离散事件动态系统的排队网络分析

离散事件动态系统是一类新型人造系统。这类系统不能用传统的微分方程描述和分 析，本文综述了这类系统的一种分析方法，即排队网络分析法。首先介绍经典排队网络 理论的主要成果，进而讨论基于排队网络模型的几种实用计算方法：如运行分析法、平 均值分析法和摄动分析法，最后对排队网络在柔性制造系统的建模、分析、规划和控制 中的应用作了详细的介绍。     

动态多用户类型和多模式拥挤收费模型

为了确定一般排队网络在高峰时段随时间变化的最优拥挤收费,将描述时变交通流的时空拓展网络(STEN)与传统的网络平衡模型技术相结合,建立了多类型、多模式动态拥挤收费模型.考虑不同类型的出行者有不同的时间价值(VOT),同时,对单车种出行方式进行延拓,建立了包含公交车与私家车在内的多模式交通网络拥挤收费模型,该模型是一个带有路段容量限制下的多类型、多模式网络平衡问题,可以采用内惩罚函数法求解.通过算例分析表明,该模型可以提供动态拥挤收费策略,分析拥挤收费下不同时间价值的用户对于出行方式、出发时间以及出行路径的不同选择,相比于传统的基于瓶颈的静态单模式拥挤收费模型有一定的进步.     

基于模糊非支配排序遗传算法的多车型快速路交通拥堵和排放优化

以优化城市多车型快速路交通系统拥堵和排放为目标, 综合考虑了走行时间(total time spent, TTS)、走行距离(total travel distance, TTD)、匝道排队、尾气排放和燃油消耗这5个性能指标, 改进了多车型快速路宏观交通流模型Multi-class METANET和多车型排放模型Multi-class VT-macro. 提出了一个新的高维多目标优化算法——模糊非支配排序遗传算法(fuzzy non-dominated sorting genetic algorithm, FNSGA-Ⅲ), 对快速路的匝道汇入率和主路的可变限速(variable speed limit, VSL)值进行了优化, 实现了缓解主路和匝道交通拥堵以及节能减排的目标. 提出的FNSGA-Ⅲ算法, 基于自适应模糊推理系统(adaptive network-base fuzzy inference system, ANFIS), 对下一时刻高维多目标优化的超平面进行预测, 能够有效引导算法在迭代过程中的进化方向, 提高算法的收敛速度. 基于上海市广中路实际路网进行仿真实验. 结果表明, 与现有的单目标遗传算法和高维多目标NSGA-Ⅲ算法相比, FNSGA-Ⅲ算法结合改进的多车型宏观交通流模型, 可以更合理地设置期望速度与匝道控制策略, 更为有效地环缓解快速路的交通拥堵和排放.     

Queuing-Based Performance Analytical Model for Continuous Flow Transporters of AMHS

To quickly and accurately estimate the expected work-in-process （WIP）of material intersection points in continuous automated material handling systems （AMHSs） ,a queuing-based performance analytical model was presented for continuous flow transporters （CFTs） . In the modeling procedure which considered layout of crossovers and the variability of service time of turntables, an M /G /1 queuing model with multi-class customers and a non-preemptive priority M /G /1 queuing model with multi-class customers were introduced to accurately present the queuing WIP of each material intersection point and perform the analytical model. Finally,300 mm wafer fabrication facilities （fabs）with 24 bays were applied to evaluating the proposed model. Compared with results of an Arena simulation, the model performs well in evaluating the number of queuing WIP of the intersection points and overall system of CFTs in AMHSs.     

多类服务器计算机网络系统优化配置研究

采用马尔可夫排队网络,建立了具有多类服务器并考虑网络影响的基于Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ平台的计算机网络系统的数学模型,给出了有限源开环马尔可夫排队网络的稳态分布概率的一般解。在此基础上,推出系统负载指标的解析结果,分析、论证系统服务器负载均衡的条件,提出归一化的性能指标向量,建立系统优化目标函数,研究不同情形下的配置优化求解方法。     

Erlang分布排队系统的性能灵敏度仿真估计及其应用

通过分析具有Erlang服务分布的排队系统的稳态性能灵敏度问题 ,给出一种基于其嵌入Markov链来计算势能及性能导数的算法 .并用通信网络中的一个实例进行仿真 .由于此算法基于分析系统的一条单一样本轨道 ,故可直接用于某些实际问题的在线性能分析与优化     

基于数据关系的SVM多分类学习算法

提出一种基于数据关系(Data Relationship,DR)的多分类支持向量机(Support Vector Machine,SVM)学习算法(Multi-Classification SVM Algorithm Based on Data Relationship,DR-SVM).DR-SVM算法根据每类数据的关系(如向量积等)获取子学习嚣的冗余信息,从而优化多分类器组,然后通过经典的SVM算法训练分类器组.算法在简化分类器组的同时可对多类数据分类问题获得满意的泛化能力,在标准数据集上的实验结果表明,与经典的SVM多分类方法相比,DR-SVM具有更好的泛化性能,尤其对单个类别精度要求较高的数据尤其有效.     

