描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302456988丛书名: 高等院校信息技术规划教材
编辑推荐
本书针对AnyLogic7的发布与新功能的增强，本书在*版的基础上进行了诸多修订和补充。本书面向系统建模与仿真用户，介绍建模与仿真基础理论、AnyLogic安装与激活方法、基于智能体的建模方法、基于系统动力学的建模方法、基于离散事件的建模方法以及行人建模方法等内容，涵盖了使用AnyLogic开展的常用的系统模型的构建与应用。
内容简介
本书是《AnyLogic建模与仿真》的*版本，针对AnyLogic 7的发布与新功能的增强，进行了诸多修订和补充。本书面向系统建模与仿真用户，介绍了建模与仿真基础理论、AnyLogic安装与激活方法、基于智能体的建模方法、基于系统动力学的建模方法、基于离散事件的建模方法以及行人建模方法等内容，涵盖了使用AnyLogic常用系统模型的构建与应用。
本书可作为AnyLogic软件的入门学习用书，也可作为系统建模等课程以及大学建模竞赛的参考教材，还可作为广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书
本书可作为AnyLogic软件的入门学习用书，也可作为系统建模等课程以及大学建模竞赛的参考教材，还可作为广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书
目 录
目录Contents
第1章建模与仿真模型1
1.1模型的种类2
1.2解析方法与仿真建模2
1.3仿真建模的应用4
1.4仿真建模的三大方法5
第2章安装并激活AnyLogic7
第3章基于智能体建模10
3.1市场模型11
3.2创建智能体群12
3.3定义消费者行为24
3.4添加图表显示模型输出31
3.5添加口碑效应41
3.6考虑产品丢弃45
3.7考虑交货期47
3.8模拟消费者失去耐心50
3.9比较不同参数值下的模型运行58
第4章系统动力学建模64
4.1SEIR模型64
4.2创建一个存量和流量图65
4.3添加图表显示动态过程72
4.4参数变化实验75
4.5校准试验81
第5章AnyLogic离散事件建模85
5.1加工车间模型86◆系统建模与仿真——使用AnyLogic
7目录5.2创建一个简单模型86
5.3添加资源96
5.4创建三维动画100
5.5模拟卡车运输托盘107
5.6模拟数控机床116
第6章行人建模123
6.1机场模型123
6.2定义简单行人流124
6.3绘制三维动画130
6.4添加安检站133
6.5添加值机设施138
6.6定义登机逻辑143
6.7从Excel表中设置航班149
参考文献164
前 言
译者序
随着世界范围内建模与仿真学科的发展，各个行业对仿真工作的需求日益增加，也对仿真工作者的技能与仿真软件的性能提出了更高的要求。在这一背景下，AnyLogic软件以其多方法联合建模的突出特点，在世界范围内得到了广泛的应用。尤其是近几年多种新特性的引入，使得AnyLogic软件迭代速度明显提高，建模与仿真能力也显著增强，表现出蓬勃的生命力和应用前景。在这一背景下，我们引进并翻译了经典AnyLogic快速入门教材AnyLogic 7 in Three Days。本书基于新版的AnyLogic 7软件，细致地讲解了系统建模与仿真基础理论、AnyLogic安装与激活方法、基于智能体的建模方法、基于系统动力学的建模方法、基于离散事件的建模方法以及行人建模方法等内容，完整引入了新版本AnyLogic 7的全新特性，涵盖了使用AnyLogic常用系统模型的构建与应用，使之适合建模与仿真初学者快速形成软件的使用思路和良好的操作习惯，并赋予科研工作者们更强大的模型与仿真系统开发能力。本书的编译工作得到了原作者Ilya Grigoryev、东北大学的宋昕、谭雷等诸多专家和同行的支持，在此一并感谢。鉴于译者水平有限，以及建模与仿真工具的快速发展，本书难免存在不足之处，恳请专家和广大读者批评指正。本书的出版得到了以下基金项目的支持： 国家自然科学基金项目（61603083）； 新世纪优秀人才支持计划项目(NCET120103)； 辽宁省科学技术计划项目博士启动基金(201601029)； 河北省高等学校科学技术研究项目（QN2016315）； 东北大学基本科研业务项目（N152303010）。
译者韩鹏2016年6月
前言Foreword
