运输系统仿真
系统仿真(Simulation)是通过建立实际系统模型并利用所建模型对实际系统进行实验研究的过程。它是20世纪40年代末以来伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一门新兴学科。
系统仿真的概念是指通过模型对系统时——空变化作动态的描述。这种模型称为模拟模型,它是某一系统的某些重要因素的外貌或形式的抽象,而不是实际存在事物的复制。
系统仿真技术主要用于航空、航天、原子反应堆等价格昂贵、周期长、危险性大、实际系统试验难以实现的少数领域,后来逐步发展到电力、石油、化工、冶金、机械等一些主要工业部门,并进一步扩大到社会系统、经济系统、交通运输系统、生态系统等一些非工程系统领域。
系统仿真有多种应用领域:
1. 不易控制实验的动态系统:模拟模型的最大优点就是它的可实验性,它比实际系统更容易改变条件。
2. 现实不允许进行有效试验的系统:即使分析人员有信心和能力对一个大系统的行为,从理论上进行推测,也许现实又不允许进行有效的试验。
3. 系统太复杂:有时候由于现象或系统太复杂,不可能用一个简单的数学模型来表达。
系统仿真可以分为连续系统模拟和离散事件系统模拟。连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统,系统行为通常是一些连续变化的过程。离散事件系统模拟指表征系统性能的状态只在随机的时间点上发生跃变,且这种变化是由随机事件驱动的,在两个时间点之间,系统状态不发生任何变化。
系统仿真的功能包括:
* 评估系统各部分或子系统彼此之间的影响和对系统整体性能的影响
* 比较各种设计方案,获得最优的设计
* 在系统发生故障后,使之重演,以便研究故障原因
* 进行假设检验
* 培训系统操作人员
系统仿真的基本步骤包括问题描述与定义、建立系统模拟模型、数据采集、模拟模型的验证、对模拟结果的评价等。
MCMC(蒙特卡洛法)是系统仿真中的一个重要技术,它通过随机数生成来模拟系统行为,从而研究系统的动态关系。
系统仿真是研究和分析系统行为的重要工具,它可以帮助我们更好地理解和改进系统的性能。