第4章离散事件系统建模方法1030
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离散事件系统建模与分析离散事件系统是指一个系统中发生的事件是离散的,即在时间上是不连续的。
这种系统通常是由一系列状态和转移组成的。
离散事件系统建模与分析是一种用来描述该系统的方法,它可以通过数学和计算理论来分析系统的行为和性能。
建模离散事件系统可以通过状态转换图进行建模。
状态转换图一般包含有限个状态和转移,它用来描述系统在不同状态下的转移条件。
状态转换图中每个节点表示系统的一个状态,例如,某个物流系统中的一个节点表示快递包裹的“妥投”状态。
节点之间的有向边表示系统从一个状态转移到另一个状态所需满足的条件。
例如,物流系统中从“已发货”转移到“妥投”状态需要快递包裹被签收。
另外,离散事件系统还可以用有限状态自动机进行建模。
有限状态自动机是一种用来描述状态转移的数学模型,它由有限个状态和转移组成。
有限状态自动机可以通过状态转移函数来描述状态之间的转移条件。
例如,某个售货机系统可以用有限状态自动机来描述,当顾客付款后,自动机会检测付款金额是否足够,如果足够,则发放商品并退还余额,否则提示顾客继续添加。
分析离散事件系统的行为和性能可以通过模型检测来分析。
模型检测是一种自动化的方法,它可以对系统模型进行分析和验证。
模型检测可以用来验证系统是否符合某些规定和约束条件,例如,某个互联网应用程序的数据传输是否符合协议规范。
另外,离散事件系统还可以用仿真来进行行为和性能的分析。
仿真是一种通过计算机模拟的方法来描述系统的行为和性能。
仿真可以通过随机事件来模拟系统的实际行为,例如,某个交通信号灯系统中,车辆的到达和离开时间可以用随机的方式来模拟。
结论离散事件系统建模与分析是一种重要的方法,它能够帮助系统设计者更好地理解和控制系统的行为和性能。
离散事件系统可以通过状态转换图和有限状态自动机进行建模,通过模型检测和仿真来分析系统的行为和性能。
离散事件系统建模与分析在工业控制、互联网应用、交通运输等各个领域都有着广泛的应用。
离散事件系统的建模与仿真研究离散事件系统(Discrete Event System,DES)是指由一系列离散事件组成的系统,其状态随时间点发生离散性的变化。
DES作为一种重要的描述和分析系统的工具,在工业、交通、通讯、金融等领域中得到了广泛的应用。
如何对离散事件系统进行建模和仿真研究,是当前研究的热点和难点之一。
一、离散事件系统建模离散事件系统的建模一般分为三个结构层次:事件层次、状态层次和行为层次。
1.事件层次事件层次是最高层次,定义了系统所有可能的事件和事件发生的时刻。
每个事件都有其自身的类型和时间戳,时间戳确定了事件发生的时刻。
对于同一类型的事件,可以区分其源头和目的地,进而描述事件之间的依赖关系。
2.状态层次在事件层次的基础上,系统的状态层次定义了系统中存在的状态集合,每种状态都有其自身的定义,包括了系统变量的取值,如流量、压力、速度等。
状态的改变是由事件的发生所触发的。
状态层次是描述系统的重要结构层次,不同状态之间可以描述系统运行的不同模式。
3.行为层次行为层次定义了事件与状态之间的关系,描述了事件发生所引起的状态变化。
在行为层次中,可以描述不同事件类型下的状态转移,以及每种状态下的事件类型和发生时间。
行为层次是系统的最底层,包含了所有可观测性质和系统性能的信息。
二、离散事件系统仿真仿真是模拟真实系统行为的过程,在离散事件系统研究中,仿真是验证模型正确性和性能指标的一种有效手段。
1.仿真方法离散事件系统仿真一般分为两种方法:基于事件驱动的仿真和流程中心仿真。
基于事件驱动的仿真是离散事件系统的常用仿真方法。
