第1章 绪论 1
1.1系统、模型、仿真的基本概念 1
1.2系统建模与仿真的发展历史 3
1.3系统建模与仿真的发展趋势 5
1.4系统建模与仿真的应用 7
1.4.1系统建模与仿真技术在军事领域中的应用 7
1.4.2系统建模与仿真技术在工业领域中的应用 8
1.4.3系统建模与仿真技术在教育与训练中的应用 8
1.4.4系统建模与仿真技术在其他领域中的应用 9
1.5关于复杂系统建模与仿真的几点补充 10
参考文献 12
第2章 常用系统建模方法 13
2.1系统模型的概述 13
2.1.1系统模型的分类 14
2.1.2建模方法的分类及建模原则 15
2.1.3建模步骤的划分 15
2.2建模的逻辑思维方法 19
2.2.1抽象 19
2.2.2归纳 21
2.2.3演绎 22
2.2.4类比 24
2.2.5移植 25
2.3图解建模法 26
2.3.1图的概念 26
2.3.2城市公共交通网络模型 27
2.3.3网络模型的有向图结构 28
2.3.4权值的设定 30
2.4层次分析法 33
2.4.1层次分析法的基本原理 33
2.4.2层次分析法的计算方法 36
2.4.3层次分析法的实例 38
2.5概率统计法 40
2.5.1时间序列预测模型 41
2.5.2聚类分析在群决策问题中的运用 44
参考文献 53
第3章 连续系统建模与仿真方法 54
3.1连续系统模型的概述 54
3.2微分方程建模方法 56
3.2.1新产品销售模型 57
3.2.2新产品销售在其仿制品冲击下的建模与仿真 61
3.3分布参数系统建模方法 71
3.3.1分布参数系统模型研究的必要性 71
3.3.2分布参数系统的数学描述 72
3.3.3分布参数系统模型的特点 73
3.3.4一个典型的分布参数系统例子 73
3.4频域建模方法 75
3.4.1替换法 75
3.4.2根匹配法 80
3.5连续系统数值仿真方法 81
3.5.1数值积分法 81
3.5.2数值积分法的稳定性分析 90
3.5.3分布参数系统仿真算法 91
参考文献 97
第4章 离散事件系统建模方法 99
4.1离散事件系统模型 99
4.1.1离散事件系统的基本要素 100
4.1.2离散事件仿真模型的部件与结构 102
4.2 Petri网建模 104
4.2.1 Petri网的基本概念 104
4.2.2条件/事件系统 108
4.2.3库所/变迁网 110
4.3活动循环图法和实体流图法 114
4.3.1活动循环图法 114
4.3.2具有逻辑实体和到达活动的ACD 120
4.3.3实体流图法 122
4.4排队系统 127
4.4.1排队系统的基本概述 127
4.4.2单服务员排队服务系统的仿真方法 128
4.4.3快餐店排队问题 131
4.5库存模型 134
4.5.1库存系统的基本概念 135
4.5.2确定型库存系统 135
4.5.3随机型库存系统 138
4.5.4库存系统的仿真方法 142
参考文献 142
第5章 离散事件系统仿真方法 144
5.1离散事件系统仿真基本策略 144
5.1.1事件调度法 144
5.1.2活动扫描法 147
5.1.3进程交互法 150
5.2仿真时钟推进机制 154
5.3消息驱动的仿真机制 161
5.4混合系统仿真策略 167
5.4.1混合系统的一般模型 168
5.4.2混合系统的仿真算法 170
5.5蒙特卡罗仿真方法 172
5.5.1蒙特卡罗法概述 172
5.5.2股票价格的蒙特卡罗仿真 174
5.5.3蒙特卡罗法在系统可靠性仿真中的应用 176
参考文献 180
第6章 随机模型的确定 181
6.1随机模型概述 181
6.2已知分布类型估计分布参数 184
6.2.1分布参数的类型 185
6.2.2分布参数估计 187
6.3假定分布类型 197
6.3.1归纳统计量法 197
6.3.2直方图法 199
6.3.3概率图法 201
6.4经验分布 202
参考文献 203
第7章 随机变量的实现 204
7.1随机变量实现的概述 204
7.2随机数发生器设计 206
7.2.1线性同余法 206
7.2.2混合同余法 209
7.2.3乘同余法 209
7.2.4取小数法 210
7.2.5其他随机数发生器的设计方法 211
7.3随机数发生器测试 212
7.4随机变量实现的原理 216
7.4.1逆变法 217
7.4.2组合法 220
7.4.3取舍法 222
7.4.4卷积法 225
7.5常用分布类型随机变量的实现 226
7.5.1常用连续分布类型随机变量的实现 226
7.5.2常用离散分布类型随机变量的实现 230
参考文献 232
第8章 高层建模与仿真方法 233
