模拟过程的主要环节 Simulation and Analysis
模拟过程的主要环节 Simulation and Analysis
古老的谚语 有一条古老的谚语说：“如果它走路像鸭式 叫声像鸭子，模样也像鸭子，那就是一只鸭 子。”所以，假如我们在模拟一只鸭子（商业 系统)，最好是走路、叫声样子都像鸭子（商业 系统)，否则猎手们（经理们）将容易认出它是诱 物（毫无用处） 模拟模型应当足够好，使得经理们利用模拟结 果作出的决策，能够与他们根据实际的同类数 据作出的决策相似。经理们必须确信他们是在 用的模型
古老的谚语 • 有一条古老的谚语说：“如果它走路像鸭子， 叫声像鸭子，模样也像鸭子，那就是一只鸭 子。”所以，假如我们在模拟一只鸭子(商业 系统)，最好是走路、叫声样子都像鸭子(商业 系统)，否则猎手们(经理们)将容易认出它是诱 物(毫无用处）。 • 模拟模型应当足够好，使得经理们利用模拟结 果作出的决策，能够与他们根据实际的同类数 据作出的决策相似。经理们必须确信他们是在 处理有用的模型
什么是模拟建模？ 要有效地利用模拟，就必须认真细致地对待建和 实施过程。模护建模过程包括五个基本环节： [1]问题分析。建立所研究的系统或问题的理论模 型。 [2]模拟建模。包括建立适当的公式或方程， 收集 所有必要的数据，决定不确定性的概率分布 o [3]计算机编程实现。对已表述的模拟模型进行计 算机求解，即可以运用计算机来进行模拟研究，获 得有关结果。 [4]模型的验证。验证过程指的是确保模型没有理 论意义上的逻辑错误。 撰写报告。对上面完成的几个环节加以总结 以书面文字的形式进行陈述，并对结果给予清楚的 解释，撰写成正式的报告
什么是模拟建模? • 要有效地利用模拟，就必须认真细致地对待建模和 实施过程。模拟建模过程包括五个基本环节： • [1]问题分析。建立所研究的系统或问题的理论模 型。 • [2] 模拟建模。包括建立适当的公式或方程，收集 所有必要的数据，决定不确定性的概率分布。 • [3] 计算机编程实现。对已表述的模拟模型进行计 算机求解，即可以运用计算机来进行模拟研究，获 得有关结果。 • [4] 模型的验证。验证过程指的是确保模型没有理 论意义上的逻辑错误。 • [5] 撰写报告。对上面完成的几个环节加以总结， 以书面文字的形式进行陈述，并对结果给予清楚的 解释，撰写成正式的报告
模拟建模的五个环节 实际的问题 问题分析：方法定位、假设 无法求解或无解 未通过验证 建模：表述成数学问题 求解：计算或模拟 模型验证：解释所得解的合理性 通过验证 总结：解释结果、 启示或预言、撰写报告
模拟建模的五个环节
1、问题的分析 确定问题研究所希望达到的目的是什么？ 些变量能够描述问题的状态？问题的状态是 随时间变化？如何来刻画这些状态变量（可能 包含时间变量)之间的关系或者其随时间的演 化机理（更新规则）？ 这环节的任务是定位出问题拟采用的模拟方， 即选择应用哪种类型的方法来刻画该问题。 ·这阶段是模拟建模的关键环节
1、问题的分析 • 确定问题研究所希望达到的目的是什么？用哪 些变量能够描述问题的状态？问题的状态是否 随时间变化？如何来刻画这些状态变量(可能 包含时间变量)之间的关系或者其随时间的演 化机理(更新规则)？ • 这环节的任务是定位出问题拟采用的模拟方法， 即选择应用哪种类型的方法来刻画该问题。 • 这阶段是模拟建模的关键环节
