離散事件系統(tǒng)仿真

離散事件系統(tǒng)仿真—基于MATLAB的單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真內(nèi)容離散事件系統(tǒng)仿真的基本原理離散事件系統(tǒng)仿真基本步驟單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型與仿真原理基于matlab

的實(shí)現(xiàn)一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（一）離散事件系統(tǒng)

離散事件系統(tǒng)是指在某些隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)上系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生離散變化的系統(tǒng)例如：?jiǎn)问燮贝翱谝?、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素

◆實(shí)體◆屬性◆狀態(tài)◆事件◆活動(dòng)◆進(jìn)程◆仿真鐘◆規(guī)則一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素

1、實(shí)體分為兩大類：臨時(shí)實(shí)體及永久實(shí)體臨時(shí)實(shí)體：在系統(tǒng)中只存在一段時(shí)間的實(shí)體。這類實(shí)體由系統(tǒng)外部到達(dá)系統(tǒng)、通過系統(tǒng)、最終離開系統(tǒng)。永久實(shí)體：永久駐留在系統(tǒng)中的實(shí)體。只要系統(tǒng)處于活動(dòng)狀態(tài)。這些實(shí)體就存在，或者說，永久實(shí)體是系統(tǒng)處于活動(dòng)的必要條件。

臨時(shí)實(shí)體按一定的規(guī)律不斷的到達(dá)，在永久實(shí)體作用下通過系統(tǒng)，最后離開系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)過程。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素

2、屬性也稱為描述變量，描述每一實(shí)體的特征。例如：顧客的屬性：姓名、性別、年齡、身高、學(xué)歷等

一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素3、狀態(tài)

狀態(tài)指系統(tǒng)所處的狀況，由一組狀態(tài)變量來表示。

例如：

在描述排隊(duì)系統(tǒng)中服務(wù)臺(tái)狀態(tài)的狀態(tài)變量s，當(dāng)s=1時(shí)，表示服務(wù)臺(tái)處于服務(wù)狀態(tài)；當(dāng)s=0時(shí)，表示服務(wù)臺(tái)處于空閑狀態(tài)。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素

4、事件

引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的行為。從某種意義上來說，系統(tǒng)是由事件來驅(qū)動(dòng)的。例如：“顧客到達(dá)”為一類事件。顧客到達(dá)，系統(tǒng)狀態(tài)——服務(wù)臺(tái)的狀態(tài)可能從“空閑”變?yōu)椤胺?wù)”；或者另一種系統(tǒng)狀態(tài)——待服務(wù)的顧客數(shù)發(fā)生了變化。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素5、活動(dòng)

用于表示兩個(gè)可以區(qū)分的事件之間的過程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。例如：顧客的到達(dá)事件與顧客開始接受服務(wù)事件之間稱為一個(gè)活動(dòng)。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素6、進(jìn)程

進(jìn)程由若干個(gè)事件及若干個(gè)活動(dòng)組成。一個(gè)進(jìn)程描述了它所包括的事件及活動(dòng)間的邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素7、仿真鐘用于表示仿真時(shí)間的變化。

▲不需要作離散化處理：離散事件系統(tǒng)的狀態(tài)本來就只在離散的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生變化。

▲步長(zhǎng)是隨機(jī)的：引起狀態(tài)變化的事件發(fā)生時(shí)間呈隨機(jī)性。

▲

可以跨過”不活動(dòng)“周期：兩個(gè)相鄰發(fā)生的事件之間系統(tǒng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生任何變化。一、離散事件系統(tǒng)仿真基本原理（二）離散事件系統(tǒng)仿真的基本元素8、規(guī)則

用于描述實(shí)體之間的邏輯關(guān)系和系統(tǒng)運(yùn)行策略的邏輯語句和約定。例如：

■先到先服務(wù)■后到先服務(wù)■服務(wù)時(shí)間最短的先服務(wù)■優(yōu)先級(jí)最高的先服務(wù)二、離散事件系統(tǒng)仿真基本步驟1、系統(tǒng)建模：用流程圖描述，反映永久實(shí)體對(duì)臨時(shí)實(shí)體的作用及相互間的邏輯關(guān)系。關(guān)鍵是確定隨機(jī)變量的模型2、確定仿真算法法：產(chǎn)生隨機(jī)變量及確定仿真建模策略。

◆事件調(diào)度法：面向事件建立仿真模型

◆活動(dòng)掃描法：面向活動(dòng)建模

◆進(jìn)程交互法：面向進(jìn)程建模3、建立仿真模型：定義狀態(tài)變量、事件、活動(dòng)及進(jìn)程4、仿真程序設(shè)計(jì)：仿真語言5、仿真程序運(yùn)行6、仿真結(jié)果分析：統(tǒng)計(jì)結(jié)果及可信度分析三、單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型和仿真原理（一）單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型

M/M/1/N三、單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型和仿真原理（二）單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真原理1、顧客信息初始化

1）根據(jù)顧客到達(dá)率和來確定每個(gè)顧客的到達(dá)時(shí)間間隔和服務(wù)時(shí)間間隔。由于泊松過程的時(shí)間間隔也服從負(fù)指數(shù)分布，所以可以用負(fù)指數(shù)分布函數(shù)exprnd()來生成顧客到達(dá)時(shí)間間隔和服務(wù)時(shí)間間隔。

2)根據(jù)到達(dá)時(shí)間間隔，確定每個(gè)顧客的到達(dá)時(shí)刻。在MATLAB仿真環(huán)境中，用函數(shù)cunsum()實(shí)現(xiàn)累加功能。

3）對(duì)當(dāng)前顧客進(jìn)行初始化。第一個(gè)達(dá)到系統(tǒng)的顧客不需要等待就可以直接接受服務(wù)，其離開時(shí)間等于到達(dá)時(shí)間與服務(wù)時(shí)間之和。三、單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型和仿真原理（二）單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真原理

2、進(jìn)隊(duì)出隊(duì)仿真在當(dāng)前顧客到達(dá)時(shí)刻，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)已有的顧客數(shù)來確定是否接納該顧客，若接納，則根據(jù)前一顧客的離開時(shí)刻來確定當(dāng)前顧客的等待時(shí)間、離開時(shí)間和標(biāo)志位；若拒絕，則標(biāo)志位為0.

三、單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)模型和仿真原理

（二）單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真原理

3、仿真過程流程圖表示四、基于MATLAB的實(shí)現(xiàn)矩陣的行參數(shù)意義events(1,:)到達(dá)時(shí)刻events(2,:)服務(wù)時(shí)間events(3,:)等待時(shí)間events(4,:)離開時(shí)刻events(5,:)標(biāo)志位

單服務(wù)臺(tái)服務(wù)，服務(wù)參數(shù)M/M/1，λ=6，μ=10，排隊(duì)規(guī)則為先到達(dá)先服務(wù)（FIFO）,以分為單位設(shè)置仿真時(shí)間20分鐘。

另外，仿真時(shí)間為20，最大隊(duì)長(zhǎng)為20，進(jìn)入系統(tǒng)最大顧客數(shù)為T*λ,len_mem