使用蒙特卡罗方法的罕见事件模拟

Gerardo Rubino

Bruno Tuffin

Rare Event Simulation Using

Monte Carlo Methods

2009, 268pp.

Hardcover

ISBN 9780470772690

John Wiley

G.鲁比诺等编辑

罕见事件是指发生概率非常小的事件。至于“小”的量级概念则因应用领域不同而不同。例如对于民用航空而言,一个具有代表性的技术要求是事故发生的概率在平均长高飞行中(大约8个小时飞行中)必须小于10-9。自从在第一枚核弹生产期间,在美国洛斯•阿拉莫斯的计算机上开发利用蒙特卡罗技术的罕见事件模拟以来,科学家在物理、生物、通讯及保险风险分析等领域应用中投入了大量精力,因为罕见事件的预报在许多领域中是一件棘手但又很重要的任务,如运输系统或者核心电站中空难性的故障、银行信息处理系统的故障,在过去的60年间,对于这个课题进行了大量的研究工作,但是不能满足不断发展的需求,如电讯领域,随着因特网的出现,传统上用于排队网络中的轻尾过程现在已不得不被重尾过程所取代,同时需要罕见事件模拟理论的新发展。

本书起源于法国信息自动化研究所(INRIA)所管理的一个合作项目,它弥补了该领域专著严重不足的缺憾。从对罕见事件有效模拟可利用的数学工具的描述出发,把重要的采样与分裂技术和怎样把这些工具应用到各式各样领域的说明放在一起加以介绍。这些领域包括:性能与可靠性评估生物学中的化学反应分析、物理学中的粒子迁移。

本书共有11章。1.对罕见事件的介绍。其余各章分成2个部分。第一部分理论,含第2-4章,2.罕见事件模拟中的重要性采样;3.分裂技巧;4.鲁棒性性质与置信区间的可靠性问题。第二部分应用,含第5-11章。5.排队的罕见事件模拟;6.用于可靠性分析的马尔可夫模型;7.在静态模型中利用蒙特卡罗技术的罕见事件分析;8.罕见事件模拟与计数问题;9.大尺度随机混杂系统的罕见事件估计及空中交通应用;10.粒子迁移应用;11.系统生物学中罕见事件模拟方法论。

本书可供希望学习及应用罕见事件模拟技术的研究生、科研人员及专业人员阅读借鉴。

胡光华,高级软件工程师

(原中国科学院物理学研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer

(Former Institute of Physics,CAS)