其基本思想是在仿真的过程中,以事件为驱动条件,在每个事件发生的时刻,进行状态的改变和事件的处理,从而实现系统状态的模拟。
基于事件驱动的仿真具有高效、灵活等优点,在应用中得到了广泛的应用。
流程中心仿真是基于业务逻辑流程的仿真方法。
该方法将流程看作系统的基本单位,通过对流程中各项任务的调度和业务逻辑的处理,得出系统的行为和性能指标。
离散事件系统建模方法论离散事件系统是由一系列特定事件组成的系统,每个事件都是离散的,即在一段时间内只发生一次,与此相对的是连续事件系统。
离散事件系统广泛应用于工业、交通、电子、金融等领域,在系统建模和控制中起到重要作用。
本文就离散事件系统建模方法论进行探讨。
一、离散事件系统的特性离散事件系统具有以下几个特性:1. 系统状态具有离散性。
2. 事件是一个重要组成部分且发生的时刻难以预测。
3. 系统状态只有在事件发生时才会发生变化。
4. 事件与状态转移有直接关系。
由于离散事件系统具有这些特性,因此建模时应该将这些特性纳入考虑。
二、建模方法论离散事件系统建模的基本方法包括:状态转移图法、Petri网法、自动机法、时序图法等。
1. 状态转移图法状态转移图法是一种离散事件系统建模方法,其核心思想是将系统的状态与事件相结合。
状态转移图法主要由以下几个部分组成:①系统状态集合。
②从一个系统状态到另一个系统状态的转移条件。
③从一个系统状态到另一个系统状态的转移动作。
④特定条件下事件的发生。
状态转移图法的优点在于其能够清晰地反映出系统中状态之间的关系,方便后续分析和控制决策。
2. Petri网法Petri网是由基尔霍夫(G. K. Chkhov)于1962年提出,是一种结构图形表示、描述并行系统运行行为的方法。
Petri网法主要由以下几个部分组成:①模型中所包含的各种元素。
②元素间的关系及规则。
③模型中元素的特性。
④模型的描述语言及语法。
Petri网法与状态转移图法相比,其表示能力更强,可描述更加复杂的系统结构和行为。
3. 自动机法自动机是一种能够自主进行动作和响应的离散事件系统。
在自动机法中,系统的行为由内部处理过程和输入/输出信号共同决定。
自动机法主要由以下几个部分组成:①状态集合。
②从一个状态到另一个状态的转移条件。
③输入/输出信号。
④内部处理过程。
自动机法适用于快速响应、实时控制等需要快速决策的系统。
4. 时序图法时序图法是一种对系统时间序列进行表示的方法。
离散事件系统建模和仿真一、介绍离散事件系统(DES)是由一些离散事件组成的系统,其中每个事件在时间上单独发生。
相比于连续系统,离散事件系统更适用于那些事件是离散的、不规则的、或者随机发生的系统。
离散事件系统建模和仿真是对这类系统进行分析和设计的过程,通过这些方法可以更好地理解和预测系统的行为,进而通过优化策略来提高系统的效率和性能。
本文将详细介绍离散事件系统建模和仿真的过程,包括系统建模、模拟和结果分析等方面的内容。
二、离散事件系统的建模离散事件系统建模是指将一个复杂的离散事件系统转化为一种简单的数学模型,以便于进一步的分析和设计。
其基本思路是将系统中的各种事件抽象出来,并对它们的相互关系进行建模和描述。
1.系统建模的基本方法离散事件系统的建模可以使用不同的数学工具,其中最常用的是Petri网、时序图和状态转换图。
(1)Petri网Petri网是一种用于描述离散事件系统的数学工具,其基本思想是将系统中的各种事件抽象成为“事务所(Place)”和“变迁(Transition)”两种基本元素,并通过“输入库所”和“输出库所”等逻辑关系来描述它们之间的交互关系。
(2)时序图时序图(Sequence Diagram)是UML中的一种建模工具,它是用于描述系统中对象之间的交互关系和时间顺序的图形。
