离散事件系统仿真策略

离散事件系统仿真策略：介绍三种仿真策略,即事件调度法、活动扫描、进程交互法。

第十三章 离散事件系统仿真策略

离散事件系统仿真策略：介绍三种仿真策略，即事件调度法、活动扫描、进程交互法。

主要术语：

（１） 成分（Component）：相应于系统中的实体，用于构造模型中的各个部分，可分为两大类： 主动成分（Active-type Component）：可以主动产生活动的成分

如排队系统中的顾客，它的到达将产生排队活动或服务活动。 被动成分（Pasive-type Component）：本身不能激发活动，只有在主动成分作用下才产生状态变化。 （２）描述变量：成分状态、属性的描述。

（３）成分间的相互关系：描述成分之间相互影响的规则。

在一个模型中，主动成分对被动成分可能产生作用，而主动成分之间也可能产生作用。 C＝{ 1. 2, , n}成分集合, i是第i个成分分量(1 i n)。

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CA={ 1. 2, , m} 主动成分子集, j是第j个主动成分分量(1 j m,m n)。 CP={ 1. 2, , l} 被动成分子集, k是第k个被动成分分量(1 k l,l n)。 一个模型中， n=m+l S 所有成分的状态变量, 值域为S 。 P={p1, p2, , pn} 参数(属性)集合。

{Rt 成分 的状态下一发生变化的时刻, 值域为(0, )}

D (S) 成分 在状态变量值为S时的条件是否满足,

D (S) =true，表示满足，D (S) =false表示不满足。 TIME 模型仿真钟的值，值域为{R(0, )}。

13.1 事件调度法(Event Scheduling)

事件调度法基本思想：用事件的观点来分析真实系统，通过定义事件及每个事件发生引起系统状态的变化，按时间顺序确定并执行每个事件发生时有关的逻辑关系。

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所有事件均放在事件表中。模型中设有一个时间控制成分，该成分从事件表中选择具有最早发生时间的事件，并将仿真钟修改到该事件发生的时间，再调用与该事件相应的事件处理模块，该事件处理完后返回时间控制成分。这样，事件的选择与处理不断地进行，直到仿真终止的条件或程序事件产生为止。 策略的非形式描述：

成分集合CA { 1, 2, n}：主动成分集

CA { 1, 2, m}

，被动成分集

CP { m 1, m 2, n}

描述变量：描述每一主动成分

CA的变量， 的状态s 值域S

，

s 下一变化时刻的时间变量t

描述每一被动成分 CP的变量， 的状态s ，值域S

(被动成分的状态变化只有在主动成分作用下才能发生,

其发生时间由主动成分来确定, 因而不需要时间变量。) 描述所有成分的属性的变量： 参数集合P={p1, p2, , pr}

成分间的相互关系

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每个主动成分 CA的影响受主在 作用下其状态变化的描述, 称为事件处理流程; 各成分处理的优先级, 即同时发生时的处理顺序(解结规则)。

注意, 在事件调度法中, 一般主动成分也同时具有被动成分属性, 以便接受其它主动成分的作用。

推进仿真钟 TIME=t(s) While(TIME<=t )则执行

Case 根据事件类型i

i=1执行第1类事件处理程序*

事件调度法算法如下:

执行初始化操作, 包括:

置初始时间t=t0, 结束时间t

te

事件表初始化, 置系统初始事件 成分状态初始化

（*第i类事件处理程序对成分的状态变化进行建模，而且要进行统计计算）

i=2执行第2类事件处理程序 …

S ((s 1,t 1), (s m,t m),s m 1, s n)

操作事件表, 包括

取出具有t(s) min{t 修改事件表

CA}事件记录

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i=m执行第m类事件处理程序

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endcase

取出具有t(s) min{t CA}事件记录**

置仿真时间 TIME=t(s) endwhile***

（**若具有t(s) min{t 若干个，则按解结规则处理）

CA}事件记录有

（***该算法中未包括仿真结束后对结果的分析等内容）

13. 2 活动扫描法(Activity Scanning)

事件调度法中仿真钟的推进仅仅依据t(s) min{t

CA}准则，而该事件发生的任何条件的测

试必须在该事件处理程序内部去处理。如果条件满足，该事件发生，否则，则推迟或取消该事件发生。

从本质上来说，事件调度法是一种“预定事件发生时间”的策略。这样，仿真模型中必须预定系统中下一最先发生的事件。该策略对于活动持续时间确定性较强（可以是服从某种分布的随机变量）的系统是比较方便的。

当事件的发生不仅与时间有关，而且与其它条件有关，即只有满足某些条件时才会发生。在这种情况下，事件调度法策略的弱点则表现出来了，由于这类系统的活动持续时间的不确定性，因而无法预定活动的开

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始或终止时间。

活动扫描法的基本思想是：用活动的观点建模。系统由成分组成，而成分包含着活动，这些活动的发生必须满足某些条件；每一个主动成分均有一个相应的活动子例程；仿真过程中，活动的发生时间也做为条件之一，而且是较之其它条件具有更高的优先权。

设D (S)表示成分 在系统状态S下的条件是否满足(D (S)=true则表示满足，D (S)=false则表示不满足)，t 表示成分 的状态下一发生变化的时刻，活动扫描法每一步要对系统中所有主动成分进行扫描，当： (i) t

仿真钟当前值TIME，且(ii) D (S)=true时, 执行该成分 的活动子例程。

所有主动成分扫描一遍后，则又按同样顺序继续进行扫描，直到仿真结束。

显然，活动扫描法由于包括了对事件发生时间的扫描，因而它也具有事件调度法的功能。 实现措施：

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１．设置系统仿真钟TIME与成分仿真钟t

系统仿真钟表示系统的仿真进程的推进时间，而成分仿真钟则记录该成分的活动发生时刻，两者的关系可

能有三种情况： (i) (ii) (iii)

t >TIME 表示该活动在将来某一时刻可能发生; t =TIME 表示该活动如果条件满足则应立即发生;

t <TIME 表示该活动按预定时间早应发生, 但因条件未满足, 到目前为止实际上仍未发生, 当前

是否发生, 则只要判断其发生的条件。

2. 设置条件处理模块

该模块用于测定D (S)的值及系统仿真钟与成分仿真钟之间的关系, 记 FUTURE(S)={

t TIME}，PRESENT(S)={ t =TIME}，PAST(S)={ t <TIME}

该模块将满足下列条件: (i) PRESENT(S) PAST(S)，且(ii) D (S)=true的成分置于可激活（

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ACTIVATABLE）的成分集合中，即

PRESENT(S) PAST(S)

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