復雜系統模擬的Anylogic實踐(第2版)

隨著科學技術的不斷進步，多學科融合發展的時代已悄然來臨，越來越多的科學研究者發現電腦模擬是研究復雜系統的一種有效手段，呈現出越來越深遠廣泛的發展趨勢。本書採用AnyLogic模擬軟件作為復雜系統模擬工具，從理論到實踐，從AnyLogic軟件基礎操作到AnyLogic行人庫進階應用，詳細講解了系統動力學、多智能體、離散事件等建模模擬方法及AnyLogic多建模方法的組合集成模擬技術，並結合生產系統、物流系統、交通系統、經濟系統等多類復雜系統模擬實踐案例，全面介紹了基於AnyLogic進行復雜系統建模模擬優化的系統知識和具體操作步驟。本書既可作為多方法復雜系統建模模擬的入門教材，也可作為AnyLogic模擬軟件的學習教程，謹供廣大科研人員、工程技術人員、高校相關專業師生及系統模擬愛好者參考之用。

目 錄

 

第1章  復雜系統模擬導論001

1.1  復雜系統模擬基礎001

1.1.1  系統模擬及其分類001

1.1.2  系統模擬的一般步驟002

1.1.3  復雜系統模擬及其作用意義005

1.2  復雜系統建模模擬常用方法006

1.2.1  離散事件系統建模模擬006

1.2.2  系統動力學建模模擬012

1.2.3  多智能體建模模擬014

1.2.4  多方法集成建模模擬016

1.3  常見系統模擬軟件對比017

  第2章  AnyLogic模擬軟件入門025

2.1  AnyLogic簡介025

2.1.1  AnyLogic下載安裝025

2.1.2  AnyLogic軟件界面027

2.2  AnyLogic菜單和主要功能028

2.2.1  文件菜單028

2.2.2  編輯菜單028

2.2.3  視圖菜單028

2.2.4  模型菜單029

2.2.5  幫助菜單029

2.2.6  代碼提示功能029

2.2.7  文本搜索功能029

2.2.8  快捷鍵功能030

2.3  AnyLogic視圖和圖形編輯器031

2.3.1  工程視圖031

2.3.2  圖形編輯器032

2.3.3  面板視圖034

2.3.4  屬性視圖035

2.3.5  控制台視圖035

2.3.6  問題視圖036

2.3.7  搜索視圖036

2.3.8  日誌視圖037

2.4  AnyLogic圖形設計037

2.4.1  AnyLogic的演示面板038

2.4.2  圖形設計039

2.4.3  圖形分組043

2.4.4  AnyLogic的圖片面板046

2.5  AnyLogic中的Java代碼047

2.5.1  數據類型047

2.5.2  類047

2.5.3  變量049

2.5.4  函數050

2.5.5  表達式053

2.5.6  數組和集合056

2.5.7  命名規則059

2.5.8  語句060

2.5.9  訪問066

2.5.10  查看AnyLogic生成的Java代碼067

2.5.11  在AnyLogic模型中創建Java類068

2.5.12  AnyLogic模型鏈接外部Java擴展包069

2.6  AnyLogic模型運行設置070

2.6.1  模型運行070

2.6.2  模型時間071

2.6.3  模型日期073

2.6.4  執行模式075

2.6.5  模型導出與網絡發布076

  第3章  多智能體AnyLogic模擬077

3.1  AnyLogic多智能體模擬基礎077

3.1.1  AnyLogic的智能體面板078

3.1.2  AnyLogic中智能體的創建079

3.1.3  AnyLogic多智能體模擬機制081

3.1.4  連續空間中的多智能體模擬087

3.1.5  離散空間中的多智能體模擬094

3.2  AnyLogic狀態圖建模099

3.2.1  AnyLogic的狀態圖面板099

3.2.2  變遷的觸發與控制104

3.2.3  AnyLogic狀態圖建模舉例109

3.3  AnyLogic多智能體模擬舉例——人口模型113

3.3.1  AnyLogic的分析面板113

3.3.2  基於親屬關系的人口模型116

3.3.3  標準統計在人口模型中的應用122

3.3.4  動態直方圖在人口模型中的應用125

3.3.5  自定義統計在人口模型中的應用129

3.4  AnyLogic多智能體模擬舉例——防空系統模型133

3.4.1  創建基礎場景及建築物133

3.4.2  創建轟炸機及其飛行路線136

3.4.3  轟炸機與建築物的交互139

3.4.4  創建雷達制導防空系統143

  第4章  離散事件系統AnyLogic模擬148

4.1  AnyLogic離散事件系統模擬基礎148

4.1.1  AnyLogic的流程建模庫面板149

4.1.2  AnyLogic事件建模155

4.1.3  AnyLogic動態事件建模160

4.2  AnyLogic離散事件系統模擬舉例——排隊系統模型163

4.2.1  排隊系統基礎知識163

4.2.2  M/M/1基礎模型166

4.2.3  顧客排隊時間測量168

4.2.4  排隊顧客數量測量170

4.2.5  添加數據統計圖表172

4.3  AnyLogic離散事件系統模擬舉例——銀行網點服務模型173

4.3.1  創建ATM服務流程173

4.3.2  添加顧客模擬動畫174

4.3.3  添加櫃台服務流程178

4.3.4  添加數據統計圖表181

  第5章  系統動力學AnyLogic模擬184

5.1  AnyLogic系統動力學模擬基礎184

5.1.1  AnyLogic的系統動力學面板184

5.1.2  AnyLogic存量流量圖185

5.1.3  AnyLogic系統動力學方程188

5.1.4  AnyLogic的系統動力學函數193

5.2  AnyLogic系統動力學模擬舉例——人口和承載能力模型194