通过时序图可以清楚地描述系统中各个事件的执行顺序和相互关系。
(3)状态转换图状态转换图是一种用于描述系统状态及其转移关系的图形工具。
通过状态转换图可以清楚地描述系统从一个状态转换到另一个状态时所需的条件和操作,有助于深入理解系统的行为和设计流程。
2.离散事件系统建模的步骤离散事件系统建模通常需要经历下面的几个步骤:(1)定义系统范围确定模型应涵盖的系统范围,并定义所需的资源和参数,以便进行建模和仿真。
(2)设定事件种类将系统中的事件抽象成离散事件,并对每种事件进行详细的定义和描述。
(3)建立转移关系根据系统的事件种类和执行流程,建立各个事件之间的转移关系模型,以便描述它们之间的交互关系。
离散事件系统的建模及仿真离散事件系统(DES)是由一组离散的事件组成的系统,这些事件发生的时间是不连续的,而是符合某些随机分布的。
其中最典型的例子就是计算机网络系统和制造业系统。
为了研究系统的行为和性能,需要进行建模和仿真。
一、离散事件系统模型离散事件系统模型主要分为:1. 离散时间模型离散时间模型将时间视作离散的时间点,系统状态在各个时间点之间发生变化。
变化是由离散事件引起的。
2. 连续时间模型连续时间模型将时间视作连续的时间流,系统状态是在时间流中按照连续方式演化的。
如具有阶段性和可重复性的工业生产过程。
3. 混合时间模型混合时间模型同时兼具离散和连续的特点。
如涉及到无线网络时,用户的驻留时间属于连续时间,用户数量的变化属于离散事件。
二、离散事件系统仿真离散事件系统仿真一般采用事件驱动的方法。
将系统分为若干模块,在每个模块中,定义被模拟的事件,并计算事件发生的时间和所带来的影响。
事件驱动仿真的主要思路是:1. 仿真的初期,将系统的状态初始化为所设定的状态,用“时钟”来模拟时间。
2. 仿真系统通过时钟来不断加倍地运行,等到仿真过程中需要出现事件的时候,就跳出当前仿真的运动,而声明事件的发生时间。
3. 标记事件后,仿真系统可以基于某种策略对事件进行排队,然后按照时间的先后顺序进行运行。
4. 在仿真的过程中,会根据发生的事件得出相应的结果,保存在仿真结果的数据结构中,用于后续的仿真分析。
离散事件系统仿真时要注意的地方:1. 对于大型系统,由于其状态空间太大,会导致模型的运行时间过长,从而影响仿真的效率。
2. 因为模型已经不仅仅是数学模型而是物理模型,所以需要考虑仿真结果的表示方法。
3. 仿真结果的分析是非常必要的,而且分析需要进行统计,统计方法必须要掌握。
三、离散事件系统的应用1. 计算机网络系统计算机网络系统中涉及到的很多问题都可以使用离散事件系统模型进行仿真。
如路由选择问题、网络拥塞问题、网络性能评估等。
离散事件系统建模方法研究离散事件系统(Deterministic Event System, DES)是一类复杂的动态系统,其特点是离散、非线性和分布式。
在工业自动化、交通控制、信息安全等领域中,离散事件系统的应用越来越广泛。
为了更好地理解离散事件系统,人们需要对其进行建模和分析。
本文将介绍离散事件系统建模方法的研究现状,并讨论其优缺点和未来发展趋势。
一、常用的离散事件系统建模方法目前,常用的离散事件系统建模方法主要有Petri网、时序逻辑、状态迁移图等。
其中,Petri网是最常用的一种。
1.Petri网Petri网是一种描述并行计算的数学工具,由苏联数学家卡尔曼·彼得里发明。
它适用于建模具有并发行为的系统,如通信协议、电子商务系统、工业生产流程等。
Petri网有三种元素:库所、变迁和弧。
库所表示容器或媒介,变迁表示系统中的动作或事件,弧表示库所和变迁之间的联系。
Petri网的主要优点是直观易懂,能够有效地在计算机上模拟和验证,并具有强大的表达能力。