8.1面向对象的建模与仿真 233
8.1.1面向对象方法概述 233
8.1.2面向对象的概念和技术 236
8.1.3面向对象的离散事件系统的建模与仿真 243
8.1.4面向对象的连续系统的建模与仿真 247
8.2统一建模语言UML 254
8.2.1 UML的起源 254
8.2.2 UML语义 255
8.2.3 UML的图形表示 257
8.2.4 UML的特点 265
8.3基于Agent建模方法 266
8.3.1 Agent的基本概念和原理 266
8.3.2基于Agent的建模方法 270
8.4多分辨率建模技术 276
8.4.1概述及多分辨率建模的发展历史 276
8.4.2多分辨率建模的基本概念 277
8.4.3研究多分辨率建模的必要性 278
8.4.4目前的研究方法的介绍 279
8.4.5模型间的一致性问题 284
8.4.6高层体系结构下多分辨率建模的实现问题 285
8.5三维建模与视景仿真 286
8.5.1概述 286
8.5.2三维可视化建模 287
8.5.3视景仿真 291
参考文献 292
第9章 建模与仿真的校核、验证及确认 294
9.1建模与仿真VV&A概述 294
9.1.1 VV&A的基本概念 294
9.1.2 VV&A的一般原则 296
9.1.3 VV&A作用于M&S生命周期 298
9.2校核与验证的技术与方法分类 300
9.3随机模型拟合优良度常用检验方法 304
9.3.1x2检验 304
9.3.2柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验 305
9.4仿真系统输出统计分析 308
9.4.1置信区间法 308
9.4.2谱分析法 310
9.5贝叶斯方法 312
参考文献 314
第10章 分布式交互仿真 316
10.1分布式交互仿真的起源、发展与意义 316
10.1.1分布式交互仿真的起源及发展历程 316
10.1.2分布式交互仿真的意义与应用 317
10.2 DIS 318
10.2.1 DIS系统的设计原则 319
10.2.2 DIS系统的关键技术 320
10.2.3 DIS系统体系结构 321
10.2.4现有DIS标准简介 324
10.3高层体系结构 329
10.3.1高层体系结构的起源 329
10.3.2 HLA的组成 331
10.3.3 HLA规则 332
10.3.4对象模型模板 335
10.3.5 RTI接口规范分析 351
参考文献 359
第11章 常用建模与仿真工具简介 360
11.1 MATLAB简介 360
11.1.1矩阵生成和运算 361
11.1.2复杂矩阵运算 362
11.1.3程序控制流与函数M-文件 363
11.1.4图形输出功能 365
11.1.5高级数值计算 366
11.1.6 Simulink 368
11.2 Swarm——multi-Agent的仿真平台 373
11.2.1 Swarm与复杂适应系统简介 373
11.2.2 Swarm的逻辑结构 374
11.2.3 Swarm仿真系统结构 378
11.3 HLA仿真开发平台 381
11.3.1 LabWorks介绍 381
11.3.2 pRTI介绍 389
11.3.3其他HLA开发平台 392
11.4三维建模与仿真平台——Creator pro和Vega Prime 392
11.4.1 Creator pro 392
11.4.2 Vega Prime 399
参考文献 408
第12章 建模与仿真实例汇编 409
12.1密闭空间内的气体泄漏扩散仿真 409
12.1.1密闭空间内的气体泄漏后的自由扩散过程仿真 409
12.1.2密闭空间内的气体泄漏后的对流扩散仿真 414
12.1.3密闭空间打开通风口时气体对流扩散仿真 416
12.2调节作用下投资策略的模型 419
12.2.1项目价值路径的模拟 420
12.2.2期权定价公式 421
12.2.3数值求解期权价值 423
12.2.4调节作用参数对期权价值的影响分析 424
12.3三峡船闸运行二维可视化仿真 425
12.4肿瘤细胞生长模型及仿真 434
12.4.1含有抑制物质的肿瘤生长模型 434
12.4.2含有肿瘤血管生长因子的数学模型 439
12.5钙离子扩散仿真 441
12.5.1钙振荡的意义 442
12.5.2钙的调控机制 442
12.5.3钙振荡形成机制的几种学说 443
12.5.4三磷酸肌醇影响钙释放的数学模型 446
12.6白水河滑坡演化过程可视化 450
12.6.1案例背景简介及数据 450
12.6.2地形建模 452
12.6.3视景仿真 458
参考文献 462