离散速率仿真的一种整体方法A GLOBAL APPROACH FOR DISCRETE RATE SIMULATION

2014年冬季模拟会议论文集 A.Tolk、S.D.Diallo、I.O.Ryzhov、L.Yilmaz、S.Buckley和J.A.Miller编辑。 离散速率仿真的一种整体方法 A GLOBAL APPROACH FOR DISCRETE RATE SIMULATION Cecile Damiron David Krahl 离散速率仿真（Discrete Rate Simulation，DRS）是一种针对混合连续和离散事件系统（Hybrid Systems）的仿真技术，旨在解决传统仿真方法在处理这类复杂系统时面临的挑战。在1990年代，DRS应运而生，特别关注于精确计算材料在广泛系统中的流动（"流"）。这一领域的发展对于理解和优化如大宗物料处理、交通流量、管道输送以及高速大量生产线等工业应用至关重要。 在第一代DRS技术中，为了计算流速，采用了一种基于潜在速率传播的迭代算法。然而，这种方法在许多DRS模型中无法提供准确的流量计算，限制了该技术在实际问题中的应用范围。第二代DRS技术则引入了一种全局监督的建模方法，解决了早期方法的局限性，能够有效地模拟整个DRS系统的流量行为。 1. DRS基本原理 离散速率仿真模型主要关注基于速率的物质在不同位置间的转移，当发生事件时，它会重新计算新的流速。这些物质可以是液体、固体、气体、颗粒、数据或其他可互换或批量元素。DRS技术的核心在于结合了离散事件模拟的事件调度特性与基于速率的建模能力，从而能够处理连续变化和离散事件并存的系统。 2. 全局监督方法 第二代DRS技术通过全局视角来处理系统中的流率计算。这种全局方法意味着它能够同时考虑所有相互作用的组件和过程，确保在整个系统范围内流动的精确模拟。与第一代技术的迭代算法相比，这种方法更适应于复杂系统中的动态变化，能更有效地处理非线性和交互效应，从而提高仿真结果的准确性和可靠性。 3. 应用场景 离散速率仿真在多个工业领域有着广泛的应用。例如，在大宗物料处理中，DRS可以模拟物料的装载、传输和卸载过程，优化物料流动路径和设备效率；在交通流量模拟中，它可以预测和分析交通拥堵，为交通规划提供依据；在管道输送系统中，DRS可以评估流体流动特性，优化管道设计；而在高速、大规模生产线上，DRS有助于识别瓶颈，提升生产效率。 4. 技术优势 DRS的关键优势在于其灵活性和准确性。它可以处理连续和离散事件的混合，使得模拟结果更加贴近真实世界的复杂动态。此外，全局监督的方法使得DRS能够更好地处理非线性关系和反馈机制，这对于理解和优化具有高度互动性的系统尤为关键。 离散速率仿真作为一种整体方法，为模拟混合连续和离散事件系统提供了强大的工具，尤其是通过第二代技术的全局监督策略，提升了对系统内物质流动的建模精度和范围，进一步拓展了模拟技术在解决实际工程问题中的应用潜力。随着技术的不断发展，DRS有望在更多的领域发挥重要作用，推动工业和社会系统的优化和创新。