第二篇离散事件系统仿真 第十章离散事件系统仿真基础 101基本概念 刘军,剡昌锋 兰州理工大学 机电学院裂纹所 2006/09/20
第二篇 离散事件系统仿真 第十章 离散事件系统仿真基础 10.1 基本概念 刘军，剡昌锋 兰州理工大学 机电学院裂纹所 2006/09/20
离散事件动态系统 ws(连续变量动态系统) 1)本质上属于物理世界范畴; 2)动态过程服从物理学或广义物理学规律 3)数学模型:微分或差分方程 DEs(离散事件动态系统) 1)本质上属于人造系统范畴; 2)系统状态在离散时间点上发生跃变,状态变化具有 异步性和并发性、不确定性; 3)服从人为的逻辑规则,通常不能用传统的微分或差 分方程描述。 (离散事件触发并决定系统进程;排队论、网络分析、计 划评审、调度排序等研究的对象都可纳入到DEDS的范 畴)
离散事件动态系统 CVDS(连续变量动态系统）： 1）本质上属于物理世界范畴； 2）动态过程服从物理学或广义物理学规律； 3）数学模型：微分或差分方程。 DEDS(离散事件动态系统）： 1）本质上属于人造系统范畴； 2）系统状态在离散时间点上发生跃变，状态变化具有 异步性和并发性、不确定性； 3）服从人为的逻辑规则，通常不能用传统的微分或差 分方程描述。 （离散事件触发并决定系统进程；排队论、网络分析、计 划评审、调度排序等研究的对象都可纳入到DEDS的范 畴）
个例子 单人理发馆系统设上午90开门下午500关 0顾客到达时间一般是随机的为每个顾客服 务的时间长度也是随机的。 0系统的状态:服务台的状态[忙或闲]、顾客 排队等待的队长。 0状态量的变化也只能在离散的随机时间点 上发生
一个例子 单人理发馆系统, 设上午9:00开门, 下午5:00关 门： 顾客到达时间一般是随机的, 为每个顾客服 务的时间长度也是随机的。 系统的状态：服务台的状态(忙或闲)、顾客 排队等待的队长。 状态量的变化也只能在离散的随机时间点 上发生
几个仿真基础概念 实体(临时实体及永久实体): 永久实体是系统处于活动的必要条件;临时实体按 定规律不断地到达(产生),在永久实体作用下通过系 统最后离开系统,整个系统呈现出动态过程 事件(引起系统状态发生变化的行为): “顾客到达”;“顾客离去” 系统事件:系统固有事件,“程序事件”,用于控制仿 真进程 事件表 对系统中的事件进行管理,记录每一发生了的或将要 发生的事件及其相关属性等
几个仿真基础概念 实体（临时实体及永久实体）： 永久实体是系统处于活动的必要条件 ；临时实体按一 定规律不断地到达（产生）, 在永久实体作用下通过系 统, 最后离开系统, 整个系统呈现出动态过程。 事件（引起系统状态发生变化的行为）： “顾客到达” ；“顾客离去”； 系统事件 ：系统固有事件，“程序事件”, 用于控制仿 真进程 事件表 对系统中的事件进行管理，记录每一发生了的或将要 发生的事件 及其相关属性等
几个仿真基础概念 活动(表示两个可以区分的事件之间的过程, 它标志着系统状态的转移): 进程 顾客的到达事件 排队 服务 活动 活动 与该顾客开始接 受服务事件之间一顾到达事件服务开始事件服务结東事 可称为一个活动 图101事件、活动、进程三者关系示意图 0进程(由若干个事件及若干活动组成): 一个进程描述了它所包括的事件及活动间的相互逻辑关 系及时序关系
几个仿真基础概念 活动（表示两个可以区分的事件之间的过程, 它标志着系统状态的转移）： 顾客的到达事件 与该顾客开始接 受服务事件之间 可称为一个活动。 进程 （由若干个事件及若干活动组成）： 一个进程描述了它所包括的事件及活动间的相互逻辑关 系及时序关系。 进 程 排队 活动 服务 活动 顾客到达事件 服务开始事件 服务结束事件 图10.1 事件、活动、进程三者关系示意图
