Лекции.Орг


Поиск:




Этапы имитационного моделирования




Имитационное моделирование состоит из двух больших этапов: создания модели и анализа построенной модели с целью принятия решения. Но это только верхняя часть айсберга. Построение действительно полезной имитационной модели требует большой работы. Сначала разработчик модели должен определить, какие задачи будут решаться с ее помощью, т. е. моде­лированию в любой его форме должна предшествовать формулировка цели моделирования. От цели зависит то, какие процессы в реальной системе следует выделить и отразить в модели, а от каких процессов абстрагировать­ся, какие характеристики этих процессов учитывать, а какие — нет, какие соотношения между переменными и параметрами модели должны быть от­ражены в модели. Данный этап можно охарактеризовать как создание концептуальной (содержательной) модели. На нем происходит структуризация модели, т. е. выделение отдельных подсистем, определение элементарных компонентов модели и их связей на каждом уровне иерархии. В имитационном моделировании структура модели отражает структуру реального объ­екта моделирования на некотором уровне абстракции, а связи между ком­понентами модели являются отражением реальных связей. Элементы системы, их связи, параметры и переменные, а также их соотношения и за­коны их изменения должны быть выражены средствами среды моделирова­ния, т. е. в этой среде должны быть определены переменные и параметры модели, построены процедуры вычисления изменения переменных и харак­теристик модели во времени. При необходимости для большего понимания процессов, протекающих в модели, должно быть разработано анимационное представление этих процессов. Затем построенная модель должна быть про­ верена с точки зрения корректности ее реализации. Следующий этап — это кали бровка или идентификация модели, т. е. сбор данных и проведение измерений тех характеристик в реальной системе, которые должны быть введены в модель в виде значений параметров и распределений случайных величин. Далее, необходимо выполнить проверку правильности модели (ее валидацию), ко торая состоит в том, что выход модели проверяется на нескольких тесто­вых режимах, в которых характеристики поведения реальной системы известны либо очевидны. Последним этапом работы с моделью является компьютерный эксперимент, т. е. собственно то, ради чего и создавалась модель. В простейшем случае компьютерный эксперимент — это выполнение модели при различных значениях ее существенных параметров (факторов) и на­блюдение ее поведения с регистрацией характеристик поведения. Этот вид использования модели называется прогнозом, или экспериментом типа "что будет, если...". Компьютерное моделирование позволяет не только получить прогноз, но и определить, какие управляющие воздействия на систему при­ведут к благоприятному развитию событий. Более сложные эксперименты позволяют выполнить анализ чувствительности модели, оценку рисков раз­личных вариантов управляющих решений, а также оптимизацию для опре­деления параметров и условий рационального функционирования модели. Мы рассмотрим различные виды компьютерного эксперимента в следующих главах. В табл. 3.1 перечислены этапы компьютерного имитационного моделирования.

N Название этапа Результат
1 Понимание системы Понимание того, что происходит в системе, подлежащей анализу, какова ее структура, какие процессы в ней протекают
2 Формулировка  цели Список задач, которые предполагается решить с по мощью будущей модели. Список входных и выходных параметров модели, список исходных данных, крите­рии завершенности будущего исследования
3 Разработка концептуальной структуры модели Структура модели, состав существенных процессов, подлежащих отображению в модели, зафиксированный уровень абстракции для каждой подсистемы мо­дели (список допущений), описание управляющей логики для подсистем
4 Реализация модели в среде моделирования    Реализованные подсистемы, их параметры и пере­менные, их поведение, реализованная логика и связи Подсистем
5 Реализация анимационного представления модели  Анимационное представление модели, интерфейс пользователя
6 Проверка корректности 6 Убеждение в том, что модель корректно отражает те реализации модели процессы реальной системы, которые требуется анализировать
7 Калибровка модели Фиксация значений параметров, коэффициентов уравнений и распределений случайных величин, от­ражающих те ситуации, для анализа которых модель будет использоваться
8 Планирование и проведение компьютерного эксперимента Результаты моделирования — графики, таблицы и т. п., дающие ответы на поставленные вопросы

Таблица 3.1. Этапы компьютерного имитационного моделирования

 

Один из важных вопросов — представление и анализ результатов моделиро­вания. Для этого в инструментальной среде могут быть использованы спе­циальные средства для обработки статистической информации, для пред­ставления в структурированном или графическом виде полученных данных, интеграция с внешними базами данных и т. п.

Часто имитационная модель используется в качестве модуля большей сис­темы принятия решения, получающей в режиме реального времени данные мониторинга состояния управляемой системы, оценивающей, к каким по­следствиям может привести текущая ситуация, и предлагающей оптималь­ное (или просто рациональное) управляющее решение для минимизации отрицательных последствий развития системы в будущем. Для этого обычно требуется интеграция модели с другими информационными системами и разработка специального интерфейса пользователя.

Визуализация и анимация

Использование визуализации при имитационном моделировании систем трудно переоценить. Визуализация результатов моделирования (использова­ние графиков, таблиц, диаграмм) помогает восприятию и интерпретации результатов моделирования. Но наибольший эффект — вплоть до эффекта присутствия — дает анимированное представление поведения системы и ее частей в виде некоторой формы виртуальной реальности. В среде AnyLogic легко может быть создан виртуальный мир, подчиняющийся законам, кото­рые разработчик вложил в модель. Имитационные модели с использованием анимации (анимированной визуализации поведения системы) являются ос­новной частью тренажеров.

 



Глава 4





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 393 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наука — это организованные знания, мудрость — это организованная жизнь. © Иммануил Кант
==> читать все изречения...

816 - | 711 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.