这是本由AnyLogic开发人员撰写的实践性的AnyLogic 7教材。AnyLogic是一个独特的仿真软件工具，支持系统动力学、离散事件和基于智能体建模三种仿真建模方法，使用户可以创造多方法的模型。在结构上围绕消费者市场模型、传染病模型、加工车间模型、机场模型4个内容展开。此外，本书也给出了一些用于不同建模方法的理论。您可以将这本书视为学习AnyLogic 7的入门指南。读过这本书并且完成练习后，您将能够利用流程流图创造离散事件模型和行人模型，绘制库存和流量图，以及创建简单的基于智能体的模型。关于本书与上一版相比，本书将主要做如下改动: 所有案例都按照版软件AnyLogic 7.1.2进行了更新； 引入一个新的离散事件加工车间模型。 关于作者Ilya Grigoryev是AnyLogic公司——一所专注于仿真咨询与AnyLogic仿真软件开发的软件公司培训服务负责人。作为AnyLogic文档与培训课程的作者，Ilya Grigoryev已经在美国、欧洲、非洲和亚洲多个国家或地区进行了众多公开培训。他曾在多个机构做过仿真咨询顾问，并在AnyLogic公司工作了十余年，熟悉几乎关于仿真与AnyLogic的一切。致谢感谢Edward Engel 在本书撰写中的帮助以及 Anna Klimont 对本书中案例的截图。感谢所有的AnyLogic小组负责人: Alexei Filippov、Vasiliy Baranov、George Meringov和Nikolay Churkov， 让我在AnyLogic开发小组中拥有一段快乐的时光。感谢我的同事和好朋友: Tatiana Gomzina、Alena Beloshapko、Evgeniy Zakrevsky （AnyLogic公司）、Vladimir Koltchanov （AnyLogic欧洲）、Clemens Dempers （蓝马技术）和Derek Magilton （AnyLogic北美），给予我无限正能量。此外，还要感谢Vitaliy Sapounov的建议和支持，感谢Andrei Borshchev对本书的巨大贡献，感谢Timofey Popkov 和George GonzalezRivas对本书出版的想法。 请广大读者不吝赐教。
Ilya V. [email protected]◆系统建模与仿真——使用AnyLogic 7前言
Ilya V. [email protected]◆系统建模与仿真——使用AnyLogic 7前言
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第5章chapter5
AnyLogic离散事件建模接正文接标题1.1微型计算机简介1961年由IBM工程师Geoffrey Gordon发明的GPSS软件，是公认的款离散事件建模软件。时至今日，包括新版GPSS在内的许多软件，都能实现离散事件模型的构建。注意: 离散事件建模的思路是将建模的系统视为一个流程，即对实体进行一系列的操作。离散事件模型的主要操作包括延时、各种资源服务、流程分支的选择、分离等。只要智能体对有限资源进行竞争，并导致时间延迟，其队列将成为几乎所有离散事件模型的一部分。离散事件模型可被图形化地描述为一个流程流图，其中的各个模块表示各种操作。流程流图通常以Source模块开始，Source模块产生智能体并将其放置到流程之中，智能体经过各个流程后终进入Sink模块，并从模型中消失。智能体初在GPSS软件中被称为事物，在其他仿真软件中被称为实体。智能体可以表示客户、病人、来电、纸板或电子文档、部件、产品、托盘、计算机进程、车辆、任务、工程、想法等。资源可以表示职员、医生、操作员、工人、服务器、处理器、计算机存储器、设备、运输等。服务时间和智能体到达时间通常是随机的，由于其时间通常取自概率分布，从而使离散事件模型具有一定的随机性。简而言之，表示离散事件模型在生成有意义的输出之前，必须运行一段指定的时间或完成指定数量的复制。典型的离散事件模型输出包括: 资源利用率； 智能体在全部或部分系统中的停留时间； 等待时间； 队列长度； 系统吞吐量； 瓶颈。◆系统建模与仿真——使用AnyLogic 7第◆5章AnyLogic离散事件建模5.1加工车间模型创建一个模拟小加工车间生产和运输流程的离散事件模型，转送到接收平台的原材料放置在存储区，直到将其送至数控机床中处理。5.2创建一个简单模型首先，创建一个简单的模型模拟托盘到达加工车间、存储于装运台及到达叉车区域。(1) 创建一个新的模型。在“新模型”向导中，将“模型名称”设置为Job Shop，“模型时间单位”设置为“分钟”。(2) 打开“演示”面板。面板中有若干图形可供选择用于绘制模型动画，包括矩形、直线、椭圆、折线和曲线等。(3) 在“演示”面板中，选择“图像”图形，并将其拖曳到Main图表中。