通用离散事件仿真平台的设计开发及应用

摘要

系统仿真是以计算机及相应的仿真软件为工具进行实验研究的理论和方法论体系。它体现了实验思考的方法，用以探索复杂系统深层次的运动机理和规律性，具有科学的先验性。在现代社会，系统仿真，特别是离散事件系统仿真，已成为各种科研领域的研究热点，也是国家和国防关键技术发展计划之一。现实世界中的大量系统都可用离散事件系统描述，比如各种排队系统和库存系统，生产制造系统，计算机网络系统等，而且近年来，人们的注意力更多的投向了社会、经济、生态等复杂系统的分析研究上，在这些系统的规划、设计、运行、分析和改造的各个阶段，离散事件仿真技术无疑将发挥越来越重要的作用。 随着各种面向应用和用户的系统仿真软件的不断发展，目前世界上已经出现了大量的离散事件仿真软件，但大都是国外的商业软件，国内相比国外还有不小的差距，鉴于离散事件仿真在科研和企业研发中日益突出的作用和应用价值，本课题的目的就是设计开发出具有自主知识产权，通用性好，建模效率高的离散事件仿真软件包，这对于提高我国的计算机仿真应用水平，减小相关研发开销，以及增强国家科技实力和企业核心竞争力方面都有着重大的意义。 本文在对一般离散事件系统仿真的共性进行大量和广泛的抽象分析的基础上，结合面向对象的思想和方法，设计开发了一个通用的离散事件仿真平台类库。该仿真平台类库封装了离散事件仿真的各项基本特征，并从用户的角度预定义了一些最常使用的功能模块，具备使用简单有效，通用性和扩展性强，易于集成和进行二次开发等特性，能应用于各种不同规模和复杂度的离散事件仿真需求。相比国内外已有的类似仿真软件包，本仿真平台类库还具有清晰直观的设计架构，简单易懂的宏观仿真建模思想，方便有效的使用方法，灵活强大的数据采集和统计分析机制，丰富的仿真实验方案设计和实验控制支持以及高效率的程序执行过程。利用本离散事件仿真平台，仿真开发人员只需具备基本的C++语言水平，就可以将主要精力集中于仿真系统的分析和逻辑描述方面，不用花费大量时间编写底层细节代码，从而较大程度上减少仿真程序的编写和测试维护工作，显著提高工作效率。 本文还通过几个具有代表性的离散事件仿真实例以及一个大型海港物流系统仿真模型的构建过程详细介绍了本离散事件仿真平台的用法，阐述了仿真平台的各项优点和特性，同时也突出了其应用价值和应用前景。