm sau khi được chia sẽ được đóng gói vào các túi hoặc khay để chuyển thư

THU NHAN

Thye chat cha viéc mé phong, nhu da trinh bay ¢ Chuong 1, 14 nằmn xung quanh viéc

mô hình hoa (modling) hé thống thực bằng một hình thức toán học và lập trình và thực

hiện các vân hành (simulation) trén mé hinh toán học trừu tượng đó Chương này trình

bày các mô hình diễn giải trên máy tính trơng ứng với các modul vật lý và điều khiển

trinh bày ở Chương 2

2.1 Mô hình hoá hệ thống

Đặc trưng lớn nhất của hệ thống chia chọn thư tự động nếu xét ở mức hệ thống là có

đơn vị lưu lượng là rời rạc (là các bưu phẩm) Vì thế một cách tự nhiên chúng tôi lựa

chọn công nghệ mô phỏng sự kiện rời rạc DES Hiện nay (2003), tồn tại 3 cách thực thi phương pháp luận này [4]:

1 Quét các hoạt động: một chuỗi hoạt động xảy ra sau khi hệ thống thay đổi trạng thái, nếu một số điều kiện được thoả mãn Hệ thống sẽ tiến triển theo từng sự

kiện, và tại đó các tập các điều kiện sẽ được kiểm tra để có thể quyết định khởi

động một chuỗi hoạt động đang trong trạng thái chờ đợi hay không

2 Lập lịch trình sự kiện: đây là phương pháp cơ bản, mỗi sự kiện là một khối cơ

sở của chương trình mô phỏng Nó bao gồm các hàm tương ứng với mỗi loại sự

kiện để giải quyết sự kiện Mỗi hàm có thể bao gồm một tập hoặc một chuỗi các

hoạt động theo sau các thay đổi trạng thái của hệ thống

3 Tương tác tiến trình: bành vi của hệ thông được thể hiện qua một tập các tiến trình tương tác nhau Tiến trình là một tập các cấu trúc đữ liệu cộng thêm một chuỗi các hoạt động thực hiện bởi một thực thể trong vòng đời của nó trong hệ

-ll-Do tính chất của hệ thống chia chọn thư và việc lập lịch trình hoạt động trong trung tâm chia chọn, phương pháp tương tác tiến trình sẽ được sử dụng Toàn bộ hệ thống

Hình 2 1: Mô hình mô phỏng tổng quát

Mô hình mô phỏng thích hợp trong bài toán lập lịch trình chia chọn thư có thể được khái quát hoá như trên Hình 2 1 Về cơ bản, trưng tâm của mô hình là các tiến trình (Process), lần lượt xử lí các đơn vị lưu lượng (FlowUnit) được lưu trữ trong các hàng đợi (FIFOQueue) Các đơn vị lưu lượng được phát sinh nhờ bộ nguồn (Source), và sau

khi được xử lí, sẽ được thu gom vào bộ đích (Sink) Trung tâm điều khiển các tiến trình

là bộ lập lịch trình (Scheduler), hoạt động nhờ vào việc tiếp thu và thực hiện các lệnh

theo chỉ dẫn ghi trong mỗi sự kiện (Event) phát sinh trong hệ thống Bộ lập lịch trình

có nhiệm vụ sắp lịch các sự kiện đăng kí theo dấu thời gian ghị ở mỗi sự kiện và kích

hoạt các sự kiện kế tiếp sau khi thực hiện xong lệnh của một sự kiện sớm nhất

2.1.2 Mô hình hàng đợi

Về cơ bản, thực chất của rất nhiều hệ thống (trong đó có hệ thống chia chọn thư) có thể

được mô hình hoá đơn giận bằng các mô hình bàng đợi (apeue) và người phục vụ (server), mà trong đó các đơn vị lưu lượng (ở đây là thư) đến xếp hàng chờ server xử lí

-12-Chẳng hạn trong hệ thống chia chọn các hàng đợi bao gồm, hàng đợi thư đến tại bộ nạp, thư đi tại các đầu ra của các stacker, và hàng đợi của các hình ảnh lưu trữ trong

khối 6 điểm đầu Nó chỉ có nhiệm vụ lưu trữ tạm thời các đơn vị, và vì thế được gọi là

thực thể “thụ động” Thông thường đầu ra của hàng đợi này là đầu vào của hàng đợi

kia, và một server có thể là cung cấp đầu ra cho nhiều hàng đợi khác nhau (Server A) Chẳng hạn module lọc trong thiết bị chia chọn sẽ phân loại bưu phẩm thành dạng thư,

bưu phẩm cỡ nhỏ và bưu phẩm cỡ lớn Mỗi loại bưu phẩm sẽ được đưa vào một hàng đợi chờ xử lí riêng Ngược lại, nhiều hàng đợi có thể là đầu vào cho một server (Server C) Ví dụ bưu phẩm sau khi chia chọn sẽ được đưa đến các điểm thu gom để phân phát

