复杂系统仿真的Anylogic实践

　　随着科学技术的不断进步，多学科融合发展的时代已悄然来临，越来越多的研究者发现计算机仿真是研究复杂系统的一种有效手段，呈现出越来越深远广泛的发展趋势。 本书采用AnyLogic仿真软件作为复杂系统仿真工具，从理论到实践，从AnyLogic软件基础操作到AnyLogic行人库进阶应用，详细讲解了多智能体、离散事件系统、系统动力学等建模仿真方法及AnyLogic多建模方法集成仿真技术，并结合生产系统、物流系统、交通系统、经济系统等多类复杂系统仿真实践案例，全面介绍了基于AnyLogic进行复杂系统建模仿真优化的系统知识和具体操作步骤。 本书既可作为多方法复杂系统建模仿真的入门教材，也可作为AnyLogic仿真软件的学习教程，谨供广大科研人员、工程技术人员、高校相关专业师生及系统仿真爱好者参考之用。

　　刘亮，天津大学管理科学与工程专业管理学博士，天津工业大学经济与管理学院副教授，美国普渡大学Krannert管理学院访问学者，天津市科学技术协会第八届委员会委员，科技部创新方法研究会管理技术分会秘书长，管理科学与工程学会工业工程与管理分会执行秘书长，天津市企业教育协会副会长，天津市精益管理创新学会秘书长。研究方向包括工业工程与精益管理创新、智能制造与数字孪生技术、复杂系统建模仿真与优化、大数据智能管理与智慧决策等。

 第1章 
复杂系统仿真导论 001
1.1 仿真基础知识 001
1.1.1 系统仿真及其分类 001
1.1.2 系统仿真的一般步骤 002
1.1.3 建模仿真的意义作用 005
1.2 仿真软件对比 006
1.3 仿真建模的基本类型 016
1.3.1 多智能体仿真 016
1.3.2 离散事件系统仿真 016
1.3.3 系统动力学仿真 017
1.3.4 多方法集成仿真 017
 第2章 AnyLogic仿真软件入门 019
2.1 AnyLogic基础 019
2.1.1 AnyLogic简介 019
2.1.2 AnyLogic安装 019
2.1.3　用户界面介绍 022
2.2 AnyLogic的菜单和主要功能 023
2.2.1 文件菜单 023
2.2.2 编辑菜单 024
2.2.3 视图菜单 024
2.2.4 模型菜单 024
2.2.5 帮助菜单 024
2.2.6 代码提示功能 025
2.2.7 文本搜索功能 025
2.2.8 快捷键功能 026
2.2.9 帮助功能 027
2.2.10 模型操作功能 028
2.3 AnyLogic的视图 029
2.3.1 工程视图 029
2.3.2 面板视图 031
2.3.3 属性视图 031
 
2.3.4 问题视图  032 
2.3.5 搜索视图  032 
2.3.6 控制台视图  033 
2.3.7 帮助视图  034 
2.3.8 图形化编辑器  036 
2.3.9 视图操作  038 
2.4 AnyLogic 图形设计基础  040 
2.4.1　绘制和编辑形状  040 
2.4.2　形状的分组  048 
第
3 
章多智能体AnyLogic 
仿真 053 
3.1 多智能体基础知识  053 
3.1.1 谁是智能体  053 
3.1.2 多智能体建模仿真  054 
3.1.3 传统多智能体仿真软件  055 
3.2 AnyLogic 智能体与状态图  056 
3.2.1 AnyLogic 智能体创建 056 
3.2.2 AnyLogic 状态图绘制 061 
3.2.3 变迁的触发与控制  066 
3.2.4 状态图建模举例  071 
3.3 AnyLogic 多智能体仿真基础 075 
3.3.1 AnyLogic 多智能体仿真技术 075 
3.3.2 连续空间中的多智能体仿真  081 
3.3.3 离散空间中的多智能体仿真  090 
3.3.5 多智能体仿真数据统计图表  096 
3.4 AnyLogic 多智能体仿真举例——防空系统模型 117 
3.4.1 基础场景与建筑物  117 
3.4.2 轰炸机及其飞行路线  119 
3.4.3 轰炸机和建筑物的互动关系  123 
3.4.4 雷达防空系统  127 
第
4 
章离散事件系统AnyLogic 
仿真  132 
4.1 离散事件系统基础知识 132 
4.1.1 离散事件系统仿真的基本要素  132 
4.1.2 离散事件系统仿真建模方法  135 
4.1.3 离散事件系统仿真常用软件  141 
4.2 排队系统与库存系统  145 
4.2.1 排队系统  145 
 
