• 进程是由若干个事件和若干个活动组成，它描述了事 件及活动之间的相互逻辑关系及时序关系。
[例2] 在一个有较大水位落差河段上的船闸运行系统，从上游 新来的船只到达船闸时，进行排队，排到时，船闸打开，船只 过闸，最后船只离开船闸。 该系统的实体、事件、活动和进 程，它们之间的关系？
实体：船只为临时实体，船闸为永久实体.
• “事件”是在离散时刻随机发生的，利用仿真技术进 行研究分析，可以了解它们的动态运行规律，从而帮 助人们做出决定，比如是否需要增加新的市场和银行， 合理的调度车辆和安排工序。
1.离散事件系统与模型
连续系统与离散事件系统仿真的区别
• 在连续系统数字仿真中，时间通常被分割成均等或非 均等的时间间隔，并以一个基本的时间间隔计时。
• 离散事件的仿真技术研究，在国内是近二十多年才开始的， 受到计算机技术、信息处理技术、控制技术、人工智能技 术等新技术的影响而发展。
• 对于离散事件构成的离散事件系统或连续-离散混合系统 的研究，逐渐成为仿真技术应用的一个重要分支领域
1.2 离散事件系统的基本要素
•离散事件系统的一些基本要素包括：实体、活动、事件等. • 以超市购物系统为例： [例1] 某超市西南科技大学分店，共有8个服务台供顾客结帐， 营业时间为9：00 – 22：00，顾客选购完商品到服务台结帐的 时间是随机的，而且各自独立，每位顾客接受服务的时间长短 也是随机的。描述该系统的状态，可以是：
–服务台的状态：忙，闲 –顾客排队等待的队长：0，1，2，…
顾客进入
顾客排队
系统
超市系统 临时实体
接受服务的顾客 服务员
永久实体
顾客离 开
a. 实体(Entity)
• 临时实体：只存在一段时间，由系统外部到达和进入系统。如超市系 统里的顾客，该临时实体随机到达系统，经过服务员的服务，然后离 开系统。那些已经在超市选购但并未到服务台结帐排队的不能称为该 系统的实体。
c. 活动(Activity)
• 离散事件中的活动，通常用于表示两个可以区分的事件之间的过程， 是实体在两个事件之间保持某一个状态的持续过程。 它标志着系 统状态之间的转移。
• “排队活动”标志着排队队长发生变化，“接受服务活动”使队长 变化或服务员由“忙”到“闲”。
d. 进程(Process)
f. 统计计数器(Statistic Counter)
• 离散事件的状态变量随事件的不断发生呈现出动态变化，这种变化 是随机的，所以某一次运行是随机过程的一次取样，只有在统计意 义下才有参考价值.
• 如超市系统中，顾客到达的时间具有随机性，服务员为每位顾客服 务的时间也是随机的。因此，在某一时刻，系统状态：排队队长或 服务员的忙、闲状态都是完全不确定的。 从系统分析来看，感兴趣 的是系统的平均步长，顾客的平均等待时间，服务员的利用率等。
主要内容
1. 离散事件系统与模型 2. 离散事件仿真 3. 排队系统的仿真 4. Petri网络仿真
1.离散事件系统与模型
• 离散事件系统大量地存在于我们周围，比如： –超级市场管理系统：顾客可以做出影响系统的“事 件” –银行服务系统：顾客 –公交管理系统：上下车的旅客 –车间加工调度系统：等待加工的零件
第5讲 离散事件仿真基础
2020年5月21日
概述
• 离散事件系统受事件驱动，系统的迁移发生在一系列离散事 件点上，系统状态是跳跃式变化的，在时间和空间上都是离 散的，与连续系统在性质上完全不同。比如：生产调度管理、 库存系统、计算机通讯网络等。
• 离散事件系统往往是随机的，具有复杂的变化关系，难于用 常规的微分方程、差分方程等方程模型来描述，一般只能用 流程图或网络图来描述，如果应用理论分析方法难于得到解 析解，甚至无法解决，仿真技术为解决这列问题提供了有效 的手段。
• 引起系统状态变化的行为称为事件。“顾客到达事件”引起了系统 状态变化：服务员由“闲”变为“忙”，或排队的队长加1。事件 是在某一时间点的瞬时行为，从某种意义上来说，系统是由事件驱 动的。事件不仅用来协调两个实体之间的同步活动，还用于各个实 体之间传递信息。
• 一个系统中往往有许多类事件，事件发生与某一实体相联系，并可 能引起其它事件的发生。 仿真模型中必须建立事件表，记录每次 发生的事件或将要发生事件的类型、时间、相关实体属性等。
事件：船只到达事件，过闸服务开始事件，过闸服务结束 事件(船只离开事件) 活动：船imulating Clock)
• 仿真钟用于表示仿真时间的变化，在连续系统中，仿真时 间的变化基于仿真步长的确定，可以是定步长或变步长。
• 在离散事件系统中，引起系统状态变化的事件发生时间是 随机的，因而仿真时钟的步长也是随机的。 从一个事件 发生时刻推进到另一个事件发生时刻，具有跳跃性和随机 性。
1.1 离散事件研究背景
• 离散事件的研究可以追溯到对排队现象和排队网络的分析， 排队论最早有A.K. Erlang在1918年提出，在管理通信和 各类服务系统中有着广泛的应用。
• 离散系统大量地存在与客观现实中，如交通管理系统、库 存管理系统、加工系统、能源规划、电话通信网络、人口 管理等，而排队论、网络分析、数学规划和调度排序等方 法是解决这类问题的主要数学方法.
• 类似的还有：公交系统里的上下车顾客，生产加工系统里等待加工的 零件，计算机系统中等待处理的信息，电话交换系统中的电话呼叫…
• 永久实体：永久性的驻留在系统中的实体。比如超市系统中的服务员， 以及售票员、加工设备、计算机设备、电话交换机…
• 系统状态的变化是由实体的状态变化产生的.
b. 事件(Event)
• 而离散事件仿真通常是面对事件的，时间指针不是固 定增值推进，而是由事件的推动而随机递进。
• 连续系统仿真中，系统的动力学模型是由表征系统变 量之间的关系的方程来描述的，仿真的结果表现为系 统变量随时间变化的历程。
• 离散事件仿真中，系统变量是反映系统各部分相互作 用的一些事件，而系统模型则是反映这些事件的集合， 仿真结果是表现为这些事件的事件历程。