đến địa chỉ thích hợp, mặc dù bưu phẩm đến từ các hàng đợi của các loại bưu phẩm

riêng biệt (nhỏ và lớn)

Thông thường các hàng đợi bao giờ cũng có các hình thức ưu tiên, chẳng hạn theo thời gian, hoặc các giá trị ưu tiên tuỳ thuộc vào tính chất quan trọng của đơn vị lưu lượng đang xét Trong mô hình hàng đợi thư thì hình thức này rất đơn giản, tuân theo quy luật

FIFO, nghĩa là thư nào đến trước thì được xử lý trước

Đối với các hàng đợi thường có một giá trị cực đại cho số lượng đơn vị xếp hàng, nếu

quá số lượng cho phép, một số các đơn vị sẽ bị loại trừ khỏi hàng Việc loại trừ tuỳ

-13-thuộc vào cơ chế cụ thể của từng bài toán Đối với hàng đợi thư, thì đơn giản có thể là

thư đến sau sẽ bị loại trong trường hợp này

Trong hệ thống chia chọn thư, các tiến trình được xác định là:

o_ Tiên trình lưu lượng thư o_ Tiến trình quét ảnh

o_ Tiến trình thư o_ Tiển trình nhận dang OCR o_ Tiến trình nạp thư o_ Tiển trình VCT

o Tién trinh loc o Tiến trình điều khiển hệ thống

trung tâm o_ Tiến trình lật mặt

©_ Tiên trình xoá tem

o Tiên trình đọc mã ID va s ưưngHHAnBCmuen

Bảng 2 1: Danh sách các tiến trình trong hệ thống chia chọn thư

Trong mô phóng hướng đối tượng theo tiến trình, mỗi tiến trình trên đây được thiết kế thành một /ớp (Class) vì bản thân tiến trình có cấu trúc đữ liệu (thuộc tính), và đo đó có

trạng thái, cộng thêm các hàm cần thiết Mỗi ví dụ cụ thể của mỗi lớp là một đối tượng

(Object) Chẳng hạn thông thường lớp chia thy Sorter có thể có nhiều đối tượng để

đảm nhận các hướng thư đi khác nhau

Đối tượng tiến trình có thể ở một trong những trạng thái sau:

©_ Hoạt động: khi tiến trình đang chạy (các hoạt động của nó đang được thực thị)

-14-e S&n sàng: khi chưa hoạt động nhưng chờ thời gian đồng hồ hệ thống để hoạt

động

© Tĩnh tại: khi không hoạt động, không có trong danh sách sự kiện và chờ đợi sự kiện xảy ra trong hệ thống hoặc được kích hoạt bởi các tiến trình khác

© Kết thúc: khi tiễn trình kết thúc vòng đời, không hoạt động nữa, không trong

danh sách sự kiện và không hoạt động trở lại

Các mô hình tiến trình sẽ được trình bày trong phan cén lại của chương này

2.2 Xây dựng mô hình lưu lượng thư

2.2.1 Tiến trình lưu lượng thư

Tiến trình lưu lượng thư mô hình hoá một trong những vấn để quan trọng nhất của mô

phỏng là đữ liệu đầu vào Thông thường dữ liệu đầu vào có dạng phân bố thông kê của

quá trình phát sinh các sự kiện bên ngoài tác động lên hệ thống đang được mô phỏng,

hoặc được thể hiện ở dang các don vj lu luong (flow unit) xuất hiện ở đầu vào của hệ

thông

Đặc trưng quan trọng nhất của đòng lưu lượng thư và thời gian giữa hai lần xuất hiện

ké tiép Ginterarrival time) Để cho đơn giản mà vẫn không mắt đi tính chính xác, ta giả

sử các thư đơn lẻ xuất hiện ở đầu vào của hệ thống chia chọn một cách ngẫu nhiên,

tuân theo quy luật phân bễ xác suất nào đó Quy luật phân bố này thay đổi theo thời

gian trong ngay

Như vậy tiến trình lưu lượng thư có thể biểu diễn dưới đạng giải thuật như sau:

Đặt t := E0;

Bước 1: tại t, phát sinh ra một đơn vị lưu lượng thư

hay một tiến trình thư

arrival time

Bước 3: đặt t := t + At, Quay lại Bước 1

-15 2.2.2 Khảo sát số liệu lưu lượng thư của VPS

Việc khảo sát số liệu thư trên thực tế là nhằm nghiên cứu tính chất phân bố của lưu

lượng đi đến các địa phương, cũng như số lượng thư có khả năng đến trung tâm chia chọn trong một khoảng thời gian

Số liệu khảo sát được thống kê lại theo các tỉnh và các trung tâm Bưu chính Khu vuc 1,