但其不足之处在于规模较大的Petri网建模存在复杂性,很难找到规模较大Petri网的状态,分析算法较为困难,维护和修改Petri网需要耗费大量的时间和精力。
2.时序逻辑时序逻辑是一种形式化的、用于描述计算机程序和协议的语言。
它主要应用于计算机科学、人工智能和认知科学等领域。
时序逻辑可以表达事实和关系的数量,也可以利用定理证明工具对它们进行分析。
时序逻辑将系统行为抽象成为时间序列,并在此基础上定义了各种命题、关系和算符。
时序逻辑由于特别关注时间因素,适用于描述存在状态变化和时间依赖的系统。
时序逻辑的优点在于使用方便、表达范围广泛,但由于过于理论性和抽象性,它难以应用于实际问题的建模。
3.状态迁移图状态迁移图(State Transition Diagram)是一种描述状态机的图形语言。
状态机是一种抽象模型,描述系统在不同状态下进行的相应行为。
离散事件系统的建模与仿真离散事件系统(DES)是一种常见的系统类型,它由一些离散的元素组成,这些元素之间通过离散事件相互作用。
模拟离散事件系统需要进行组成部分的构建和描述,一般采用离散事件系统建模和仿真的方法。
离散事件系统建模离散事件系统建模通常采用时序图和状态转换图两种方式来进行表示。
其中,时序图是一种形象化的描述方式,它按时间顺序展示系统中事件的发生,并说明各事件的相对顺序。
时序图的每个事件表示一个操作,其它一些描述信息可以通过各种形式进行附件表示。
而状态转换图描述了离散事件系统的状态以及外部事件、系统开始和结束等。
具体的来说,在模拟系统中,每个离散事件的发生和动作都必须被记录下来。
一般地,采用有限状态机(FSM)建模来实现对于系统状态的描述。
因为有限状态机的处理方式非常高效,能够生成有效的代码,也更容易被人所理解。
离散事件系统仿真仿真是一种用于实验和分析的方法,它在系统没有完全建成之前,可以先对模型进行分析和检查。
仿真是一种虚拟现实技术,可以在模型中重现所关注的事件和对象,以便进行分析和测试。
仿真需要将之前建立的时序图和状态转换图扩展为一个可以进行计算和处理的状态空间。
简单说,仿真就是可以对建立模型进行计算,得到仿真结果的模拟过程。
在仿真过程中,用户可以任意改变系统中所需要的条件和参数值,也可以选择与系统进行交互,以检测所关注行为是否能够按预期的方式发生。
这样才能对系统进行精细优化,以满足设计要求。
离散事件系统常见的仿真软件有 MATLAB、Simulink、Matlab/Simulink、Python、Devs、Arena等。
其中,MATLAB/Simulink因其功能强大、便于获取和学习以及广泛应用在仿真领域,得到大多数人的青睐。
总结离散事件系统建模和仿真是一种必要的方法,因为采用这种方法可以帮助用户更准确地了解设计,修改和优化现实系统的行为,并且将设计过程变得更加灵活、可靠和可预测。
离散事件系统建模与控制离散事件系统(DES)是指由一系列离散事件组成的系统,它们之间的相互作用是基于事件的发生和触发。
离散事件系统建模与控制是对这些系统进行描述、分析和控制的过程。
本文将从离散事件系统的定义、建模方法和控制策略等方面进行探讨。
一、离散事件系统简介离散事件系统是一类可以描述为离散事件的数学模型。
它由一组状态、事件和转移函数组成。
状态表示系统在某一时刻的属性,事件表示可能导致状态变化的行为,而转移函数描述了状态和事件之间的关系。
离散事件系统具有离散性、异步性和并发性等特点。
二、离散事件系统建模方法在进行离散事件系统建模时,需要选择合适的建模方法以准确描述系统的行为。
常用的离散事件系统建模方法包括Petri网、有限状态机和时序逻辑等。
