離散事件系統(tǒng)建模與仿真

內(nèi)容概要

離散事件系統(tǒng)是指其狀態(tài)變量只在某些離散時間點上發(fā)生變化的系統(tǒng)。大多數(shù)離散事件系統(tǒng)本質(zhì)上屬于人造系統(tǒng)，即包含人為規(guī)則或人為機制的“非物理型”系統(tǒng)。
　　本書共12章。第1章概述，從概念上討論DEVS
的內(nèi)涵及其特征；第2章通過三個簡單的實例討論了DEVS建模與仿真的各個步驟，以便讀者了解DEVS建模與仿真的基本要素，還對目前流行的離散事件系統(tǒng)建模與仿真軟件進行了介紹；第3章介紹主要的數(shù)學基礎，即概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本知識；第4章介紹隨機變量建模及其檢驗方法；第5章介紹仿真中產(chǎn)生隨機變量的方法和技術(shù)；第6章從系統(tǒng)角度討論建模與仿真問題；第7章對四類策略，即事件調(diào)度法、活動掃描法、三階段法，以及進程交互法，分別進行了規(guī)范化討論；第8章討論了單系統(tǒng)仿真運行結(jié)果分析及實驗設計技術(shù)；第9章討論多系統(tǒng)比較技術(shù)，還介紹了基于仿真的優(yōu)化技術(shù)；第10章討論了哲學家用餐問題的建模與仿真，可以作為計算機操作系統(tǒng)建模與仿真參考；第11章討論物流配送系統(tǒng)中車輛路徑規(guī)劃問題的建模與仿真；第12章討論生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真。
　　本書從原理到方法，從理論到應用，系統(tǒng)地討論了離散事件系統(tǒng)的建模與仿真的理論、方法、技術(shù)，以便讀者能比較全面和準確地理解和正確地應用相關(guān)知識，可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科高年級學生離散事件系統(tǒng)建模與仿真課程的教材使用，也可以作為相關(guān)領(lǐng)域的科學研究工作者、工程技術(shù)人員的參考用書。本書由肖田元、范文慧編著。