认知异构无线网络中频谱切换建模与分析

在具有频谱认知功能的异构无线网络中,针对传统频谱切换算法未考虑次用户业务的多样性,且空闲信道不足造成次用户服务时延大的问题,提出基于次用户分级的频谱切换策略。与以往单一的认知无线电网络不同,该策略融合利用免授权频谱的开放式无线网络和机会式利用授权频谱的认知无线电网络,提出了认知异构无线网络场景。根据次用户的业务类型对其进行优先级划分,并在此基础上设计数据分割因子优化策略。进一步采用混合式抢占优先权(preemptive resume priority /non-preemptive resume priority,PRP/NPRP) M/G/1排队模型,分别对主用户网络和开放式无线网络中的频谱切换过程进行建模,提出一个最小化时延的动态自适应频谱切换策略。实验仿真了不同参数对次用户时延的影响,结果表明,该策略较传统的频谱切换策略明显提升了次用户的时延性能。     

带转向延误的拥挤交通网络配流模型及算法

为了更加真实准确地反映道路网络的交通流状态,该文综合考虑拥挤交通网络的特点,建立了带转向延误和通行能力限制的交通网络配流模型,模型中路段和转向通行能力约束条件的Lagrange乘子等于因交通拥堵而产生的排队延误。该文采用动态罚函数算法,将原问题转化为一系列不带通行能力限制的传统交通分配问题进行求解,随后以Nguyen Dupuis网络为算例进行测试。计算结果表明:当流量达到通行能力时,排队延误就会产生,平衡流量满足Wardrop均衡准则。该模型能够很好地反映拥挤交通网络流量特点,提出的算法也具有很好的收敛性能。     

基于排队网络模型的机场航班延误预测

机场航班量不断增长,必然会带来机场高峰时段延误水平的增加。因此机场延误水平的科学预测对确保机场运行效率具有重要意义。论文首先根据航空器运行特性建立机场排队网络模型;然后利用Lempel-Ziv算法计算不同时间尺度的航班时间序列复杂度,确定刻画航班延误的小时间尺度,由此确定排队网络模型参数,并用实例进行验证;最后运用AirTop仿真软件以全天平均延误、高峰小时平均延误作为关键指标,仿真得出机场延误水平变化趋势。通过将仿真数据与计算结果进行对比分析发现,机场排队网络模型能够较好的反应真实情况下的机场延误水平;而选用小时间尺度15 min进行机场排队网络模型参数计算,结果更贴近真实机场延误水平。     

用于HRRP多类目标识别的D距离分类器

在雷达自动目标识别（radar automatic target recognition ，RATR）领域，为了保证基于高分辨距离像（high-resolution range profile，HRRP）的目标识别算法在进行小样本多类目标识别时仍然具有优异的识别性能，需要提出一种同时具备优异泛化性能与低运算复杂度的识别算法。利用比值计算两个向量之间的比值距离，并将比值距离应用于距离分类器中，称之为D距离分类器。然后利用八类地面目标实测数据将D距离分类器与其他一些RATR统计模型进行比较，分别分析其在小样本与多类目标时的识别精度。最终结果验证出D距离分类器在训练样本有限且多类目标识别时仍然具有优异的泛化性能与很低的运算复杂度。      

一种多级别OBS中评估阻塞概率的精确模型

提出了一种应用于多级别光突发交换(OBS)网络中评估每一种级别业务的阻塞概率的分析模型。该模型可以评估OBS网络中任意突发长度分布和任意偏置时间情形下的阻塞概率,也包括每一级别的平均突发长度不同的OBS系统。这样的OBS系统并不遵从守恒律,因此,不能应用已知的OBS模型进行分析。对一个两级别的OBS系统,业务负载为10-3,高优先级与低优先级业务的比率为1:5时,本模型可以为每一级别精确预测阻塞概率。假定守恒条件下,已知的分析模型所给出的预测结果比仿真结果低将近75%。     

一种新的自相似流量模型的网络性能分析

网络流量的自相似性给流量控制和网络资源的管理带来了新的挑战。基于传统流量模型的网络性能结论和网络设计策略不能完全适用于具有自相似流量的高速网络中,采用较符合实际流量特征的、并具有自相似特性的随机过程——随机相位正弦波作为队列服务系统的输入流量模型,运用排队理论推导和分析了这种新的流量模型的网络性能,然后探讨了改善自相似流网络性能的流量控制方法和设想。     

