【学习笔记】SimPy 学习（四）：实时模拟与时间调度

Simpy 的 Real-time simulations，即设置模拟的时间步长

Real-time-simulation

不以快的速度执行模拟，与现实的时钟时间同步（他是真的执行了这么长时间。如设置 1 分钟，执行 1 分钟）。

hardware-in-the-loop
模拟中存在交互
分析算法的实时行为

APIs

simpy.rt.RealtimeEnvironment(initial_time=0, factor=1.0, strict=True)
- factor 定义模拟时间步长。设置为 0.1，模拟时间单位 1/10 秒；设置为 60，模拟时间单位 1 分钟
- strict 严格判断模拟时间步长内的计算所花费的时间是否超过 factor 所允许的时间。如果超过了发生中断

Example 4.1

简单实时模拟的例子

import time
import simpy

def example(env):
    start = time.perf_counter()
    # 时延 1 个单位，也就是 1 个 factor
    yield env.timeout(1)
    end = time.perf_counter()
    print('Duration of one simulation time unit: %.2fs' % (end - start))

env = simpy.Environment()
proc = env.process(example(env))
env.run(until=proc)

import simpy.rt
env = simpy.rt.RealtimeEnvironment(factor=10)
proc = env.process(example(env))
env.run(until=proc)

查看结果

Duration of one simulation time unit: 0.00s
Duration of one simulation time unit: 10.01s

Time and Scheduling

SimPy 是一个单线程、确定性的库，按顺序逐个处理事件。如果同时安排两个事件，则首先安排的事件也将是最先处理的事件（FIFO）。

模拟环境中的进程是并行运行，但当模拟在 CPU 上运行时，所有事件会按顺序进行确定处理。如果多次运行模拟（不使用 random 情况下），则总会得到相同的结果。

SimPy 的事件队列被实现为堆队列。因此，将事件作为元组 (t, event)（t 是计划时间）插入其中，那么队列中的第一个元素将始终是t最小的元素，下一个元素将被处理。

如果同时调度两个事件，则存储 (t, event) 元组将不起作用。为了解决这个问题，SimPy 还存储了一个严格递增的事件 id: (t, eid, event)。这样，如果两个事件被安排在同一时间，那么首先被安排的事件（id 更小）将始终被首先处理。

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