离散事件仿真.ppt

2024年11月28日星期四概述
离散事件系统受事件驱动，系统的迁移发生在一系列离散事件点上，系统状态是跳跃式变化的，在时间和空间上都是离散的，与连续系统在性质上完全不同。比如：生产调度管理、库存系统、计算机通讯网络等。
离散事件系统往往是随机的，具有复杂的变化关系，难于用常规的微分方程、差分方程等方程模型来描述，一般只能用流程图或网络图来描述，如果应用理论分析方法难于得到解析解，甚至无法解决，仿真技术为解决这列问题提供了有效的手段。离散事件系统与模型
离散事件仿真
排队系统的仿真
Petri网络仿真1.离散事件系统与模型连续系统与离散事件系统仿真的区别
在连续系统数字仿真中，时间通常被分割成均等或非均等的时间间隔，并以一个基本的时间间隔计时。
而离散事件仿真通常是面对事件的，时间指针不是固定增值推进，而是由事件的推动而随机递进。
连续系统仿真中，系统的动力学模型是由表征系统变量之间的关系的方程来描述的，仿真的结果表现为系统变量随时间变化的历程。
离散事件仿真中，系统变量是反映系统各部分相互作用的一些事件，而系统模型则是反映这些事件的集合，仿真结果是表现为这些事件的事件历程。
1.1离散事件研究背景
离散事件的研究可以追溯到对排队现象和排队网络的分析，排队论最早有A.K.Erlang在1918年提出，在管理通信和各类服务系统中有着广泛的应用。
离散系统大量地存在与客观现实中，如交通管理系统、库存管理系统、加工系统、能源规划、电话通信网络、人口管理等，而排队论、网络分析、数学规划和调度排序等方法是解决这类问题的主要数学方法.
离散事件的仿真技术研究，在国内是近二十多年才开始的，受到计算机技术、信息处理技术、控制技术、人工智能技术等新技术的影响而发展。
对于离散事件构成的离散事件系统或连续-离散混合系统的研究，逐渐成为仿真技术应用的一个重要分支领域1.2离散事件系统的基本要素
离散事件系统的一些基本要素包括：实体、活动、事件等.
以超市购物系统为例：
[例1]某超市西南科技大学分店，共有8个服务台供顾客结帐，营业时间为9：00–22：00，顾客选购完商品到服务台结帐的时间是随机的，而且各自独立，每位顾客接受服务的时间长短也是随机的。描述该系统的状态，可以是：
服务台的状态：忙，闲
顾客排队等待的队长：0，1，2，…临时实体：只存在一段时间，由系统外部到达和进入系统。如超市系统里的顾客，该临时实体随机到达系统，经过服务员的服务，然后离开系统。那些已经在超市选购但并未到服务台结帐排队的不能称为该系统的实体。
类似的还有：公交系统里的上下车顾客，生产加工系统里等待加工的零件，计算机系统中等待处理的信息，电话交换系统中的电话呼叫…
永久实体：永久性的驻留在系统中的实体。比如超市系统中的服务员，以及售票员、加工设备、计算机设备、电话交换机…
系统状态的变化是由实体的状态变化产生的.引起系统状态变化的行为称为事件。“顾客到达事件”引起了系统状态变化：服务员由“闲”变为“忙”，或排队的队长加1。事件是在某一时间点的瞬时行为，从某种意义上来说，系统是由事件驱动的。事件不仅用来协调两个实体之间的同步活动，还用于各个实体之间传递信息。
一个系统中往往有许多类事件，事件发生与某一实体相联系，并可能引起其它事件的发生。仿真模型中必须建立事件表，记录每次发生的事件或将要发生事件的类型、时间、相关实体属性等。离散事件中的活动，通常用于表示两个可以区分的事件之间的过程，是实体在两个事件之间保持某一个状态的持续过程。它标志着系统状态之间的转移。
“排队活动”标志着排队队长发生变化，“接受服务活动”使队长变化或服务员由“忙”到“闲”。进程是由若干个事件和若干个活动组成，它描述了事件及活动之间的相互逻辑关系及时序关系。[例2]在一个有较大水位落差河段上的船闸运行系统，从上游新来的船只到达船闸时，进行排队，排到时，船闸打开，船只过闸，最后船只离开船闸。该系统的实体、事件、活动和进程，它们之间的关系？e.仿真钟(SimulatingClock)f.统计计数器(StatisticCounter)1.2离散事件系统模型的建立还可以根据系统输入信息及状态演变的确定性/不确定性，分成确定性DEDS模型和随机性DEDS模型。
根据状态变化的量化特征，分成逻辑（定性）模型与数量（定量）模型等。
从现有各类的DEDS模型来看，尚没有通用的、适合于各类研究对象的模型表示形式。从现有模型的形成过程来看，DEDS模型的常用办法主要有
排队论方法
网络图或事件图法
形式语言与自动机法
随机过程描述法（如Markov过程和CSMP过程）
抽象代数法（如双子代数、极小代数、极大代数）1.3离散事件建模的步骤b）. 正确描述系统
组成成分：
指对描述系统仿真目的有意义的实体，这些实体的行为往往是