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(shí)間點(diǎn)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(jī)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(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例討論了DEVS建模與仿真的各個(gè)步驟，以便讀者了解DEVS建模與仿真的基本要素，還對(duì)目前流行的離散事件系統(tǒng)建模與仿真軟件進(jìn)行了介紹；第3章介紹主要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，即概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本知識(shí)；第4章介紹隨機(jī)變量建模及其檢驗(yàn)方法；第5章介紹仿真中產(chǎn)生隨機(jī)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(duì)四類策略，即事件調(diào)度法、活動(dòng)掃描法、三階段法，以及進(jìn)程交互法，分別進(jìn)行了規(guī)范化討論；第8章討論了單系統(tǒng)仿真運(yùn)行結(jié)果分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(xué)家用餐問題的建模與仿真，可以作為計(jì)算機(jī)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(yīng)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(zhǔn)確地理解和正確地應(yīng)用相關(guān)知識(shí)，可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科高年級(jí)學(xué)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(xué)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(shí)體
    1.2.2  事件
    1.2.3  活動(dòng)
    1.2.4  進(jìn)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(xiàn)
第2章  離散事件系統(tǒng)仿真入門
  2.1  單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)建模與仿真
    2.1.1  單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)建模
    2.1.2  單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真建模
    2.1.3  仿真鐘的推進(jìn)
  2.2  庫(kù)存系統(tǒng)建模與仿真
    2.2.1  庫(kù)存系統(tǒng)的基本概念
    2.2.2  確定性庫(kù)存系統(tǒng)
    2.2.3  隨機(jī)庫(kù)存系統(tǒng)
    2.2.4  隨機(jī)庫(kù)存系統(tǒng)仿真舉例
  2.3  項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)建模與仿真
    2.3.1  CPM/PERT網(wǎng)絡(luò)建模
    2.3.2  CPM/PERT網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)
第3章  概率統(tǒng)計(jì)與隨機(jī)過程基礎(chǔ)知識(shí)
  3.1  概率論基礎(chǔ)知識(shí)
    3.1.1  概率論常用術(shù)語
    3.1.2  離散隨機(jī)變量理論分布
    3.1.3  連續(xù)隨機(jī)變量理論分布
  3.2  數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
    3.2.1  數(shù)理統(tǒng)計(jì)常用術(shù)語
    3.2.2  總體參數(shù)的點(diǎn)估計(jì)
    3.2.3  總體分布函數(shù)的統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)
  3.3  隨機(jī)過程
    3.3.1  一般隨機(jī)過程
    3.3.2  泊松過程
    3.3.3  非穩(wěn)泊松過程
    參考文獻(xiàn)
第4章  基于觀測(cè)數(shù)據(jù)的隨機(jī)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(jì)
  4.3  分布類型的假設(shè)
    4.3.1  連續(xù)分布類型的假設(shè)
    4.3.2  離散分布類型的假設(shè)
    4.3.3  相關(guān)隨機(jī)變量建模
    4.3.4  時(shí)間序列輸入模型
  4.4  實(shí)驗(yàn)分布
  4.5  擬合優(yōu)良度檢驗(yàn)
    4.5.1  檢驗(yàn)
    4.5.2  K-S檢驗(yàn)
    參考文獻(xiàn)
第5章  隨機(jī)變量仿真建模
  5.1  引言
  5.2  隨機(jī)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(jī)數(shù)發(fā)生器的測(cè)試
    5.3.1  均勻性檢驗(yàn)
    5.3.2  獨(dú)立性檢驗(yàn)
  5.4  隨機(jī)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(jī)變量的產(chǎn)生
    5.5.1  連續(xù)隨機(jī)變量的產(chǎn)生
    5.5.2  離散隨機(jī)變量的產(chǎn)生
    5.5.3  相關(guān)隨機(jī)變量的產(chǎn)生
    5.5.4  時(shí)間序列隨機(jī)變量的產(chǎn)生
    參考文獻(xiàn)
第6章  離散事件系統(tǒng)模型描述
  6.1  概述
  6.2  排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)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(duì)網(wǎng)絡(luò)
    6.2.4  Jackson閉環(huán)排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)
  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(shí)體流圖法
    6.4.1  實(shí)體流圖
    6.4.2  實(shí)體流圖建模
  6.5  活動(dòng)周期圖法
    6.5.1  活動(dòng)周期圖
    6.5.2  活動(dòng)周期圖建模
  6.6  網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法
    6.6.1  網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖
    6.6.2  網(wǎng)絡(luò)計(jì)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(shí)現(xiàn)
    參考文獻(xiàn)
第7章  離散事件系統(tǒng)仿真建模方法學(xué)
  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(jìn)行表處理
    7.2.3  使用動(dòng)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(dòng)掃描法(Activity  Scanning)
    7.4.1  活動(dòng)掃描法策略描述
    7.4.2  活動(dòng)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(jìn)程交互法(Process  Interactive)
    7.6.1  進(jìn)程交互法策略描述
    7.6.2  進(jìn)程交互法仿真建模
  7.7  四種仿真策略的比較
    參考文獻(xiàn)
第8章  單系統(tǒng)仿真輸出分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
  8.1  概述
  8.2  仿真輸出分析的統(tǒng)計(jì)量
  8.3  仿真輸出分析方法的分類
  8.4  終止型仿真的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與輸出分析
    8.4.1  固定樣本長(zhǎng)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(jì)
  8.5  穩(wěn)態(tài)型仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與輸出分析
    8.5.1  穩(wěn)態(tài)型仿真與初態(tài)設(shè)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(fù)刪除法
  8.6  單系統(tǒng)仿真方差減小技術(shù)
    8.6.1  對(duì)偶變量法
    8.6.2  控制變量法
    參考文獻(xiàn)
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(shè)計(jì)方案的比較
    9.2.1  獨(dú)立采樣法比較
    9.2.2  公共隨機(jī)數(shù)法比較
  9.3  多系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)搜索法
    9.4.3  響應(yīng)曲面法
    9.4.4  魯棒啟發(fā)方法
    參考文獻(xiàn)
第10章  哲學(xué)家用餐問題建模與仿真
  10.1  條件與假設(shè)
    10.1.1  仿真假設(shè)
    10.1.2  仿真條件
  10.2  隨機(jī)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(dòng)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(jìn)一步討論
    參考文獻(xiàn)
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(zhǔn)備
    11.1.1  數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
    11.1.2  仿真方法
    11.1.3  仿真軟件AnyLogic簡(jiǎn)介
    11.1.4  仿真目標(biāo)
  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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
  11.3  仿真模型的驗(yàn)證和結(jié)果分析
    11.3.1  仿真模型的驗(yàn)證
    11.3.2  仿真結(jié)果分析
    參考文獻(xiàn)
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(diǎn)
    12.1.2  生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真常用術(shù)語
  12.2  隨機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真
    12.2.1  系統(tǒng)描述和假設(shè)
    12.2.2  系統(tǒng)建模與仿真建模
    12.2.3  仿真與改進(jìn)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(zhǔn)則及目標(biāo)
    12.3.4  蒙特卡羅隨機(jī)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(xiàn)
附錄A  縮寫詞

