系统工程导论第五章 系统建模与仿真.ppt

5.5 连续系统仿真与离散系统仿真 ?③ 进程交互法（process interaction） 进程交互法采用进程来描述系统，它将模型中能主动产生活动的实体历经系统时所发生的时间与活动按时间顺序进行组合，形成进程表，一个实体一旦进入进程，它将完成该进程全部的有关活动。 实现时，系统仿真时钟的控制模块采用两张事件表，一张是当前事件表（CEL: Current Event List），它包含了从当前时间点开始有资格执行的事件记录，但尚未判断事件发生的条件（若有的话）是否满足；另一张是未来事件表（FEL: Future Event List）它包含在将来某个仿真时刻发生的事件记录。 5.5 连续系统仿真与离散系统仿真 当仿真时钟推进时，先将实体仿真时钟小于等于系统仿真时钟的事件记录从FEL移到CEL，然后对CEL中的事件记录进行扫描，判断每一个事件记录所属的进程以及在进程中所处的位置。如果该事件发生条件满足（为真），则进入相应的进程，发生相应的活动，只要条件允许，尽可能地走下去，并不改变系统仿真时钟，直到进程结束。如果该事件地发生条件不满足（为假），则退出该进程，继续对CEL中的下一事件记录进行处理。只有当CEL中的所有记录全部处理完后，才继续推进系统仿真时钟，将FEL中的最早发生事件记录移到CEL中进行处理，如此重复，直到仿真结束 5.5 连续系统仿真与离散系统仿真 3）仿真流程图 5.5 连续系统仿真与离散系统仿真 例5-10 单服务台排队系统的仿真（以单人理发店为例） 5.5 连续系统仿真与离散系统仿真 最后统计计算仿真结果如下： a.??? 平均队长＝ b.?? 最大队长＝4 c.?? 系统中平均顾客数＝ d.??? 平均等待时间＝顾客等待时间总和/顾客总数＝24分 e.?? 平均逗留时间＝顾客逗留时间总和/顾客总数＝47.7分 f.??? 服务台总闲期＝9＋2＝11分 g.?? 闲期所占百分比＝11/240＝4.58％ h.?? 总服务顾客数＝14 5.4系统仿真概述 系统仿真的确切概念可以表述如下： 系统仿真是指通过建立和运行系统的计算机仿真模型，来模仿实际系统的运行状态及其随时间变化的运行规律，以实现在计算机上进行试验的全过程。在这个过程中，通过对仿真运行过程的观察与统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。 例如，在某项作战行动计划中，需要制定我军的攻击方案和策略。 根据敌我双方的兵力、武器装备、后勤支援系统的情况等，按照作战规律，建立起敌我双方的作战模型。采用不同情况下设想的作战方案，在计算机上进行仿真试验，就可以获得不同作战方案时，敌我双方战斗力（如兵力、装备、阵地等）指标的变化情况，为指挥官最后确定作战方案提供多方位、多方案的决策依据。 5.4系统仿真概述 从以上的概念和实际问题看到： 首先，系统仿真是一种有效的“实验”手段，它为一些复杂系统创造了一种“柔性”的计算机实验环境，使人们有可能在短时间内从计算机上获得对系统运动规律以及未来特性的认识。 第二，系统仿真实验是一种计算机上的软件实验，因此它需要较好的仿真软件（包括仿真语言）来支持系统的建模仿真过程。 第三，系统仿真的输出结果是在仿真过程中，是仿真软件自动给出的。 第四，一次仿真结果，只是对系统行为的一次抽样，因此，一项仿真研究往往由多次独立的重复仿真所组成，所得到的仿真结果也只是对真实系统进行具有一定样本量的仿真实验的随机样本。因此，系统仿真往往要进行多次试验的统计推断，以及对系统的性能和变化规律作多因素的综合评估。 5.4系统仿真概述 仿真优点： （1）可以研究哪些不可能正确地用解析方法计算的数学模型来描述的复杂的、带有随机因素的现实世界系统。 （2）系统仿真采用问题导向来建模分析，并使用人机友好的计算机软件，使建模仿真直接面向分析人员，他们可以集中精力研究问题的内部因素及其相互关系，而不是计算机编程、调试及实现。 （3）仿真允许人们在假设的一组运行条件下估计现有系统的性能。 （4）仿真比用系统本身做实验能更好地控制实验条件。 （5）仿真使人们能在较短的时间内研究长时间范围的系统（如经济系统），或在扩展时间内研究系统的详细运行情况。 5.4系统仿真概述 仿真的缺点： (1)开发仿真软件，建立运行仿真模型是一项艰巨的工作 (2)系统仿真只能得到问题的一个特解或可行解，不可能获得问题的通解或者是最优解。 (3)仿真建模直接面向实际问题，对于同一问题，由于建模者的认识和看法有差异，往往会得到迥然不同的模型，自然，模型运行的结果也就