書籍目錄

第1章  緒論
  1.1  系統(tǒng)、模型與仿真
    1.1.1  系統(tǒng)
    1.1.2  模型
    1.1.3  仿真
  1.2  離散事件系統(tǒng)
    1.2.1  實體
    1.2.2  事件
    1.2.3  活動
    1.2.4  進程
  1.3  離散事件系統(tǒng)仿真
    1.3.1  離散事件系統(tǒng)建模
    1.3.2  離散事件系統(tǒng)仿真建模
    1.3.3  離散事件系統(tǒng)仿真分析
  1.4  仿真研究的步驟
    參考文獻
第2章  離散事件系統(tǒng)仿真入門
  2.1  單服務臺排隊系統(tǒng)建模與仿真
    2.1.1  單服務臺排隊系統(tǒng)建模
    2.1.2  單服務臺排隊系統(tǒng)仿真建模
    2.1.3  仿真鐘的推進
  2.2  庫存系統(tǒng)建模與仿真
    2.2.1  庫存系統(tǒng)的基本概念
    2.2.2  確定性庫存系統(tǒng)
    2.2.3  隨機庫存系統(tǒng)
    2.2.4  隨機庫存系統(tǒng)仿真舉例
  2.3  項目網(wǎng)絡建模與仿真
    2.3.1  CPM/PERT網(wǎng)絡建模
    2.3.2  CPM/PERT網(wǎng)絡仿真建模
  2.4  離散事件系統(tǒng)建模與仿真軟件
    2.4.1  仿真軟件發(fā)展歷程
    2.4.2  典型仿真語言
    2.4.3  典型仿真環(huán)境
    參考文獻
第3章  概率統(tǒng)計與隨機過程基礎知識
  3.1  概率論基礎知識
    3.1.1  概率論常用術(shù)語
    3.1.2  離散隨機變量理論分布
    3.1.3  連續(xù)隨機變量理論分布
  3.2  數(shù)理統(tǒng)計基礎知識
    3.2.1  數(shù)理統(tǒng)計常用術(shù)語
    3.2.2  總體參數(shù)的點估計
    3.2.3  總體分布函數(shù)的統(tǒng)計假設檢驗
  3.3  隨機過程
    3.3.1  一般隨機過程
    3.3.2  泊松過程
    3.3.3  非穩(wěn)泊松過程
    參考文獻
第4章  基于觀測數(shù)據(jù)的隨機變量建模
  4.1  概述
  4.2  分布參數(shù)的確定
    4.2.1  分布參數(shù)的類型
    4.2.2  分布參數(shù)的估計
  4.3  分布類型的假設
    4.3.1  連續(xù)分布類型的假設
    4.3.2  離散分布類型的假設
    4.3.3  相關(guān)隨機變量建模
    4.3.4  時間序列輸入模型
  4.4  實驗分布
  4.5  擬合優(yōu)良度檢驗
    4.5.1  檢驗
    4.5.2  K-S檢驗
    參考文獻
第5章  隨機變量仿真建模
  5.1  引言
  5.2  隨機數(shù)發(fā)生器
    5.2.1  線性同余發(fā)生器
    5.2.2  組合發(fā)生器
  5.3  隨機數(shù)發(fā)生器的測試
    5.3.1  均勻性檢驗
    5.3.2  獨立性檢驗
  5.4  隨機變量產(chǎn)生的原理
    5.4.1  反變換法
    5.4.2  組合法
    5.4.3  卷積法
    5.4.4  舍選法
  5.5  典型隨機變量的產(chǎn)生
    5.5.1  連續(xù)隨機變量的產(chǎn)生
    5.5.2  離散隨機變量的產(chǎn)生
    5.5.3  相關(guān)隨機變量的產(chǎn)生
    5.5.4  時間序列隨機變量的產(chǎn)生
    參考文獻
第6章  離散事件系統(tǒng)模型描述
  6.1  概述
  6.2  排隊網(wǎng)絡模型
    6.2.1  M/M/1系統(tǒng)
    6.2.2  M/M/c系統(tǒng)
    6.2.3  Jackson開環(huán)排隊網(wǎng)絡
    6.2.4  Jackson閉環(huán)排隊網(wǎng)絡
  6.3  Petri網(wǎng)方法
    6.3.1  Petri網(wǎng)定義
    6.3.2  Petri網(wǎng)的變遷
    6.3.3  Petri網(wǎng)性能分析
    6.3.4  有效Petri網(wǎng)的建模
  6.4  實體流圖法
    6.4.1  實體流圖
    6.4.2  實體流圖建模
  6.5  活動周期圖法
    6.5.1  活動周期圖
    6.5.2  活動周期圖建模
  6.6  網(wǎng)絡計劃法
    6.6.1  網(wǎng)絡計劃圖
    6.6.2  網(wǎng)絡計劃法建模
  6.7  離散事件系統(tǒng)形式化描述
    6.7.1  DEVS基本模型
    6.7.2  DEVS耦合模型
    6.7.3  DEVS封閉性證明
    6.7.4  DEVS模型實現(xiàn)
    參考文獻
第7章  離散事件系統(tǒng)仿真建模方法學
  7.1  概述
  7.2  表處理
    7.2.1  表的基本性質(zhì)和操作
    7.2.2  使用數(shù)組進行表處理
    7.2.3  使用動態(tài)分配和鏈表
  7.3  事件調(diào)度法(Event  Scheduling)
    7.3.1  事件調(diào)度法策略描述
    7.3.2  事件調(diào)度法仿真建模
  7.4  活動掃描法(Activity  Scanning)
    7.4.1  活動掃描法策略描述
    7.4.2  活動掃描法仿真建模
  7.5  三段掃描法(Three  Phase  Scanning)
    7.5.1  三段掃描法策略描述
    7.5.2  三段掃描法仿真建模
  7.6  進程交互法(Process  Interactive)
    7.6.1  進程交互法策略描述
    7.6.2  進程交互法仿真建模
  7.7  四種仿真策略的比較
    參考文獻
第8章  單系統(tǒng)仿真輸出分析與實驗設計
  8.1  概述
  8.2  仿真輸出分析的統(tǒng)計量
  8.3  仿真輸出分析方法的分類
  8.4  終止型仿真的實驗設計與輸出分析
    8.4.1  固定樣本長度法
    8.4.2  終止型序貫程序法
    8.4.3  終止型仿真分位數(shù)區(qū)間估計
  8.5  穩(wěn)態(tài)型仿真實驗設計與輸出分析
    8.5.1  穩(wěn)態(tài)型仿真與初態(tài)設置
    8.5.2  批均值法
    8.5.3  穩(wěn)態(tài)型序貫法
    8.5.4  重新產(chǎn)生法
    8.5.5  重復刪除法
  8.6  單系統(tǒng)仿真方差減小技術(shù)
    8.6.1  對偶變量法
    8.6.2  控制變量法
    參考文獻
第9章  系統(tǒng)多方案仿真與優(yōu)化
  9.1  概述
  9.2  雙系統(tǒng)設計方案的比較
    9.2.1  獨立采樣法比較
    9.2.2  公共隨機數(shù)法比較
  9.3  多系統(tǒng)設計方案的比較
    9.3.1  Bonferroni法
    9.3.2  兩階段抽樣法
    9.3.3  篩選法
  9.4  基于仿真的優(yōu)化
    9.4.1  基本框架
    9.4.2  隨機搜索法
    9.4.3  響應曲面法
    9.4.4  魯棒啟發(fā)方法
    參考文獻
第10章  哲學家用餐問題建模與仿真
  10.1  條件與假設
    10.1.1  仿真假設
    10.1.2  仿真條件
  10.2  隨機變量生成
  10.3  仿真策略
    10.3.1  事件調(diào)度法建模
    10.3.2  活動掃描法建模
    10.3.3  仿真程序流程及性能比較方法
  10.4  仿真結(jié)果及其輸出分析
    10.4.1  Both  forks策略
    10.4.2  One  by  one  fork策略
  10.5  進一步討論
    參考文獻
第11章  物流配送系統(tǒng)建模與仿真
  11.1  車輛路徑問題的仿真準備
    11.1.1  數(shù)據(jù)準備
    11.1.2  仿真方法
    11.1.3  仿真軟件AnyLogic簡介
    11.1.4  仿真目標
  11.2  車輛路徑問題的仿真建模
    11.2.1  車輛路徑問題仿真的邏輯流程
    11.2.2  車輛路徑問題的仿真建模
    11.2.3  仿真模型的實驗設計
  11.3  仿真模型的驗證和結(jié)果分析
    11.3.1  仿真模型的驗證
    11.3.2  仿真結(jié)果分析
    參考文獻
第12章  生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真
  12.1  生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真概述
    12.1.1  生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真特點
    12.1.2  生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真常用術(shù)語
  12.2  隨機生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真
    12.2.1  系統(tǒng)描述和假設
    12.2.2  系統(tǒng)建模與仿真建模
    12.2.3  仿真與改進分析
  12.3  裝配生產(chǎn)線平衡問題建模與仿真
    12.3.1  節(jié)拍裝配生產(chǎn)線模型描述
    12.3.2  裝配線平衡問題仿真建模
    12.3.3  決策準則及目標
    12.3.4  蒙特卡羅隨機仿真
  12.4  節(jié)拍裝配生產(chǎn)線平衡仿真優(yōu)化
    12.4.1  模擬退火算法
    12.4.2  遺傳算法
    12.4.3  節(jié)拍裝配生產(chǎn)線平衡優(yōu)化舉例
    參考文獻
附錄A  縮寫詞