1. Petri网Petri网是一种图形化的离散事件系统建模方法。
它通过使用库所、变迁和弧线等元素来描述系统的状态、事件和状态转移过程。
库所表示系统的状态,变迁表示事件,而弧线表示状态之间的转移关系。
通过构建Petri网模型,可以对系统的行为进行形式化描述和分析。
2. 有限状态机有限状态机是一种基于状态转移的离散事件系统建模方法。
它由一组状态、输入事件和输出动作组成。
状态表示系统的内部状态,输入事件触发状态转移,而输出动作表示由状态转移引起的动作。
有限状态机通常使用状态转移图或状态转移表来表示系统的行为。
3. 时序逻辑时序逻辑是一种基于逻辑表达式的离散事件系统建模方法。
它通过使用时序逻辑公式描述系统的行为约束和性质要求。
时序逻辑利用逻辑运算符、时态操作符和时态量词等来表达系统中的事件发生序列和状态转移关系。
三、离散事件系统控制策略离散事件系统控制的目标是确保系统按照预定的行为模式运行并满足性能要求。
为了实现这一目标,可以采用多种控制策略,如启发式控制、优化控制和自适应控制等。
1. 启发式控制启发式控制是一种基于经验规则和专家知识的控制策略。
它通过分析系统的行为特征和性能指标来制定相应的控制策略。
第四章 离散事件系统如前所述,根据变量的性质,可分为连续事件系统和离散事件系统。
连续事件系统的状态变量随时间连续变化,其主要特征可通过微分方程描述。
离散事件系统的状态仅在离散的时间点上发生变化,而这些离散时间点一般不确定,即离散事件系统内部的状态变化是随机的,同一内部状态可以向多种状态转变,这种变化只在随机时间点发生,且在一段时间内保持不变。
系统内部状态的变化虽然遵循一定的统计规律,却很难用函数描述。
因此,离散事件系统的建模有其独特性,本章讨论离散事件系统模型及其建模方法。
第一节 离散事件系统模型一、离散事件系统的基本要素离散事件系统的类型虽然多种多样,但它们的主要组成要素基本相同。
从仿真的角度,离散事件系统由实体(entity )、活动(activity )、资源(resource )以及控制(control )等基本要素构成(见图4-1-1)。
(一)实体(entity )构成系统的各种成分称为实体。
实体是经过系统处理的事项。
例如产品、顾客、文件等等。
实体用诸如成本、形状、优先权、质量等特征予以定义。
实体可分为:1. 生命体(如顾客、病人等); 2. 无生命体(如文件、纸币、帐单等);3. 无法感知的事物或无形物(如电话、电子邮件等)。
与实体相关的一个重要概念是属性(attributes ),属性反映实体的某些性质,其集合描述实体的状态。
例如,在超市服务系统中,顾客是一个实体,性别、身高、年龄、到达时间、服务时间和离开时间等是他的属性。
一个客观实体有很多属性,对特定系统而言,并非所有属性与所研究问题有关,如顾客的性别、身高、年龄与超市服务的关系不大,则不必作为顾客的一个属性,而顾客到达时间、服务时间和离开时间是研究超市服务效率的重要依据,则是超市服务系统中的顾客属性。
(二)活动(activity )导致系统状态发生变化的过程称为活动。
例如,对顾客的服务、对设备的一次大修、更换设备某一部件,在仿真中均属于一项活动。
离散事件系统的建模与分析研究在现代工业与交通运输系统中,离散事件系统广泛应用。
离散事件系统通常包含异步的离散事件以及在离散事件下起作用的连续流程。
通过对离散事件系统建模与分析,可以帮助我们深入理解各种系统的本质,优化系统的运转,实现目标的最大化。
一、什么是离散事件系统?离散事件系统(DES)是指任何基于事件序列的系统,这些事件刻画了离散的阶段或是状态转换。
在离散事件系统中,时间是由事件间隔组成的离散序列。
对于离散事件系统,常规的建模方法是使用转移系统进行建模。
