复杂系统仿真的Anylogic实践

以AnyLogic仿真软件为复杂系统仿真工具，从理论到实践，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。

　　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。
　　《复杂系统仿真的Anylogic实践》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。
　　《复杂系统仿真的Anylogic实践》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。
　　
　　陈永刚，AnyLogic公司中国总代理——北京格瑞纳电子产品有限公司总经理，中国仿真学会离散系统仿真专业委员会委员，复杂系统仿真从业经历近20年。

第1章 复杂系统仿真导论
1．1 仿真基础知识
1．1．1 系统仿真及其分类
1．1．2 系统仿真的一般步骤
1．1．3 建模仿真的意义作用
1．2 仿真软件对比
1．3 仿真建模的基本类型
1．3．1 多智能体仿真
1．3．2 离散事件系统仿真
1．3．3 系统动力学仿真
1．3．4 多方法集成仿真

第2章 AnyLogic仿真软件入门
2．1 AnyLogic基础
2．1．1 AnyLogic简介
2．1．2 AnyLogic安装
2．1．3 用户界面介绍
2．2 AnyLogic的菜单和主要功能
2．2．1 文件菜单
2．2．2 编辑菜单
2．2．3 视图菜单
2．2．4 模型菜单
2．2．5 帮助菜单
2．2．6 代码提示功能
2．2．7 文本搜索功能
2．2．8 快捷键功能
2．2．9 帮助功能
2．2．10 模型操作功能
2．3 AnyLogic的视图
2．3．1 工程视图
2．3．2 面板视图
2．3．3 属性视图
2．3．4 问题视图
2．3．5 搜索视图
2．3．6 控制台视图
2．3．7 帮助视图
2．3．8 图形化编辑器
2．3．9 视图操作
2．4 AnyLogic图形设计基础
2．4．1 绘制和编辑形状
2．4．2 形状的分组

第3章 多智能体AnyLogic仿真
3．1 多智能体基础知识
3：1．1 谁是智能体
3．1．2 多智能体建模仿真
3．1．3 传统多智能体仿真软件
3．2 AnyLogic智能体与状态图
3．2．1 AnyLogic智能体创建
3．2．2 AnyLogic状态图绘制
3．2．3 变迁的触发与控制
3．2．4 状态图建模举例
3．3 AnyLogic多智能体仿真基础
3．3．1 AnyLogic多智能体仿真技术
3．3．2 连续空间中的多智能体仿真
3．3．3 离散空间中的多智能体仿真
3．3．5 多智能体仿真数据统计图表
3．4 AnyLogic多智能体仿真举例——防空系统模型
3．4．1 基础场景与建筑物
3．4．2 轰炸机及其飞行路线
3．4．3 轰炸机和建筑物的互动关系
3．4．4 雷达防空系统
……

第4章 离散事件系统AnyLogic仿真
第5章 系统动力学AnyLogic仿真
第6章 AnyLogic仿真进阶
第7章 AnyLogic行人库仿真
第8章 AnyLogic生产系统仿真实践
第9章 AnyLogic物流系统仿真实践
第10章 AnyLogic交通系统仿真实践
第11章 AnyLogic经济系统仿真实践
参考文献

注意

如果一个端口连接多个其他端口，则可能需要将目标对象写入消息，并在

接收端进行筛选，以便消息仅由预期的收件人处理。

（五）智能体间的消息传递

AnyLogic中，无论在模型层级中距离多远，一个活动对象中的某个结构都可以去访

问任何其他活动对象中的任何结构。AnyLogic提供了允许上下移动模型层次结构并渗透

到活动对象内部的表达式语法。通过这些语法，用户可以直接调用其他活动对象的函数，

或者读取和更改其他活动对象的变量和参数。

另外，AnyLogic为多智能体建模提供了特殊的通信机制：消息传递（message

passing）。一个智能体可以向一个智能体或一组智能体发送一条消息。消息可以是一个任

意类型和复杂性的对象，例如：文本字符串、整数、对对象的引用或具有多个字段的结构。

消息传递和智能体间函数调用的根本区别在于前者是异步通信，而后者是同步通信。

智能体a 在事件1 中间的某个位置调用函数send() 向智能体b 发送消息”Message”。

消息传递到b，但是对于该消息的反应执行延迟到事件1 结束，并在一个新的事件2 中

执行，事件2 在事件1 之后即刻执行。如图3-3-7 所示。

图3-3-7 智能体间的异步通信与同步通信示意图

将此与函数调用相比较。当智能体a 调用智能体b 的function() 时，function() 在事

件1 中立刻开始执行，智能体a 代码的执行推迟，并仅在function() 返回控制权时才恢复。

当使用特殊函数deliver() 和receive() 时是同样的机制，如图3-3-7 所示。

建议优先使用异步消息传递，因为它会带来更加清晰的事件顺序，也更加容易理解

和调试。直接函数调用有可能引起复杂链状和循环。

打开智能体（Agent）包含的“链接到智能体”connections 的属性界面，有一个代

码区域“接收消息时”，如图3-2-23 所示。可以在此输入代码，定义该智能体接收消息

的反应。

　　系统仿真一般指使用计算机建立和运行系统模型，模拟真实系统的各种活动。它从建立仿真模型的目的出发，通过计算机程序语言，对真实系统进行一种抽象的、本质的描述。作为一门新兴的技术，系统仿真已经被广泛地应用于各行各业，成为战略研究、系统分析、运筹规划、预测决策、宏观及微观管理等领域的有效工具，成为研究各类真实系统的一种十分有效的手段，是对真实系统分析实验和评价的简单而经济的方法。
　　复杂系统仿真是近年来国际仿真领域的热点之一，涉及的领域包括制造、物流、医疗、自然生态、工程、社会等诸多方面，给相关研究工作带来极大挑战。因此，对于复杂系统的研究需要利用现代化手段，深入了解各个领域的相关内容，将数据信息统一收集，再通过计算机仿真技术做到对其系统复杂性的研究了解，从而实现复杂系统建模仿真的有效应用。
　　本书采用AnyLogic软件工具来讲解复杂系统建模仿真的实践应用。AnyLogic是一个创始于俄罗斯的独特仿真软件工具，它能够提供多智能体、离散事件系统和系统动力学三种仿真建模方法，并支持多方法的集成应用，为用户创造多方法集成应用模型提供了便利，可以帮助人们在复杂系统建模仿真实践中取得更好的效果。
　　本书共11章，第1章介绍了复杂系统仿真的基础知识，包括相关概念、特征、发展历史、常见仿真软件对比等。第2章介绍了AnyLogic软件入门知识，包括基本功能模块及其使用方法等。第3章具体介绍了AnyLogic多智能体仿真方法。第4章具体介绍了AnyLogic离散事件系统仿真方法。第5章主要介绍了AnyLogic系统动力学仿真方法。第6章、第7章深入介绍了AnyLogic软件的各种进阶应用和行人库仿真等。最后，第8至11章分别介绍了AnyLogic软件在各类复杂系统仿真实践中的具体应用，包括生产系统仿真实践、物流系统仿真实践、交通系统仿真实践和经济系统仿真实践等。
　　本书旨在帮助读者掌握复杂系统建模仿真技术的基本理论和AnyLogic软件使用技巧，并能在实际案例中加以应用，是一本很好的学习运用AnyLogic进行复杂系统仿真的入门指南。相信读者通过阅读书中的大量复杂系统仿真案例，将对复杂系统仿真有更为直观的认识。