目 录 
VII
4.2.2 库存系统 147
4.2.3 排队系统与库存系统仿真比较 148
4.3 AnyLogic离散事件系统仿真基础 148
4.3.1 AnyLogic中的离散事件管理 148
4.3.2 几个简单模型 149
4.3.3 动态事件建模 157
4.4 AnyLogic离散事件系统仿真举例——银行排队模型 159
4.4.1 创建模型 159
4.4.2　建立模型动画 163
4.4.3 加入柜台员工资源 169
4.4.4 修改从ATM出来的顾客流程 177
4.4.5 构建数据统计图表 178
 第5章 
系统动力学AnyLogic仿真 180
5.1 系统动力学基础知识 180
5.1.1 系统动力学相关概念 180
5.1.2 传统系统动力学仿真软件 182
5.2 AnyLogic系统动力学仿真基础 183
5.2.1 存量和流量 183
5.2.2 方程 187
5.3 AnyLogic系统动力学仿真举例—人口和承载能力模型 190
5.3.1 无限资源人口模型 191
5.3.2 拥挤影响寿命 195
5.3.3 拥挤影响出生 197
5.3.4 带有延迟的负反馈 198
5.3.5 单位检查 199
5.4 交互式AnyLogic系统动力学仿真 200
5.4.1 新产品扩散模型—对比运行 200
5.4.2 新产品扩散模型—敏感性分析 202
5.4.3 传染病模型—校准 203
5.4.4 传染病模型—即时图表 211
5.4.5 库存管理模型 213
5.5 AnyLogic多建模方法集成仿真 218
5.5.1 AnyLogic多建模方法集成仿真架构 219
5.5.2 AnyLogic多建模方法集成仿真技术 220
5.5.3 传染病和诊所仿真 230
5.5.4 消费者市场和供应链仿真 236
 
第
6 
章AnyLogic 
仿真进阶  240 
6.1 互动模型的设计 240 
6.1.1　滑块改变参数数值  241 
6.1.2　按钮改变参数数值  242 
6.1.3　编辑框链接嵌入式对象  243 
6.1.4　单选按钮控制视图  245 
6.1.5　组合框控制仿真速度  246 
6.1.6　文件选择器的使用  247 
6.1.7　单选按钮控制其他控件  247 
6.1.8　锁定按钮  249 
6.1.9　复制按钮  249 
6.1.10　在不同视图区域超链接导航  250 
6.1.11 　鼠标单击处创建点  251 
6.1.12　任何区域获取鼠标单击  252 
6.2 AnyLogic 三维动画设计  253 
6.2.1　带三维动画的简单模型  255 
6.2.2　三维物体的旋转  256 
6.2.3 桥式起重机三维模型  257 
6.2.4　带三维窗口与摄像机的简单模型  259 
6.2.5　固定摄像机于移动物体  260 
6.2.6 三维场景中的光  261 
6.3 AnyLogic 的Java 语句 264 
6.3.1　基本数据类型  264 
6.3.2　类  264 
6.3.3　变量  267 
6.3.4 函数  268 
6.3.5　表达式  271 
6.3.6 数组和集合  274 
6.3.7 命名规则  277 
6.3.8 语句  279 
6.3.9　访问  286 
6.3.10　查看AnyLogic 生成的Java 代码 287 
6.3.11 　在AnyLogic 模型中创建Java 类  288 
6.3.12　AnyLogic 模型链接外部Java 模块 289 
6.4 AnyLogic 数据交换机制  290 
6.4.1 文本文件  290 
6.4.2 Excel 电子表格  293 
6.4.3 数据库  297 
 