2 và 3 Số liệu được trình bày trong phần Phụ lục

2.2.3 Phát triển mô hình hru lượng

Để mô hình hoá quy luật phân bố xác suất này phù hợp với máy tính, cần thiết phải sử

dụng hoặc sử dụng phối hợp các phân bố xác suất toán học đã biết, mà thông thường

bao gồm:phân bố đều, phân bố hàm mũ, phân bố Possion, phan bé Pareto, phan bé

Gauss

2.2.4 Phát sinh các giá trị ngẫu nhiên

Như đã nói ở trên, ta cần phải sử dụng các phân bố xác suất thông kê để tạo lưu lượng thư đầu vào Nếu như ta đã có số liệu rồi thì bài toán là tìm xác suất thống kê thích hợp

mô tả gần đúng nhất số liệu đó Ngược lại, nếu như ta muốn sử dụng một xác suất

thống kê nào đó, ta cần phải sinh ra những giá trị ngẫu nhiên, tuân theo những phân bố này

Một vẫn đề thực thi quan trọng đó là trong môi trường máy lính thường chỉ hỗ trợ sự

phát sinh của các giá trị ngẫu nhiêu có phân bố đồng đều U/[0,1) Vấn đề là làm sao sử dụng được các giá trị có sẵn này trong việc xây dựng các phân bố khác Vấn đề này thực tế đã được nghiên cứu và thực thi rất đầy đủ trong ngành toán và mô phỏng Các công thức và phương pháp trình bày đưới đây được tổng hợp từ các nguồn tài liệu

{4Ii6]

Xét biến số ngẫu nhiên Z voi phan bé f(z), va xét biển đối:

T=F⁄2

trong đó Ƒ„(Z) là hàm phân bố luỹ tích của Z Người ta đã chứng minh được rằng Y

cũng là một số ngẫu nhiên có phân bố đều U10,1) [5] Thông thường có hai phương

pháp phát sinh các giá trị ngẫu nhiên:

~16-© Phuong phdp bién đổi gidi tich (analytical transform method): st dung khi ham

nghịch #ˆ!,(Y) dễ dàng được biến đổi từ #„(Z)

s Phương pháp tìm kiếm từ số liệu (empirical transform method): trường hợp

ngược lại

Phương pháp biến đỗi giải tích

Bởi vì Y có phân bố đều trong khoáng [0,1) nên ta có thé dé dàng tạo ra biến ngẫu

nhiên Z từ phân bố đã biết /2(z), bằng cách lấy tích phân /2(z) để có Z;(z) và thực hiện

suy nếu cần thiết,

Các phân bố sau đây được tạo ra dựa trên phân bố đều /[0,1), kí hiệu tắt là Ù

Xây dựng phân bố đều

Việc xây dựng phân bố đều có giá trị trong khoảng [a,b) rất đơn giản:

-17-Xây dựng phân bố hàm mũ

= -(1/AJIn(

đouble RNG: :genExp (đouble lamda) {

return - (1/1amda) 1osg (đrand48 ()) ; }

Xây dựng phân bố Possion

double RNG: :genPossion (double lamda) {

Xây dựng phân bố Pareto

double RNG: :pareto (đouble scale, double shape) {

}

Xây dựng phân bố Gauss

Biến ngẫu nhiên theo phân bố Gauss G(0,1) được sinh ra nhờ giải thuật Box-Muller:

Z=[-2In(,NJ'2sin(2zU;) Doan ma C++ cho phan bé Gauss G(p,0):

-18-double RNG: :genGauss(-18-double mean, double sigma) {

double U1 II drand48 ();

double U1 Kt drand48 () ;

return sqrt (-2*log(U1))*sin(2*3.141594*U2) ;

}

Phương pháp tìm kiếm từ số liệu

Thông thường ta chỉ có được số liệu thu thập được từ khảo sát thực tế, và bản thân các biến ngẫu nhiên (ở đây là các khoảng thời gian giữa hai lần thư đến kế tiếp) tuân theo

một phân bố nào đó không biết trước, và thường là không thẻ lấy nghịch đảo hoặc tích

phân giải tích được, mà chỉ có thể thực hiện thông qua tính toán rời rạc Qua các phần

mềm thống kê ta thường thu được các đồ thị ở dang histogram, với các cột là xác suất

của từng khoảng thời gian Á¿ đều nhau trên trục thời gian

fA) +

Diện tích = p;

C; 7

Hình 2 3: Số liệu khảo sát

Giả sử rằng p¡ là xác suất mà các thời gian giữa các sự kiện ké tiếp rơi vào khoảng (/,„,

,f), giải thuật sau được sử dụng để tạo ra biến ngẫu nhiên ứ:

1 Tạo ra trong khoảng [0,1)

2 Lặp cho đến khi F., < U <F,