如何表述所考虑模拟问题？ 。示例1：流动采血车的系统优化模拟 上海市红十字会血液中心承担着为全市160杀 家医疗单位提供临床用血和保障安全用血的重任 中心除设立13个固定献血点外，还在闹市街头停 放流动献血车，提供全年无休献血服务。每年采 集血液近28万单位以上，这些血液全部来自自愿 供血者。有80%来自流动献血车，有40%来自大 学生。上海市某高校每逢周三下午，有三辆流动 献血车来到高校，校学生会和市红十字会血液 中 叶分关心如何使献血者满意的问题
如何表述所考虑模拟问题？ • 示例1：流动采血车的系统优化模拟 • 上海市红十字会血液中心承担着为全市160余 家医疗单位提供临床用血和保障安全用血的重任。 中心除设立13个固定献血点外，还在闹市街头停 放流动献血车，提供全年无休献血服务。每年采 集血液近28万单位以上，这些血液全部来自自愿 供血者。有80%来自流动献血车，有40%来自大 学生。上海市某高校每逢周三下午，有三辆流动 献血车来到高校，校学生会和市红十字会血液中 心领导十分关心如何使献血者满意的问题
·为了使献血者的不适感减至最小，校学 希望能最大限度地减小献血者在临时血 留的时间，尤其是等待时间。这对于学生 说也是重要的，以免耽误准时上课。校学生 会告诉学生大约是1小时，但实际往往献血 花1.5至2小时之多。这是因为来义务献血的 学生人数是随机的，以及进行血液甄别试验 的需要也越来越多 因此校学生会考虑通过模拟来检查血液采 集过程，以尝试制定出减少在该系统的平均 笔结时间和全过程的策略
• 为了使献血者的不适感减至最小，校学生会 希望能最大限度地减小献血者在临时血站逗 留的时间，尤其是等待时间。这对于学生来 说也是重要的，以免耽误准时上课。校学生 会告诉学生大约是1小时，但实际往往献血 花1.5至2小时之多。这是因为来义务献血的 学生人数是随机的，以及进行血液甄别试验 的需要也越来越多。 • 因此校学生会考虑通过模拟来检查血液采 集过程，以尝试制定出减少在该系统的平均 等待时间和全过程的策略
·首先我们须描述血液采集实际过程 程包括： ·1、登记，然后献血者被引导至等候区 ·2、填写健康史自诉表。 ·3、由医护人员测量献血者的体征指标：体 温、血压和脉搏，也进行常规验血。 ·4、医护人员当面询问健康史。 ·5、发放用于采血的血袋或解释拒献原因。 。6、抽血操作 在“餐厅”即供应饮料和点心的休息室 丙作短暂的恢复
• 首先我们须描述血液采集实际过程，该过 程包括： • 1、登记，然后献血者被引导至等候区。 • 2、填写健康史自诉表。 • 3、由医护人员测量献血者的体征指标：体 温、血压和脉搏，也进行常规验血。 • 4、医护人员当面询问健康史。 • 5、发放用于采血的血袋或解释拒献原因。 • 6、抽血操作。 • 7、在“餐厅”即供应饮料和点心的休息室 内作短暂的恢复
将上面步骠划简单框图如下 登记 自行填写健康史 献血者体征指标 拖延 健康史问间 拖延 发放血袋/CUE 抽血室 休息室 0
将上面步骤划简单框图如下
在上面的采血过程描述中，特别注意可 变化的随机变化的模拟。现有的过程中的 项任务所需要的时间通过收集的样本数据来 参数估计。实际献血时间可分为三段：让献 血者做好准备和插针所需要的时间，采血时 间，拔针及为献血包扎所需要时间。每个时 间是随机的，可根据实际样本数据拟合的分 布产生随机数据来模拟。 到达状态通过实际采样来参数估计，一般 静时间出现在中午时段
• 在上面的采血过程描述中，特别注意可能 变化的随机变化的模拟。现有的过程中的每 项任务所需要的时间通过收集的样本数据来 参数估计。实际献血时间可分为三段：让献 血者做好准备和插针所需要的时间，采血时 间，拔针及为献血包扎所需要时间。每个时 间是随机的，可根据实际样本数据拟合的分 布产生随机数据来模拟。 • 到达状态通过实际采样来参数估计，一般 高峰时间出现在中午时段