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1、离散时间系统仿真第一章：Arena3.0 基础知识本节介绍 Arena3.0 安装到硬盘上以后如何创建 Arena的工作环境。1.1 Arena3.0 的安装和调试Arena3.0 的安装同一般的软件类似，打开 disk1 文件夹，双击应用文件 Setup.exe 运行安装程序，设置好安装路径后开始安装，安装结束后点击 Finish 完成安装。如果是在 Windows98 操作系统下安装 Arena3.0 需要在安装前预装 Visual Basic 6.0，否则，Arena3.0 不能运行。1.2 Arena3.0 的面板、菜单和工具栏1.2.1 Arena3.0 的启动在 Arena 安装完
2、成后，Arena 会在桌面上自动生成快捷方式的图标 ，双击图标即可进入 Arena 界面；同时，也可以在硬盘上的 Arena目录下双击 Arena.exe 文件进入。在进入 Arena 后点击工具栏上的新建图标,打开Arena3.0 的操作桌面（Desktop） ，如图 1-1：图 1-11.2.2 Desktop 操作桌面简介1操作桌面的结构Arena 提供了十分方便的操作桌面以保证用户能够快速、简洁的建立仿真模型。Arena 的操作桌面主要由工具栏（Toolbars） 、菜单栏、状态栏（Status bar） 、建模界面组成。下文对这几部分的主要功能将一一介绍。2、工具栏：工具栏集中了我们
3、建立仿真模型所要用到的主要工具，它由 Standard（标准工具栏） 、 （视图工具栏）等组成，下面将注意介绍： Standard：这个工具栏提供了新建、保存和打印等功能，如图 1-2：图 1-2 View：提供了视图功能，用户对建模区进行视图操作如图 1-3：图 1-3其中经常用到的功能有：Zoom in：放大 Zoom out：缩小 View All：建模区全部视图，即，以建立模型的全部视图。 View Previous：当前视图的前一视图。 View Region：选择视图区域。 Arrange：Arena3.0 为了用户能够创建生动、形象的动画，提供了功能齐全的绘图工具，Arrange
4、 工具栏（图 1-4）就是为 Arena 的绘图提供支持的。图 1-4它主要的功能有：Bring to front：移到最上 Send to back：移到最下 Group：合并 Ungroup：取消合并 Vertical Flip：垂直对齐 Horizontal Flip：水平对齐 Rotate：旋转 Connect：连接 Draw：这个工具栏（图 1-5）提供了简单的绘图工具，用户可以利用这些工具在模型中绘制简单的图形。图 1-5 Color：利用这个工具栏，用户可以向绘制的图形添加颜色（图 1-6） 。图 1-6 Animate：Arena3.0 提供了强大的动画工具，用户运行仿真模型时
5、能够通过动画，观察、分析仿真系统的运行情况。Animate 工具栏（图 1-7）提供了在Arena3.0 建模中需要的各种动画组件。1-7 Template：Template 提供了建立仿真系统所需要的模块，后面的章节中将详细介绍。 Run：这个工具栏的主要功能是控制仿真系统的运行，如图：1-8。图 1-8主要的功能如下：Go：仿真系统开始运行。Step：分步进行仿真。在建立仿真系统时，常常会出现一些错误，而且这些错误很难被发现，利用Step 功能可以分步的进行仿真，详细的观察整个仿真的过程，这样比较容易发现系统中的错误。Fast-forward：快速仿真而不显示动画。 Pause：系统暂停。
6、 Start over：回到仿真系统运行前的状态，准备重新进行仿真。 End：退出仿真运行模式，进入编辑模式。 Run Interaction：这个工具懒的主要功能是在仿真系统运行前，对仿真系统进行检查和纠错，如图 1-9：图 1-9主要的功能有：Check：在不运行仿真系统的情况下对仿真系统进行编译，常用来验证系统，找出系统的错误。 Command：激活 Command 窗口，在窗口中用户可以输入命令来同运行中的仿真系统交互和监控。可以实现设置仿真中断条件，检查系统队列中实体数，输出仿真报告等功能。属于较高级的应用。Break：设置仿真运行中断的时间和条件。Trace：产生仿真运行中的历史文
7、件。这些文件常用来发现和纠正仿真系统中的错误。Watch：激活 Watch 窗口，用户可以通过设置实时的了解仿真系统中一些变量（variable）和表达式（Expression）的值Report：激活 Report 窗口，在仿真运行时暂停时，可以通过这个口看到暂停时的系统状态。Show Modules：选择是否显示仿真模型中的模块。 Integration：为了能够便于用户设计各种类型的仿真系统，Arena3.0 提供了 VBA（Visual Basic Application）工具，Integration 工具栏提供了用户创建 VBA 程序所需要的工具。图 1-10Module Data T
8、ransfer：可以激活 Module Data Transfer Wizard，通过这个向导，用户可以输入或输出模块中的数据。Visual Basic Editor：开启 Visual Basic 编译器。VBA Design Mode：切换 VBA 设计模式（VBA Design Mode）VBA 使用模式（VBA Use Mode）3、菜单栏Arena 的菜单栏主要由File、Edit、View、Tools、Arrange、Module、Run、Window、Help 菜单组成，如图 1-11：图 1-11File、Edit、View、Window、Help 这几个菜单的功能同其它软件的