在一个转移系统中,状态是离散的且可以抽象出来的,而且状态之间的转移取决于存在的事件。
因此,离散事件系统建模可以采用状态迁移图和Petri网等方法。
二、建立模型的过程离散事件系统的建模过程可以分为以下几个步骤:第一步,识别离散事件离散事件系统中的事件是由系统中不同部分之间的信息传递或是导致系统状态变换的外部刺激引起的。
离散事件的类型可以根据其原因来进行分类,例如人工操作、控制型的事件、故障等。
第二步,确定状态离散事件系统在不同的时刻由不同的状态,这些状态可以根据系统中各个运行变量的状态来描述。
例如,一个状态可以描述机器是否正在运行、故障、维护或检修。
第三步,绘制状态迁移图状态迁移图是一个有向图,节点表示离散状态,边表示离散事件,通过状态之间边的转移表示整个系统的运行过程。
状态迁移图可以使用绘图工具进行绘制。
第四步,执行性能评估对于构建的状态迁移图,可以使用性能评估工具进行验证和优化。
在性能评估中,主要考虑系统的吞吐量、延迟和资源利用率等指标。
三、常规离散事件系统的应用离散事件系统被广泛应用于制造业、交通运输系统、卫生保健等行业。
具体的应用包括:1. 生产流程控制离散事件系统常常被用于优化生产流程,例如对先进的制造业生产线进行时间和资源优化。
2. 交通运输系统优化在交通管理和控制中,离散事件系统被用于路网优化、道路维护安排和运营计划制定。
3. 卫生保健离散事件系统被用于模拟急诊室排队机制、队列管理和资源利用率优化。
离散时间系统的模型化方法离散时间系统是一种在离散时间点上进行工作或发生事件的系统。
在许多领域中,离散时间系统的建模和分析起着重要的作用。
本文将介绍离散时间系统的模型化方法,并探讨其中的一些常用技术和工具。
1. 离散时间系统的概述离散时间系统是一种在离散时间点上进行工作或发生事件的系统,与连续时间系统相对应。
它可以描述在不同时间点上系统的状态和行为,并通过离散事件或状态转换来表示系统的演化过程。
2. 离散时间系统的建模为了对离散时间系统进行建模,我们需要选择合适的模型来描述系统的特征和行为。
常用的离散时间系统建模方法包括有限状态自动机、时序逻辑、Petri网等。
2.1 有限状态自动机有限状态自动机(Finite State Machine, FSM)是一种常用的离散时间系统建模方法。
它将系统的状态和状态之间的转换表示为有向图,并通过定义状态转换函数和输出函数来描述系统的行为。
2.2 时序逻辑时序逻辑是一种基于时序关系的离散时间系统建模方法。
它通过定义时钟信号和状态变量来描述系统的行为,并使用逻辑门和触发器来表示时钟和状态之间的关系。
2.3 Petri网Petri网是一种图形模型,用于描述由各种系统组成的离散事件系统。
它由一组位置、迁移和弧所组成,通过定义状态转换和资源竞争来描述系统的行为。
3. 离散时间系统的分析一旦完成离散时间系统的建模,我们可以利用模型进行系统的分析和验证。
常用的离散时间系统分析方法包括模型检测、仿真和形式化验证。
3.1 模型检测模型检测是一种形式化验证方法,用于检查系统模型是否满足特定的性质。
它通过枚举状态空间和验证性质来判断系统是否满足某些要求。
3.2 仿真仿真是一种通过模拟系统行为来评估系统性能和行为的方法。
通过在离散时间系统模型上进行仿真,我们可以观察系统在不同时间点上的行为和状态。
3.3 形式化验证形式化验证是一种数学和逻辑方法,用于验证离散时间系统的正确性。
它通过定义性质和使用形式化规约和证明来验证系统是否满足这些性质。
离散事件系统的建模仿真技术摘要:在现代社会,系统仿真,特别是离散事件系统仿真,已成为各种科研领域的研究热点,也是国家和国防关键技术发展计划之一。