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：1.2.3活動廣義的“活動”是系統(tǒng)的基本要素之一，它定義了系統(tǒng)內(nèi)部實體之間的相互作用，從而確定了系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生變化的過程。將“活動”這個概念用于描述離散事件系統(tǒng)時，當然可以使用廣義中的“活動”概念。然而，由于這類系統(tǒng)有“事件”驅(qū)動的特殊性，一般采用“事件”這種觀點來描述。在有些情況下，特別是對于那些事件發(fā)生不僅與時間有關(guān)，而且與系統(tǒng)中其他實體的狀態(tài)有關(guān)的情況下，用“事件”的觀點來建模顯得不是十分方便。一些學者針對離散事件系統(tǒng)定義了“活動”，通常用于表示兩個邏輯相關(guān)的相鄰事件之間的過程，它標志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。在這種情況下的“活動”（相對于“廣義”不妨稱為“狹義”）既具有廣義“活動”的一般屬性，也帶有離散事件系統(tǒng)的特征。例1.1中，顧客的到達事件與該顧客開始接受服務事件之間可稱為一個“到達活動”，該活動使系統(tǒng)的狀態(tài)（隊長或服務臺狀態(tài)）發(fā)生變化，顧客開始接受服務到服務完畢后該顧客離去也可視為一個“離去活動”，它使隊長減1或／和使服務臺由忙變成閑。顯然，一個“活動”包括了兩個“事件”，不是任意兩個事件均可構(gòu)成一個活動。首先發(fā)生這兩個事件的實體是相同的，例如，到達活動之所以稱為一個活動，首先構(gòu)成該活動的兩個事件（到達事件與接受服務事件）的實體均為同一個顧客。其次，這兩個事件是邏輯相關(guān)的，例如，“到達事件”與“接受服務事件”這兩個事件，在邏輯上是先有“到達事件”，后有“接受服務事件”，這種邏輯關(guān)系最終表現(xiàn)為系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，也就是說，只有實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的兩個事件之間的持續(xù)過程才能稱為一個活動。最后，對同一個實體來說，這兩個事件應該是相鄰的。例如，對某一個實體來說，到達事件、接受服務事件，以及離去事件均反映了系統(tǒng)狀態(tài)的變化，但只有（到達事件、接受服務事件）對、（接受服務事件、離去事件）對才能各自構(gòu)成一個活動，因為它們是相鄰的；而（到達事件、離去事件）對則不能構(gòu)成一個活動，因為它們是不相鄰的。當然，正如事件的定義依賴于研究目的及其詳盡程度一樣，活動的定義也依賴于研究的目的及其詳盡程度。無論詳盡程度如何，活動與事件之間的關(guān)系必須符合系統(tǒng)運動的規(guī)律。

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《離散事件系統(tǒng)建模與仿真》為“十一五”國家重點圖書出版規(guī)劃。

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