第7章 离散事件系统仿真输出数据分析

离散事件系统建模与仿真研究离散事件系统（DES）是现实世界中诸多系统的抽象，其模拟与仿真研究对于系统优化与性能改进具有重要意义。

本文将就离散事件系统建模与仿真研究展开讨论，探究其在实践中的应用和发展前景。

一、离散事件系统的概述离散事件系统是指在离散时间下描述系统的一种数学模型，其特点是系统状态以离散的方式变化，系统行为由事件驱动并发生变化。

与连续系统相比，离散事件系统更贴近真实世界的很多场景，如交通系统、供应链管理和计算机网络等。

通过对离散事件系统进行建模与仿真研究，可以更好地理解系统行为以及利用模型来提升系统性能。

二、离散事件系统建模方法离散事件系统建模是指将实际系统抽象为离散事件系统的过程。

建模的目标是准确地描述系统行为，以便进行进一步的仿真与分析。

在离散事件系统建模中，系统元件、状态、事件以及它们之间的关系是不可或缺的要素。

1. 系统元件离散事件系统的建模过程首先需要确定系统中的元件，这些元件可以是实体、资源或者处理单元。

例如，对于一个制造业的供应链系统，系统元件可以包括供应商、生产线、仓库等。

2. 状态状态用于描述系统元件的属性和行为，它包括系统的内部状态和外部状态。

内部状态指元件内部的变量或属性，如库存量、生产速率等；外部状态指元件与环境的交互，如接收订单、发货等。

3. 事件事件是离散事件系统中的行为触发点，可分为外部事件和内部事件。

外部事件是由系统环境引起的，如用户的请求、供应商的发货等；内部事件则是系统元件内部触发的，如库存量低于阈值、生产任务完成等。

三、仿真模拟与性能评估离散事件系统建模的目的是为了进行仿真模拟与性能评估，通过对系统模型进行仿真，可以获取系统在不同状态下的行为与性能指标。

仿真模拟可以基于真实数据或者随机数据，通过引入事件触发机制，模拟系统的运行过程。

1. 模型验证在进行仿真模拟之前，需要首先验证建立的离散事件系统模型的正确性。

模型验证可以通过与实际系统进行对比和验证来确保模型的准确性。

广东省高等教育自学考试《物流系统工程》（课程代码：07724）课程考试大纲目录一、课程性质与设置目的二、课程内容和考核目标第1章物流系统与系统工程1.1 现代物流及其特征1.2 系统的概念1.3 物流系统的概念1.4 系统工程的概念及基础理论1.5 物流系统工程的基本方法及主要内容1.6 系统方法在企业配送系统中的应用案例第2章物流系统要素及其集成2.1 物流系统的流动要素2.2 物流系统的功能要素2.3 物流系统的支撑要素2.4 物流要素的冲突与集成2.5 中远物流系统集成案例第3章物流系统分析3.1 系统分析概述3.2 物流系统分析的本质及内容3.3 物流系统的目标分析3.4 物流系统的结构分析3.5 物流子系统分析第4章物流系统建模4.1 系统模型概述4.2 物流系统建模方法4.3 常见的物流系统模型第5章物流系统需求预测5.1 系统预测概述5.2 物流系统需求预测特征5.3 物流需求预测的定性方法5.4 物流需求预测的定量方法5.5 基于神经网络的物流系统预测法5.6 H商用车公司区域市场需求预测案例第6章物流系统规划6.1 物流系统规划的层次及内容6.2 区域物流系统规划6.3 物流网络规划的基本问题6.4 物流设施选址优化6.5 物流运输组织及调度决策6.6 运输车辆路径优化第7章物流系统仿真7.1 物流系统仿真概述7.2 离散事件系统仿真基础7.3 离散事件系统仿真输出数据分析7.4 物流系统仿真在集装箱港口中的应用第8章物流系统综合评价8.1 物流系统综合评价的概念及重要性8.2 物流系统评价的指标体系8.3 物流系统的单项评价方法8.4 评价指标综合法8.5 模糊综合评价8.6 物流系统综合评价案例第9章物流系统决策9.1 物流系统决策的基本内容9.2 第三方物流决策9.3 风险型物流决策9.4 不确定型物流决策9.5 库存控制与决策9.6 物流管理决策支持系统三、关于大纲的说明与考核实施要求附录：题型举例一、课程性质与设置目的（一）课程的性质与特点现代物流学最为重要的观点之一就是认为物流的个环节之间存在着相互关联、相互制约的关系，它们是作为一个有机整体的一部分而存在的，这个有机整体就是物流系统，因而，系统性是现代物流学最基本的特性；尤其是在物流系统的规划、管理和决策过程中，各子系统之间存在着大量的效益悖反现象。