可以利用“图像”图形将若干图形格式的图像，包括PNG、JPEG、GIF和BMP等，添加到模型的演示中，如图51所示。图51在Main图表中添加图像(4) 将显示提示用户选择图像文件的对话框。(5) 浏览下列文件夹，选择图像layout.png:AnyLogic folder/resources/AnyLogic in 3 days/Job Shop选择layout.png图像后，Main智能体类图表中的显示内容如图52所示。图52添加图像后的显示AnyLogic按照图像的原尺寸将其添加到Main图表中，但用户可以调整图像的宽度或长度。在图53中，扭曲了图像的比例，可通过打开“属性”视图，单击“重置到原始大小”按钮来恢复图片的原尺寸。图53图像比例失衡(6) 在图形化编辑器中选中图像。在“属性”视图中，选择“锁定”复选框以锁定该图像，如图54所示。图54锁定图像设置【锁定图形】 锁定图形可以保证在单击该图形时，该图形不会作出响应，且在图形化编辑器中，不能选中该图形。该功能对于以此图形为布局，在其上面绘制表示如工厂或医院等其他设施布局的情况非常实用。 若需要解锁该图形，在图形化编辑器中右击，从弹出的快捷菜单中选择“解锁所有图形”选项即可。【空间标记元素】下一步要将空间标记面板中的空间标记图形放置在加工车间的布局上。该面板包括一个“路径”元素，三个“节点”元素、一个“吸引子”元素和一个“托盘货架”图形。【创建一个网络】路径和节点还定义智能体位置的空间标记元素: 节点是智能体驻留或执行一个操作的位置； 路径是智能体在节点之间运动的路线。节点和路径共同构成网络，模型中的智能体可以利用该网络在其源节点和目的节点之间沿着短路径运动。通常，若模型进程发生在一个特定的物理空间，且其具有运动的智能体和资源，可以创建一个网络。假设网络中有无限的容量且智能体之间不会相互干扰。在网络及其元件已知的情况下，创建一个网络来定义模型托盘的运动路径。步是在加工车间布局上使用矩形节点定义特定区域。如图55所示，在加工车间的入口绘制矩形节点，表示模型中的托盘接收台。图55绘制模型的托盘接收台(7) 打开“空间标记”面板，将“矩形节点”元素拖曳到Main图表中，并调整该节点的尺寸。(8) 将所创建的节点命名为receivingDock。(9) 绘制一个节点，定义模型中智能体停放叉车的位置，当叉车空闲或智能体不需要它们完成任务时，将其停放在该节点处。如图56所示，使用另一个“矩形节点”绘制停放区域，并将该节点命名为forkliftParking。图56绘制叉车停放区域绘制一条运动路径来指导模型中的叉车运动。(10) 按如下操作绘制一条运动路径，指导模型中的叉车运动。① 在“空间标记”面板中，双击“路径”元素激活其绘制模式。② 如图57所示绘制路径，首先单击receivingDock边框；然后，将鼠标移动到图表中，单击添加路径的转折点；后，单击forkliftParking节点的边框。图57绘制叉车运动路径若连接节点成功，则在每次选择该路径时，路径连接点的颜色将变成高亮的蓝绿色。在AnyLogic 7中，默认路径是双向的。然而，通过取消“双向”属性选择并定义运动方向，可以限制智能体在所选路径上的运动。选择一条路径，查看其图形化编辑器中显示的箭头方向，可以查看给定路线的方向。(11) 定义模型的仓库存储。将“托盘货架”元素从“空间标记”面板中拖曳到布局图形，将其放置在路径的通道上，如图58所示。正确的放置托盘货架显示为高亮的绿色，表示托盘货架已连接到网络。
AnyLogic离散事件建模接正文接标题1.1微型计算机简介1961年由IBM工程师Geoffrey Gordon发明的GPSS软件，是公认的款离散事件建模软件。时至今日，包括新版GPSS在内的许多软件，都能实现离散事件模型的构建。注意: 离散事件建模的思路是将建模的系统视为一个流程，即对实体进行一系列的操作。离散事件模型的主要操作包括延时、各种资源服务、流程分支的选择、分离等。只要智能体对有限资源进行竞争，并导致时间延迟，其队列将成为几乎所有离散事件模型的一部分。离散事件模型可被图形化地描述为一个流程流图，其中的各个模块表示各种操作。流程流图通常以Source模块开始，Source模块产生智能体并将其放置到流程之中，智能体经过各个流程后终进入Sink模块，并从模型中消失。智能体初在GPSS软件中被称为事物，在其他仿真软件中被称为实体。智能体可以表示客户、病人、来电、纸板或电子文档、部件、产品、托盘、计算机进程、车辆、任务、工程、想法等。资源可以表示职员、医生、操作员、工人、服务器、处理器、计算机存储器、设备、运输等。