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：1.2.3活動(dòng)廣義的“活動(dòng)”是系統(tǒng)的基本要素之一，它定義了系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)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(dòng)”這個(gè)概念用于描述離散事件系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)然可以使用廣義中的“活動(dòng)”概念。然而，由于這類系統(tǒng)有“事件”驅(qū)動(dòng)的特殊性，一般采用“事件”這種觀點(diǎn)來描述。在有些情況下，特別是對(duì)于那些事件發(fā)生不僅與時(shí)間有關(guān)，而且與系統(tǒng)中其他實(shí)體的狀態(tài)有關(guān)的情況下，用“事件”的觀點(diǎn)來建模顯得不是十分方便。一些學(xué)者針對(duì)離散事件系統(tǒng)定義了“活動(dòng)”，通常用于表示兩個(gè)邏輯相關(guān)的相鄰事件之間的過程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。在這種情況下的“活動(dòng)”（相對(duì)于“廣義”不妨稱為“狹義”）既具有廣義“活動(dòng)”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(dá)事件與該顧客開始接受服務(wù)事件之間可稱為一個(gè)“到達(dá)活動(dòng)”，該活動(dòng)使系統(tǒng)的狀態(tài)（隊(duì)長(zhǎng)或服務(wù)臺(tái)狀態(tài)）發(fā)生變化，顧客開始接受服務(wù)到服務(wù)完畢后該顧客離去也可視為一個(gè)“離去活動(dòng)”，它使隊(duì)長(zhǎng)減1或／和使服務(wù)臺(tái)由忙變成閑。顯然，一個(gè)“活動(dòng)”包括了兩個(gè)“事件”，不是任意兩個(gè)事件均可構(gòu)成一個(gè)活動(dòng)。首先發(fā)生這兩個(gè)事件的實(shí)體是相同的，例如，到達(dá)活動(dòng)之所以稱為一個(gè)活動(dòng)，首先構(gòu)成該活動(dòng)的兩個(gè)事件（到達(dá)事件與接受服務(wù)事件）的實(shí)體均為同一個(gè)顧客。其次，這兩個(gè)事件是邏輯相關(guān)的，例如，“到達(dá)事件”與“接受服務(wù)事件”這兩個(gè)事件，在邏輯上是先有“到達(dá)事件”，后有“接受服務(wù)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(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的兩個(gè)事件之間的持續(xù)過程才能稱為一個(gè)活動(dòng)。最后，對(duì)同一個(gè)實(shí)體來說，這兩個(gè)事件應(yīng)該是相鄰的。例如，對(duì)某一個(gè)實(shí)體來說，到達(dá)事件、接受服務(wù)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(dá)事件、接受服務(wù)事件）對(duì)、（接受服務(wù)事件、離去事件）對(duì)才能各自構(gòu)成一個(gè)活動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪窍噜彽?；而（到達(dá)事件、離去事件）對(duì)則不能構(gòu)成一個(gè)活動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪遣幌噜彽摹．?dāng)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(dòng)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(dòng)與事件之間的關(guān)系必須符合系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

編輯推薦

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

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