5.2.1  無限資源人口模型194

5.2.2  擁擠對壽命的影響198

5.2.3  擁擠對出生率的影響201

5.2.4  帶有延遲的負反饋202

5.3  AnyLogic系統動力學模擬實驗舉例203

5.3.1  新產品擴散模型204

5.3.2  傳染病傳播模型211

5.3.3  庫存管理模型222

5.4  AnyLogic多方法集成模擬230

5.4.1  AnyLogic多方法集成模擬基礎230

5.4.2  AnyLogic多方法集成模擬常見結構232

5.4.3  AnyLogic多方法集成模擬舉例——傳染病和診所模型241

5.4.4  AnyLogic多方法集成模擬舉例——新產品市場和供應鏈模型249

  第6章  AnyLogic模擬軟件進階256

6.1  AnyLogic互動模型設計256

6.1.1  AnyLogic的控件面板256

6.1.2  滑塊改變參數數值257

6.1.3  按鈕改變參數數值258

6.1.4  編輯框鏈接到流程模塊的參數259

6.1.5  單選按鈕控制視圖260

6.1.6  組合框控制模擬速度261

6.1.7  單選按鈕控制其他控件262

6.1.8  滑塊控制復制按鈕和圖形263

6.1.9  視圖區域超鏈接導航264

6.1.10  鼠標左鍵單擊處創建點265

6.1.11  任意區域獲取鼠標左鍵單擊266

6.2  AnyLogic三維動畫設計268

6.2.1  AnyLogic的三維面板269

6.2.2  AnyLogic三維對象272

6.2.3  AnyLogic三維窗口274

6.2.4  AnyLogic攝像機276

6.2.5  AnyLogic的光279

6.3  AnyLogic數據交互機制285

6.3.1  AnyLogic的連接面板286

6.3.2  AnyLogic與文本文件287

6.3.3  AnyLogic與Excel電子表格289

6.3.4  AnyLogic與數據庫293

6.3.5  AnyLogic與操作系統297

6.4  AnyLogic中的隨機數300

6.4.1  AnyLogic模型的隨機性300

6.4.2  AnyLogic概率分佈函數303

6.4.3  AnyLogic自定義分佈305

6.4.4  AnyLogic隨機數生成器312

6.4.5  AnyLogic模擬實驗的隨機性312

  第7章  AnyLogic行人系統模擬實踐315

7.1  AnyLogic行人系統模擬基礎315

7.1.1  行人系統模擬概述315

7.1.2  AnyLogic的行人庫面板316

7.1.3  AnyLogic的行動圖面板319

7.2  AnyLogic顧客應急疏散系統模擬320

7.2.1  創建模型的空間佈局321

7.2.2  創建顧客行人流322

7.2.3  添加顧客應急疏散流程324

7.2.4  添加密度圖和行人流統計326

7.3  AnyLogic機場旅客登機系統模擬329

7.3.1  創建機場旅客行人流329

7.3.2  添加機場安檢門332

7.3.3  添加機場值機櫃台334

7.3.4  添加旅客候機區和檢票服務336

7.3.5  設置航班時刻表341

  第8章  AnyLogic交通系統模擬實踐349

8.1  AnyLogic交通系統模擬基礎349

8.1.1  交通系統模擬概述349

8.1.2  AnyLogic的道路交通庫面板350

8.1.3  AnyLogic的軌道庫面板352

8.2  AnyLogic互通式立交橋交通系統模擬354

8.2.1  創建互通式立交橋的交通路網354

8.2.2  創建通過立交橋的車輛智能體363

8.2.3  創建互通式立交的交通流程圖365

8.2.4  添加立交橋系統三維模擬動畫372

8.3  AnyLogic公鐵聯運側面裝卸系統模擬376

8.3.1  創建模型的智能體類型376

8.3.2  創建模型的空間佈局382

8.3.3  創建列車的業務流程387

8.3.4  創建卡車的業務流程392

  第9章  AnyLogic生產系統模擬實踐399

9.1  AnyLogic生產系統模擬基礎399

9.1.1  生產系統模擬概述399

9.1.2  AnyLogic的流體庫面板400

9.2  AnyLogic多產品單階段生產系統模擬403

9.2.1  創建生產系統基礎模型404

9.2.2  添加生產系統三維模擬動畫412

9.2.3  添加兩視域系統模擬導航欄415

9.3  AnyLogic板狀巧克力生產系統模擬420

9.3.1  創建板狀巧克力生產系統模型421

9.3.2  添加生產系統三維模擬動畫431

9.3.3  添加三視域系統模擬導航欄437

第10章  AnyLogic物流系統模擬實踐442

10.1  AnyLogic物流系統模擬基礎442

10.1.1  物流系統模擬概述442

10.1.2  AnyLogic的物料搬運庫面板443

10.1.3  AnyLogic的空間標記面板449

10.2  AnyLogic倉儲中心物流系統模擬450

10.2.1  創建模型的智能體類型451

10.2.2  創建模型的空間佈局455

10.2.3  創建產品1卸車及輸送流程460

10.2.4  創建產品1立體庫進出庫流程465

10.2.5  創建產品2卸車和進出庫流程470

10.2.6  創建盒裝商品打包輸送流程472

10.2.7  創建盒裝產品裝車發貨流程478

10.3  AnyLogic城市配送物流系統模擬483

10.3.1  創建模型的GIS地圖佈局483

10.3.2  創建模型的智能體類型485

10.3.3  設置醫藥公司和藥店智能體486

10.3.4  設置貨車智能體490

10.3.5  設置模型初始化函數494

10.3.6  由數據庫參數化建立智能體群495

附加資源499

參考文獻500