服务时间和智能体到达时间通常是随机的，由于其时间通常取自概率分布，从而使离散事件模型具有一定的随机性。简而言之，表示离散事件模型在生成有意义的输出之前，必须运行一段指定的时间或完成指定数量的复制。典型的离散事件模型输出包括: 资源利用率； 智能体在全部或部分系统中的停留时间； 等待时间； 队列长度； 系统吞吐量； 瓶颈。◆系统建模与仿真——使用AnyLogic 7第◆5章AnyLogic离散事件建模5.1加工车间模型创建一个模拟小加工车间生产和运输流程的离散事件模型，转送到接收平台的原材料放置在存储区，直到将其送至数控机床中处理。5.2创建一个简单模型首先，创建一个简单的模型模拟托盘到达加工车间、存储于装运台及到达叉车区域。(1) 创建一个新的模型。在“新模型”向导中，将“模型名称”设置为Job Shop，“模型时间单位”设置为“分钟”。(2) 打开“演示”面板。面板中有若干图形可供选择用于绘制模型动画，包括矩形、直线、椭圆、折线和曲线等。(3) 在“演示”面板中，选择“图像”图形，并将其拖曳到Main图表中。可以利用“图像”图形将若干图形格式的图像，包括PNG、JPEG、GIF和BMP等，添加到模型的演示中，如图51所示。图51在Main图表中添加图像(4) 将显示提示用户选择图像文件的对话框。(5) 浏览下列文件夹，选择图像layout.png:AnyLogic folder/resources/AnyLogic in 3 days/Job Shop选择layout.png图像后，Main智能体类图表中的显示内容如图52所示。图52添加图像后的显示AnyLogic按照图像的原尺寸将其添加到Main图表中，但用户可以调整图像的宽度或长度。在图53中，扭曲了图像的比例，可通过打开“属性”视图，单击“重置到原始大小”按钮来恢复图片的原尺寸。图53图像比例失衡(6) 在图形化编辑器中选中图像。在“属性”视图中，选择“锁定”复选框以锁定该图像，如图54所示。图54锁定图像设置【锁定图形】 锁定图形可以保证在单击该图形时，该图形不会作出响应，且在图形化编辑器中，不能选中该图形。该功能对于以此图形为布局，在其上面绘制表示如工厂或医院等其他设施布局的情况非常实用。 若需要解锁该图形，在图形化编辑器中右击，从弹出的快捷菜单中选择“解锁所有图形”选项即可。【空间标记元素】下一步要将空间标记面板中的空间标记图形放置在加工车间的布局上。该面板包括一个“路径”元素，三个“节点”元素、一个“吸引子”元素和一个“托盘货架”图形。【创建一个网络】路径和节点还定义智能体位置的空间标记元素: 节点是智能体驻留或执行一个操作的位置； 路径是智能体在节点之间运动的路线。节点和路径共同构成网络，模型中的智能体可以利用该网络在其源节点和目的节点之间沿着短路径运动。通常，若模型进程发生在一个特定的物理空间，且其具有运动的智能体和资源，可以创建一个网络。假设网络中有无限的容量且智能体之间不会相互干扰。在网络及其元件已知的情况下，创建一个网络来定义模型托盘的运动路径。步是在加工车间布局上使用矩形节点定义特定区域。如图55所示，在加工车间的入口绘制矩形节点，表示模型中的托盘接收台。图55绘制模型的托盘接收台(7) 打开“空间标记”面板，将“矩形节点”元素拖曳到Main图表中，并调整该节点的尺寸。(8) 将所创建的节点命名为receivingDock。(9) 绘制一个节点，定义模型中智能体停放叉车的位置，当叉车空闲或智能体不需要它们完成任务时，将其停放在该节点处。如图56所示，使用另一个“矩形节点”绘制停放区域，并将该节点命名为forkliftParking。图56绘制叉车停放区域绘制一条运动路径来指导模型中的叉车运动。(10) 按如下操作绘制一条运动路径，指导模型中的叉车运动。① 在“空间标记”面板中，双击“路径”元素激活其绘制模式。② 如图57所示绘制路径，首先单击receivingDock边框；然后，将鼠标移动到图表中，单击添加路径的转折点；后，单击forkliftParking节点的边框。图57绘制叉车运动路径若连接节点成功，则在每次选择该路径时，路径连接点的颜色将变成高亮的蓝绿色。在AnyLogic 7中，默认路径是双向的。然而，通过取消“双向”属性选择并定义运动方向，可以限制智能体在所选路径上的运动。选择一条路径，查看其图形化编辑器中显示的箭头方向，可以查看给定路线的方向。(11) 定义模型的仓库存储。将“托盘货架”元素从“空间标记”面板中拖曳到布局图形，将其放置在路径的通道上，如图58所示。正确的放置托盘货架显示为高亮的绿色，表示托盘货架已连接到网络。
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