航运经营模拟模型设计思路

      这是为上海大学构思的一个教学系统。得益于赵刚教授的指点，算是搞明白了几个概念的宏观意义。由于一些原因，中途离开了公司，不知道系统最后是否采用了这个思路。

一、术语

下列是为描述“模拟模型”而定义的几个术语：

1.    事件过程（Event Process）： 市场（Market）从一个状态（State）发展到另外一个状态（State）的过程，简称事件（Event）。市场就是这种事件的集合。发生时刻、过期条件、完成条件。

2.    事件流（Event Stream）： 具有一定先后顺序和（或）因果关系的一串事件称为事件流。

3.    触发器（Trigger Source）： 导致事件发生的原因或力称为事件的触发器，或称驱动者。

4.    触发（Trigger）： 触发器驱使事件开始的动作叫做触发。同时描述这种现象为事件发生。

5.    投票者（Voter）： 有的事件是市场内部机制产生的，有些事件是市场的外部参与者产生的，因此事件不一定有触发器。有个时候，某些事件的触发器不是我们所关心的，因此就忽略它；而有些事件的触发器正式是我们关注的，不能忽略，此时称触发器为投票者。 事件处理：就是投票者对特定事件进行某些处理和决策。事件处理是一个过程，需要或长或短的一定时间。事件处理的由采集开始，并由投票结束。

6.    采集（Picking）： 投票者选择一些事件准备进行处理的行为。

7.    投票（Vote）： 投票者的触发行为。投票动作以及其全过程称为选举（poll）。选举的结果决定了事件流的分支或是否终止。投票总是一个事件流的最开始，或者一次事件处理过程的最后步骤。

8.    投票权（Voting right）： 如果投票者可以触发某事件，那么就称投票者对此事件具有投票权。

二、静态模型

      如上图所示，市场由很多的各种随机事件和非随机事件，以及一个未知投票者（实际上有很多，但是由于我们不关注不同的未知投票者有何区别，所以总认为只有一个），很多的扮演人投票者和合伙人投票者组成。

      非随机事件是指在营运过程中，在某种场景中总是会出现的事件，譬如签约、加油、装货和卸货等等。随机事件则是可能会出现，可能无论如何也不会出现的事件，譬如突遇恶劣天气、偶尔碰到海盗等等。

      一般说来，随机事件的出现一般是不可控的，它的投票者多为未知投票者，而非随机事件是可控的，它的投票者多为合伙人投票者和扮演人投票者。非随机事件是可控的，并不是说事件的一切都是不可确定的。随机事件的发生将会改变事件的某些因素。譬如说，公司老总不在，导致合同滞后2天才签字生效。事件发生的时间被随机事件改变了。

      扮演人投票人，就是使用模拟系统进行模拟的人员，而合伙人投票者则是与扮演人投票者进行商务往来的合作方。通常，合伙人投票者的数目会远多于扮演人投票者的数目。投票者有working和idle2种状态。Working状态会对时间进行锁定，投票者所处的时刻是他最后一次投票的时刻。而市场时刻则是所有处于Working状态的全部投票者时刻的最滞后者的时刻。

      投票人投票原则：1）原子时间段内，只能就一件事件进行投票；2）当投票者的时刻强先于市场时刻是，不能进行Working投票，但是可以进行Idle投票。

      根据上面的定义，市场的运动（即市场状态的变化）是由于投票者的投票行为而产生的。如果市场的状态没有变化，可以认为时间静止的。而只要市场变化，那么市场的时刻就是向前移动的。

三、动态模型

上图是市场运动模型（投票模型）示意图。下面对它进行说明：

事实上，市场时刻和全部投票者的时刻是一致的。之所以单独度量是因为每次投票模型都当成是原子操作，导致处在这个原子操作过程中投票者观察到的事件是一样的。

1.       市场中的事件可以按照发生的时间，有序的排列在带有时间刻度的时间轴上，不管是随机事件还是非随机事件；对于非随机事件，还可以对未发生的事件进行一定程度的预测，而随机事件的发生可能改变这些预测的结果。

2.       市场中的一个事件能够被多个投票者进行采集、处理和投票（如Event α），但也可能没有任何投票者对它进行采集（如Eventα和Eventβ之间的2个事件）。

3.       Working投票是对事件的处理，并对处理结果进行确认，消耗一定的时间，在处理事件的末尾由投票者驱动。

4.       Idle投票表示不进行任何事件的处理，任由事件流逝。Idle投票由投票者显式驱动开始，由投票者开始一个Working投票隐式的结束。

5.       投票者对采集的事件可以分为若干个步骤进行处理，处理过程也可以不连续。此时每个步骤就是一个子事件，其处理过程以及结果就是一次阶段性的投票。（如Actor B 对Eventα和Eventβ的处理。）

6.       投票者的采集活动不一定是及时的，可以在事件发生一定时间之后，直到过期之前这段时间内可以随时采集。（如Actor A 对Eventα的采集。）

7.       某些事件具有唯一排他性，当被一个投票者采集后，它将对其他投票者过期。（如Actor B 对Eventβ的采集。）而事件本身并没有过期。所以投票者看到事件过期与事件过期并不总是一致的。

8.       根据上述说明，关于事件的时间可度良性，有以下公式¹：

   1.    Market.time = Min( WorkingVoter.time )
   2.    Voter.time = LastVotedEvent.votingTime
   3.    Event.votingTime = Event.prevVotedEvent.votingTime + Event.handlingTime
   4.    Event.votingTime = Market.time + Event.handlingTime

9.       Working投票的历时由实例定义，Idle投票历时由2个紧邻的Working投票决定，后发生的Working投票（nextWorkingPoll）的开始时刻（PickingTime）减去前一个发生的Working投票(prevWorkingPoll)的结束时刻（VotingTime），即：

IdlePoll.Duration = nextWorkingPoll.PickingTime – prevWorkingPoll.VotingTime

四、模型应用