使用蒙特卡羅方法的罕見事件模擬

Gerardo Rubino

Bruno Tuffin

Rare Event Simulation Using

Monte Carlo Methods

2009, 268pp.

Hardcover

ISBN 9780470772690

John Wiley

G.魯比諾等編輯

罕見事件是指發(fā)生概率非常小的事件。至于“小”的量級概念則因應用領域不同而不同。例如對于民用航空而言,一個具有代表性的技術要求是事故發(fā)生的概率在平均長高飛行中(大約8個小時飛行中)必須小于10-9。自從在第一枚核彈生產期間,在美國洛斯?阿拉莫斯的計算機上開發(fā)利用蒙特卡羅技術的罕見事件模擬以來,科學家在物理、生物、通訊及保險風險分析等領域應用中投入了大量精力,因為罕見事件的預報在許多領域中是一件棘手但又很重要的任務,如運輸系統(tǒng)或者核心電站中空難性的故障、銀行信息處理系統(tǒng)的故障,在過去的60年間,對于這個課題進行了大量的研究工作,但是不能滿足不斷發(fā)展的需求,如電訊領域,隨著因特網的出現,傳統(tǒng)上用于排隊網絡中的輕尾過程現在已不得不被重尾過程所取代,同時需要罕見事件模擬理論的新發(fā)展。

本書起源于法國信息自動化研究所(INRIA)所管理的一個合作項目,它彌補了該領域專著嚴重不足的缺憾。從對罕見事件有效模擬可利用的數學工具的描述出發(fā),把重要的采樣與分裂技術和怎樣把這些工具應用到各式各樣領域的說明放在一起加以介紹。這些領域包括:性能與可靠性評估生物學中的化學反應分析、物理學中的粒子遷移。

本書共有11章。1.對罕見事件的介紹。其余各章分成2個部分。第一部分理論,含第2-4章,2.罕見事件模擬中的重要性采樣;3.分裂技巧;4.魯棒性性質與置信區(qū)間的可靠性問題。第二部分應用,含第5-11章。5.排隊的罕見事件模擬;6.用于可靠性分析的馬爾可夫模型;7.在靜態(tài)模型中利用蒙特卡羅技術的罕見事件分析;8.罕見事件模擬與計數問題;9.大尺度隨機混雜系統(tǒng)的罕見事件估計及空中交通應用;10.粒子遷移應用;11.系統(tǒng)生物學中罕見事件模擬方法論。

本書可供希望學習及應用罕見事件模擬技術的研究生、科研人員及專業(yè)人員閱讀借鑒。

胡光華,高級軟件工程師

(原中國科學院物理學研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer

(Former Institute of Physics,CAS)