6.4.4 使用剪贴板 305
6.5 AnyLogic模型中的随机数 307
6.5.1 概率分布 307
6.5.2 模型的随机性 311
6.5.3 随机数生成器 314
6.6 AnyLogic模型运行相关技术 316
6.6.1　模型时间 316
6.6.2　模型日期 318
6.6.3 模型执行模式 319
6.6.4 模型实验设计 320
6.6.5 模型导出与网络发布 323
 第7章 
AnyLogic行人库仿真 325
7.1 AnyLogic行人库基础知识 325
7.2 AnyLogic行人库仿真举例——银行排队仿真模型 331
7.2.1 绘制银行布局 331
7.2.2 模拟简单的行人流 333
7.2.3 显示行人密度图 337
7.3 AnyLogic行人库仿真举例——地铁入口大厅仿真模型 339
7.3.1 模拟简单的行人流 339
7.3.2 添加闸机 342
7.3.3 添加行人密度图 344
7.3.4 添加自动售票机 345
7.4 AnyLogic行人库仿真举例—机场登机仿真模型 347
7.4.1 定义简单的行人流 348
7.4.2 绘制三维动画 350
7.4.3 添加安检站 352
7.4.4 添加值机设施 355
7.4.5 定义登机逻辑 358
7.4.6 用Excel表中数据设置航班 361
 第8章 AnyLogic生产系统仿真实践 369
8.1 生产系统仿真概述 369
8.2 基于AnyLogic仿真的多产品单阶段制造系统优化研究 372
8.2.1　建立概念模型 372
8.2.2　建立AnyLogic模型 372
8.2.3　完善模型 374
8.2.4　模型优化改进 382
 
8.3 基于AnyLogic 仿真的动力电池生产系统优化研究  383 
8.3.1　某企业动力电池生产车间现状分析  383 
8.3.2　动力电池生产系统AnyLogic 仿真建模  385 
8.3.3　生产系统AnyLogic 仿真模型运行分析  394 
8.3.4　动力电池生产系统优化设计  402 
8.3.5　动力电池生产系统优化方案仿真分析  404 
第
9 
章AnyLogic 
物流系统仿真实践  412 
9.1 物流系统仿真概述  412 
9.2 基于AnyLogic 仿真的物流园区设施研究  413 
9.2.1 研究背景  413 
9.2.2 物流园区AnyLogic 仿真模型构建  415 
9.2.3 仿真模型实体构建  416 
9.2.4 仿真模型流程构建  421 
9.2.5 仿真模型数据统计图表构建  427 
9.3 基于AnyLogic 仿真的配送中心物流系统优化研究  429 
9.3.1 研究背景  429 
9.3.2 某配送中心物流系统现状分析  431 
9.3.3 配送中心物流系统AnyLogic 仿真模型构建  433 
9.3.4 配送中心物流系统仿真运行与结果分析  436 
9.3.5 配送中心物流系统优化设计及其仿真分析  439 
第10 
章AnyLogic 
交通系统仿真实践  448 
10.1 交通系统仿真概述  448 
10.2 基于AnyLogic 仿真的立交桥交通系统研究  449 
10.2.1 研究背景  449 
10.2.2 八里台立交桥交通系统现状分析  449 
10.2.3 八里台立交桥交通系统AnyLogic 建模仿真  450 
10.3 基于AnyLogic 仿真的高铁车站候车系统研究 456 
10.3.1 研究背景  456 
10.3.2 天津西站整体交通系统现状分析  457 
10.3.3 天津西站整体交通系统AnyLogic 建模仿真  460 
10.3.4 普通快车候车系统现状分析  464 
10.3.5 普通快车候车系统AnyLogic 建模仿真  464 
第11 
章AnyLogic 
经济系统仿真实践  475 
11.1 经济系统仿真综述 475 
11.2 基于AnyLogic 仿真的临空经济系统发展研究 476 
 
11.2.1 研究背景 476
11.2.2 临空经济系统模型设计 478
11.2.3 临空经济系统AnyLogic建模仿真 479
11.3 基于AnyLogic仿真的水权交易机制演化博弈研究 483
11.3.1 研究背景 483
11.3.2 水资源供应链设想 486
11.3.3 水权交易机制模型设计 487
11.3.4 水权交易机制AnyLogic建模仿真 490
参考文献 498