离散事件系统是一类在工程技术、经济、军事等领域常见的系统,它们的状态在一些不均匀的离散时刻发生变换且状态变换的内部机制比较复杂,往往无法用常规的数学方法来描述,而离散事件系统仿真是当前研究这一类系统的最有用处的方法之一。
本文主要介绍了离散事件系统的概念、特点、要素、建模步骤,并以售票窗口服务系统为例介绍了建模的主流方法,即实体流图法和活动周期图法。
关键词:离散事件系统;仿真;建模一、离散事件系统仿真一般概念1、离散事件系统(Discrete Event System,DES):指系统的状态在一些离散时间点上由于某种事件的驱动而发生变化。
2、离散事件系统的特点(1)系统中的状态只是在离散时间点上发生变化,而且这些离散时间点一般是不确定的;(2)系统中的状态变化往往无法用数学公式表示;(3)描述方式通常为图、表等接近自然语言的方式;(4)时间是仿真中的一个关键变量;(5)离散事件系统总包含排队过程[1]。
3、离散事件系统的要素(1)实体(Entity):组成系统的物理单元。
永久实体:在整个仿真过程中始终存在。
也称被动实体。
临时实体:在系统中只存在一段时间。
也称主动实体、活动实体。
(2)属性(Attributes) :是指某一实体的特性,是实体所拥有的全部特征的一个子集,用特征参数变量表示。
(3)状态(Status) :是指系统在某一时刻实体及其属性值的集合。
机器的状态:{开、停};或者{忙、空闲、停止} 。
状态可作为动态属性进行描述。
(4)事件(Event) : 引起离散事件系统状态发生变化的行为。
(5)活动(Active) : 引是实体在两个事件之间保持某一状态的持续过程。
顾客到达事件与顾客开始接受服务事件之间可以称为排队活动。
服务开始与服务结束之间存在顾客接受服务活动。
第4章离散事件系统仿真方法4.1离散事件系统仿真一般概念4.1.1 一般概念离散事件系统:系统中的状态只在离散时间点上发生变化,而且这些离散时间点一般是不确定的。
系统状态是离散变化的,而引发状态变化的事件是随机发生的,因此这类系统的模型很难用数学方程来描述。
随着系统科学和管理科学的不断发展及其在军事、航空航天、CIMS和国民经济各领域中应用的不断深入,逐步形成一些与连续系统不同的建模方法:流程图、网络图等。
离散事件系统建模与仿真的基本概念:⑴实体:是描述系统的三(四)要素之一,是系统中可单独辨识和刻画的构成要素。
如:工厂中的机器,商店中的服务员,生产线上的工件,道路上的车辆等。
从仿真角度看,实际系统就是由相互间存在一定关系的实体集合组成的,实体间的相互联系和作用产生系统特定的行为。
实体可分为两大类:临时实体和永久实体临时实体——在系统中只存在一段时间的实体。
一般是按一定规律由系统外部到达系统,在系统中接受永久实体的作用,按照一定的流程通过系统,最后离开系统。
临时实体存在一段后即自行消失,消失有时是指实体从物理意义上退出了系统的边界或自身不存在了;有时仅是逻辑意义上的取消,意味着不必再予以考虑。
如:进入商店的顾客、路口的车辆、生产线上的工件、进入防空火力网的飞机、停车场的汽车等。
永久实体——永久驻留在系统中的实体。
是系统产生功能的必要条件。
系统要对临时实体产生作用,就必须有永久实体的活动,也就必须有永久实体。
可以说临时实体与永久实体共同完成了某项活动,永久实体作为活动的资源而被占用,如:理发店中的理发员、生产线上的加工装配机械、路口的信号灯等。
临时和永久是相对的属性和行为相同或相近的实体可以用类来描述,这样可以简化系统的组成和关系。
如:理发店服务系统可以看成是由“服务员”和“顾客”两类实体组成的,两类实体之间存在服务与被服务的关系。
⑵属性是实体特征的描述,一般是系统所拥有的全部特征的一个子集,用特征参数或变量表示。