实验二离散事件系统仿真实验目录实验题目 (1)一、实验目标 (1)二、实验原理 (1)1. 排队系统的一般理论 (1)2. 离散系统常用的仿真策略 (2)3. 本实验采用单服务台模型 (3)4. 仿真运行方式 (3)三、理论分析 (4)1. 涉及的基本概念 (4)2. 仿真的总体规划设计 (5)四、建模过程 (7)1. 思路分析 (7)2. 仿真策略 (7)3. 事件列表 (8)4. 变量定义 (8)5. 系统流程框图 (9)五、仿真源程序（Matlab） (10)六、结果分析 (12)七、感受及建议 (15)实验题目实体（临时实体）到达模式：实体到达模式是顾客到达模式，设到达时间间隔Ai 服从均值5min A β=的指数分布/1()(0)A A A f A e A ββ−=≥服务模式：设服务员为每个顾客服务的时间为Si .它也服从指数分布，均值为4minS β=/1()(0)S S s f S e S ββ−=≥服务规则：由于是单服务台系统，考虑系统顾客按单队排列，并按FIFO 方式服务一、实验目标通过单服务台排队系统的方针，理解和掌握对离散事件的仿真建模方法，以便对其他系统进行建模，并对其系统分析，应用到实际系统，对实际系统进行理论指导。

二、实验原理1. 排队系统的一般理论一般的排队系统都有三个基本组成部分：（1）到达模式：指动态实体（顾客）按怎样的规律到达，描写实体到达的统计特性。

通常假定顾客总体是无限的。

（2）服务机构：指同一时刻有多少服务设备可以接纳动态实体，它们的服务需要多少时间。

它也具有一定的分布特性。

通常，假定系统的容量（包括正在服务的人数加上在等待线等待的人数）是无限的。

（3）排队规则：指对下一个实体服务的选择原则。

通用的排队规则包括先进先出（FIFO），后进先出（LIFO），随机服务（SIRO）等。

2. 离散系统常用的仿真策略（1）事件调度法（Event Scheduling）：基本思想：离散事件系统中最基本的概念是事件，事件发生引起系统状态的变化，用事件的观点来分析真实系统。

离散事件系统仿真方法离散事件系统仿真方法（DES）是一种表达系统行为的数学模型，在计算机科学和工程领域中得到广泛应用。

DES主要用于对系统的离散事件进行建模和模拟，离散事件是系统中可以显著影响系统行为的事件，这些事件的发生时间是离散的，它们之间是分开的。

下面介绍几种常用的离散事件系统仿真方法：1. 事件列表驱动（Event List Driven）：事件列表驱动方法是最基本的 DES 方法。

在这种方法中，所有可能发生的事件都被列在一个事件列表中，事件按照发生的时间顺序排列。

仿真器会检查事件列表中最早发生的事件，并将系统状态更新到该事件发生的时间点。

然后仿真器会触发该事件，并处理该事件引发的状态变化。

2. 过程导向（Process Oriented）：过程导向方法是一种更高级的DES 方法。

在这种方法中，系统被分解为一系列并发的过程，每个过程负责处理一类事件。

过程之间通过消息传递进行通信和同步。

仿真器会根据系统的当前状态选择一个过程，并将事件分发给该过程进行处理。

过程在处理事件时可以触发其他事件。

3. 状态类（State-based）：状态类方法是一种根据系统状态的改变来驱动仿真的方法。

在这种方法中，系统的状态由一组状态变量来表示，仿真器会根据系统当前状态和一组状态转移规则来选择下一个事件的发生时间和类型。

状态类方法更适合描述那些状态随时间变化比较复杂的系统。

在进行离散事件系统仿真之前，需要确定系统中所有可能发生的事件和它们的发生时间。

一般来说，确定事件和发生时间是根据系统的规范和需求来完成的。

此外，仿真器还需要记录和输出仿真结果，以便进行分析和评估。

离散事件系统仿真方法在很多领域都有应用。

例如，在运输领域，可以使用DES方法来优化交通流量和路网规划。

在制造业中，可以使用DES 方法来优化生产线的布局和调度。

在通信领域，可以使用DES方法来评估无线网络的性能和信道分配策略。

综上所述，离散事件系统仿真方法是一种用于模拟和分析系统行为的重要工具。

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。