9、功能类似，这里就不再详述了，下面主要介绍其它四个菜单的功能。Tools：Arena 的 Tools 菜单主要为用户提供了一些建立仿真系统所必需的工具。常用的工具有：输入分析器（Input analyzer） 、输出分析器（Output analyzer） 。这两个工具在后面的第二章和第五章将详细介绍。 Arrange：此菜单的功能同 Arrange 的功能基本相同。Module：这个菜单的功能主要是完成对模板的操作。多数功能在工具栏中已经介绍这里只介绍如下内容：Template Panel：它的功能是加载和卸载模板（Template） 。当鼠标移到这一命令时会弹出一个菜单，包含了 Attach
10、 和 Detach 两个命令。当我们点击 Attach 时会出现窗口（图 1-12） 。图 1-12用户可以选择想要在工具栏中的 Template Bar 中添加的模板。点击 Detach 时，可以将 Template Bar 中所有的模板剔除。 Run：这个菜单主要的功能是控制仿真系统的运行，其中主要的功能在 Run Interaction 工具栏中已经介绍，下面将简要介绍其余的功能：Review Errors：用来检查编译后仿真系统产生的错误。View Results：在仿真系统运行结束后，查看系统报告。SIMAN：选择这一命令时会有弹出菜单，包含两个选项：View 和 Write。由于
11、Arena 的仿真系统是建立在仿真语言 SIMAN的基础上，所以，用户可以打开仿真系统的 SIMAN源代码进行编辑。当执行 View 命令时，Arena 将打开 SIMAN 源代码供用户查看；当执行 Write 命令时，将在模型目录中产生仿真系统的 SIMAN 模型和实验文件。 Setup：当执行该命令时，将出现 Setup 窗口（图 1-13） ，用户可以对系统参数进行设定。 Speed：这个命令会弹出三个子命令，分别是：图 1-13Increase Speed增加仿真系统的运行速度；Decrease Speed减慢仿真系统的运行速度；Speed Factor设置仿真系统的运行速度。4、状态
12、栏和建模界面建模界面：建模界面就是 Arena 为建立仿真系统提供的区域，如图 1-14：图 1-14Arena 是一种面向对象的仿真工具，用户可以不用编写程序而直接使用 Arena 提供的仿真模块来建立仿真系统。方法就是将 Template（模版）工具栏中的Module（模块）拖到建模界面上，根据对象系统的状况将这些模块连接起来，同时设置好参数，就可以完成对对象系统的仿真。在建模界面中，用户可以建立仿真系统的逻辑模型和动画模型对对象系统进行仿真，图 1-14 就是一个加油站仿真系统的模型。状态栏状态栏位于 Arena 桌面的右下角，主要的功能是显示光标在建模界面中的坐标值。1.3 一个简单的
13、例子为了让大家快速的了解 Arena 建立仿真模型的过程，本书将建立一个最简单的仿真系统单队列、单服务台的排队系统。1.3.1 模板的添加在建立模型之前，需要在 Template 工具栏上添加建立模型需要的模板。建立单队列、单服务台的模型，只要Common 模板就足够了，加载改模板的过程是点击Template 工具栏上的 Attach（或点击菜单“ModuleTemplate PanelAttach” ） ，出现 Attach Template Pancel 窗口（图 1-12）选择 Common 后点击“打开” ，即完成了Common 模板的加载。加载后 Template 工具栏上的 Com
14、mon 模板如图 1-15 所示：在建模时，主要用到的模块有：“Arrive” 、“Server” “Depart” 、 “Simulate” 、“Animate” 。1.3.2 单队列、单服务台仿真模型的建立1、Arrive 模块Arrive 模块的主要功能是按一定的概率分布产生实体（entities）实体。在本例中，实体代表到达服务系统的顾客。首先，点击 Template 工具栏 Common 模板中的Arrive ，在光标移到建模区域时会变成十字，选择你要加在模块的位置，单击鼠标，表完成了模块的加载。加载后的 Arrive 模块的图标为，双击图标，打开Arrive 对话框（图 1-16）
15、：对话框由三部分组成，分别是：Enter Data、Arrival Data、Leave Data。在 Enter Data 区域的单选框中选择Station，在后面的组合框中填入“In Door”作为 Arrive 模块的名字。在 Arrival Data 区域填入如下内容： 在 Batch Size 填入 1，表示每次到达的实体数是1； First Creation 文本框中填入的数值表示第一个实图 1-15体到达的时间（缺省值为 0） ； 在 Time Between 中的下拉菜单中我们可以选择实体到达时间间隔的概率分布。Arena 提供了十几种概率分布供用户选择，在本例中，实体到达系统
16、的时间间隔服从参数是 5 指数分布，所以填入“EXPO（5.0） ” 。 Max Batches 表示在一次仿真中产生实体的最大数量，如果不填则表示对实体数没有限制。 Mark Time Attribute：Arrive 在产生每个实体时，都通过该组合框赋给实体一个属性（属性默认命为Time of Arrival） ，这个属性将记录产生这个实体时的系统时间。通过这个属性可以计算实体的系统逗留时间。 在 Leave Data 区域中的单选框内，需要选择实体离开 Arrive 模块的方式。实体离开 Arrive 模块的方式有以下两种：Route：实体在 Arrive 对应的 Station （关于Station 将在下文进一步介绍）位置产生，经过一段时间，位移到后面对应的模块。Connect：实体产生后不需要任何时间直接到达下一个模块。图 1-16Connect 的本质是模块间的一种逻辑联系，可以认为实体是在下个模块产生的；而 Route 除了逻辑联系外