几个仿真基础概念 仿真钟(临时实体及永久实体): 1)离散事件动态系统的状态本来就只在离散时间点上 发生变化,因而不需要进行离散化处理; 2)由于引起状态变化的事件发生时间的随机性,仿真钟 的推进步长则完全是随机的; 3)两个相邻发生的事件之间系统状态不会发生任何变 化,因而仿真钟可以跨过这些“不活动”周期,仿真钟 的推进呈现跳跃性,推进速度具有随机性; 4)时间控制部件是必不可少的,以便按一定规律来控制 仿真钟的推进 统计计数器 在仿真模型中需要有一个统计计数部件以便统计系统 中的有关变量
几个仿真基础概念 仿真钟（临时实体及永久实体）： 1）离散事件动态系统的状态本来就只在离散时间点上 发生变化，因而不需要进行离散化处理； 2）由于引起状态变化的事件发生时间的随机性，仿真钟 的推进步长则完全是随机的； 3）两个相邻发生的事件之间系统状态不会发生任何变 化，因而仿真钟可以跨过这些“不活动”周期，仿真钟 的推进呈现跳跃性，推进速度具有随机性； 4）时间控制部件是必不可少的, 以便按一定规律来控制 仿真钟的推进。 统计计数器 在仿真模型中, 需要有一个统计计数部件, 以便统计系统 中的有关变量
102仿真钟的推进 事件调度法 按下一最早发生事件的发生时间推进 固定增量时间推进: 选择适当的时间单位T做为仿真钟推进时的增量,每推 进一步进行如下处理: (1)该步内若无事件发生,则仿真钟再推进一个单位时间 (2)若在该步内有若干个事件发生,则认为这些事件均发 生在该步的结束时刻
10.2 仿真钟的推进 事件调度法： 按下一最早发生事件的发生时间推进； 固定增量时间推进： 选择适当的时间单位T做为仿真钟推进时的增量, 每推 进一步进行如下处理: (1) 该步内若无事件发生, 则仿真钟再推进一个单位时间 T; (2) 若在该步内有若干个事件发生, 则认为这些事件均发 生在该步的结束时刻
事件调度法 Event Scheduling) 例102单服务台排队系统如单窗口的售票站。设: 41=4-1:+第1-1个与第7个客到达2间6间时间服务员为第个空服务的时间长 度:21=第个客排队等待的时间度C=4+2+8第1:须客离去6时间=第1个 落到时1第个3生91件生21 生时服务员的状态,其中2=1表示忙,4=0表示闲。若定义如下系统事件类型 类型1顾客到达事件;类型2顾客接受服分事件:类型3顾客服务完毕并离去事件; 定义程序事件为仿真运行到1个时间单位例如分钟结束
事件调度法(Event Scheduling) 例10.2 单服务台排队系统, 如单窗口的售票站。设：
事件调度法 Event Scheduling) 1)假定已经得到到达时间间隔随机变量的样本值为: A1=15,42=32,A3=24,A4=40,A=22, S1=43,S2=36,S3=34,S4=28 系统初始状态: qo=0,Z0=0 时间事件服务员状态排队长度 2)事件列表0 仿真开始 15 顾客1到达 47 顾客2到达 0110 顾客1服务完毕 00110 顾客2接受服务 71 顾客3到达 94 顾客2服务完毕 94 顾客3接受服务 50 仿真结束
事件调度法(Event Scheduling) A1 =15, A2 = 32, A3 = 24, A4 = 40, A5 = 22, S1 = 43, S2 = 36,S3 = 34, S4 = 28, q0 = 0, Z0 = 0 1）假定已经得到到达时间间隔随机变量的样本值为: 系统初始状态: 时间 事件 服务员状态 排队长度 0 仿真开始 0 0 15 顾客1到达 1 0 47 顾客2到达 1 1 58 顾客1服务完毕 0 1 58 顾客2接受服务 1 0 71 顾客3到达 1 1 94 顾客2服务完毕 0 1 94 顾客3接受服务 1 0 ... ... ... ... 150 仿真结束 2）事件列表
事件调度法 vent Scheduling) 3)程序框图 顾客到达时间间隔(41) 否 服务员空闲否 是 开始服务 排队等待 经过S 服务完毕 图102单服务台仿真模型
事件调度法(Event Scheduling) 3）程序框图 顾客到达(时间间隔(Ai ) 服务员空闲否 开始服务 服务完毕 顾客离去 排队等待 经过Si 是 否 图10.2 单服务台仿真模型