图书前言

前言

党的二十大报告指出: 教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。高等教育与经济社会发展紧密相连,对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。

离散事件系统仿真技术作为一种分析和解决复杂系统问题的有效方法,其起源可以追溯到20世纪中叶。在军事、工业生产等领域,为了更好地规划资源、预测系统性能和评估决策效果,研究人员尝试运用数学模型和计算机模拟实际系统的运行过程,这正是离散事件系统仿真技术的雏形。随着科学技术的飞速发展和社会系统的日益复杂,人们对于理解和优化各种系统的需求变得愈发迫切。

离散事件系统仿真技术具有极其重要的作用。它能够帮助人们在不实际构建或改变真实系统的情况下,对系统的行为和性能进行预测和分析。通过建立精确的模型,人们可以模拟不同的条件和场景,从而深入了解系统的潜在行为模式,为决策提供有力的支持。无论是优化生产流程、提高服务质量,还是降低成本、减少风险,离散事件系统仿真都能发挥关键作用,使人们能够在复杂的系统中做出明智的决策。

如今,离散事件系统仿真技术已经广泛应用于众多领域。在工业制造领域,用于优化生产计划、调度和库存管理; 在交通运输领域,用于规划交通流量、优化公交线路和设计交通枢纽; 在医疗卫生领域,辅助医院的资源配置和流程优化; 在金融服务领域,帮助评估风险策略和优化业务流程。可以说,离散事件系统仿真技术已经成为推动各行业创新和发展的重要工具。

为了方便教学和读者自学,本书将离散事件系统仿真基础理论、软件操作指导和仿真算法设计编程进行汇集,各章节内容结构如下。

(1) 第1~8章主要介绍理论基础。第1章主要介绍系统与系统模型的概念,系统仿真的相关概念、特点和发展趋势。第2章介绍系统仿真基本知识,包括连续系统和离散事件系统的基本概念、离散事件系统仿真方法、排队系统、库存系统等。第3章介绍随机变量与随机数,包括确定(性)系统与随机(性)系统的相关概念、随机数发生器、随机数性能测试、随机变量的产生方法等。第4章介绍输入数据模型,包括数据的收集与处理、数据分布的分析与假设、参数的估计等。第5章介绍系统仿真策略,包括事件调度法、活动扫描法和进程交互法等。第6章介绍仿真结果分析,包括终止型仿真的结果分析、稳态仿真的结果分析、参数的优化方法等。第7章介绍使用EventB及相关工具的前置知识,包括形式化方法基本概念的简述与相关文献、B方法与EventB的发展历程、EventB基础知识等。第8章介绍联锁系统安全规范EventB建模实例,对轨道交通中的联锁系统进行建模,并对其安全规范进行验证。

(2) 第9~11章介绍 AnyLogic 软件的使用。该部分由浅入深,从基础到应用。第9章介绍如何下载安装AnyLogic软件,以及AnyLogic用户界面与主菜单、主要功能和视图等。第10章主要介绍如何利用AnyLogic仿真软件进行离散事件系统仿真,通过排队和库存等经典离散事件仿真系统实验,熟悉AnyLogic仿真软件的基本操作,掌握仿真的基本步骤。第11章介绍AnyLogic软件在复杂离散事件仿真中的应用及相关高级功能,包括AnyLogic中的Java编程语句、数据交换机制、随机性设置等。

(3) 第12章利用Java编程语言实现离散事件系统仿真算法设计,包括随机数生成算法、卡方拟合度检验算法、仿真算法等。该部分内容给出了编程思想和关键步骤代码,读者可以自主思考并综合运用所学内容。

为便于教学,本书提供丰富的配套资源,包括教学课件、教学大纲、电子教案、程序源码、习题答案和在线作业。

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本书由西南交通大学的邱小平、王恪铭任主编,四川职业技术学院的陈炯、兰聪任副主编,西南交通大学计算机与人工智能学院的研究生彭博、毛俊雄参与编写。

由于编者水平有限,书中难免有不足之处,欢迎广大读者提出批评和建议。

编者

2026年6月