基于闭合模式的高维基因表达谱多类分类

针对多类高维基因表达谱的特点,提出一种基于闭合模式的多类分类算法CBCP,即根据垂直格式的数据集采用路径枚举的方法挖掘闭合模式,极大地减少了冗余模式的产生.然后,对所有闭合模式进行排序,通过覆盖训练集建立分类器.针对分类器无法识别的样本提出权重算法进行判断,克服了使用Default类预测不精确的问题.研究结果表明,CBCP与经典分类算法如CBA和C4.5相比具有更高的预测准确率,并且在基因数大幅增加而样本数不变的情况下仍具有较强的稳定性,证明CBCP的可扩展性强,适用于高维数据集的多类分类预测.     

排队时间感知的动态网格工作流调度

网格资源站点的可靠性将影响站点上任务执行性能,从而影响其他任务的排队等待时间.利用可修排队系统对网格资源站点进行可靠性建模,通过模型求解获得稳态下各资源站点的排队等待时间,提出了排队时间感知的动态网格工作流调度算法并设计了动态网格工作流调度的原型系统.基于GridSim进行了不同网格系统环境设置场景下的仿真实验.实验结果表明,本算法在不同负载和不同失效率的情况下其完成时间明显优于HEFT和CPOP算法,且在平均等待时间方面也比这2种算法高出了50%左右.     

基于M/M/m队列的通信网络排队模型化研究

在通信领域里,排队论因理论性强,通用性好而被广泛地运用到网络建模中,但由于排队论本身复杂的理论推导和大量的数学运算,使得用它求解问题变得困难,同时也限制了它的进一步推广。为了更好地将排队论用于网络建模,利用排队论的知识建立了两种不同的排队模型:一、利用C++语言建立了M/M/m队列的数学模型;二、利用仿真工具建立了M/M/m队列的仿真模型并给出了仿真过程的模块化定义。这两种模型均具有形象直观的表达形式,弥补了单纯使用数学分析方法而使问题显得过于抽象的不足,从而为研究更加复杂的排队网模型奠定了基础。     

基于NS2的优先级队列管理算法设计

网络控制系统的信号以分组的形式在网络中传输,引起了传输时延、丢包等问题;为了更好地研究网络控制系统的性能,利用NS2搭建了网络控制系统的网络传输模型.并以其中的优先级业务分组为研究对象,设计了优先级队列管理算法;在DropTail算法的基础上进行改进,继承了原有算法的优势,并加入了业务优先级识别和弃包选择机制;通过调用两种算法进行实验,从时延、丢包以及吞吐量方面进行分析与对比,验证了PDropTail算法的有效性.     

一种动态自适应医院门诊排队模式

提出了一种动态自适应排队模型,并设计了相关排队算法.根据病人的优先级和在队列中所占的比例不同设置不同的权重参数,该参数可通过层次分析法(AHP)获得,考虑病人等待时间长短和队列长度动态改变病人的就诊序列,并以一个实例验证了该方法.最后利用.NET编程平台、MS SQL Server 2000数据库平台以及TCP/IP网络构建了医院预约排队系统.     

多业务蜂窝移动通信系统中发起呼叫排队的理论分析及其对切换优先算法的性能改善

分析了切换优先级算法中发起呼叫排队的可行性和具体算法流程,并比较了使用发起呼叫以排队前后的切换算法的性能改善。一般的文献里都没有时始发呼叫加以排队,但实际上用户为了接通一个呼叫总是会等待一段时间,这就给了始发呼叫排队的可能。提出了一种符合实际的丢失呼叫限制等待(LCLW)模型,给出了它的流程图并将其应用到混合切换优先级算法中。最后分析了在多业务蜂窝系统中发起呼叫排队对切换指标的性能改善,并加以模拟。从模拟结果中可以看出发起呼叫排队后算法性能得到了较好的改善,呼叫阻塞率大大降低,而且对切换阻塞率并无大的影响。     

有限带宽条件下VOD服务器的设计

分析了ＶＯＤ系统的构成及其实时服务过程，基于Ｍｋ／Ｍ／１的排队过程计算了系统参数对系统性能的影响．给出了设计实时多媒体服务器最大同时访问用户数和缓冲器大小的计算式，并提出了改进服务器性能的ＴＩＰＭＳ方法．将该方法与ＱＰＭＳ的方法进行比较，表明ＴＩＰＭＳ有效地改善了服务器的性能