Развитие методологии имитационных исследований сложных экономических систем (1142216), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Также выделятся системные часы Т,принимается минимально возможный квант времени ∆t, устанавливается начальныймомент времени t0. Для каждого агрегата (начиная с первого) вычисляются значения всехвходов x(t) и управляющих сигналов g(t), применяются операторы переходов H и42выходов G. В результате получаются множества выходных сигналов y(t), которыеявляются входными сигналами для следующего агрегата и т.д., пока не будут выполненывсе необходимые действия для текущего значения времени. После этого осуществляетсяперевод системных часов на выбранный такт и повторяются все вышеописанныеманипуляции над схемой, пока не завершится жизненный цикл системы.
Чаще всего этупроцедуру называют выполнение моделирующего алгоритма. В результате на выходахагрегатов и системы получим интересующие нас показатели работы системы.Необходимо отметить, что агрегативный подход к моделированию еще не в полноймере исчерпал возможности совершенствования. Учитывая более общий, чем в DESподход к описанию и представлению систем, можно сказать, что теория и программноеобеспечение агрегативных систем имеет еще много не исследованных «белых пятен» и,следовательно, перспектив развития.Более подробно теория и функционирование агрегативных систем описаны в [15] и[61].Агентный подход при описании функционирования систем.В описанных выше подходах при описании функционирования системы в качествеосновных элементов мырассматривали состояния, агрегаты и процессы (каксовокупность событий, логики и связей).
При описании дискретных систем с помощьюDES и агрегатов учитываются и динамические объекты (транзакты, сообщения,импульсы) и их влияние на систему. Но при такой концепции очень сложно описатьвзаимодействие объектов, чаще всего динамических, друг с другом. Это удается сделатьтолько искусственными способами, и не напрямую, а опосредованно. Описаниефункционирования систем с активным взаимодействием динамических объектов в первыхдвух подходах всегда чрезвычайно сложно, а в ряде случаев это и невозможно.Поэтому, в дополнение к традиционным подходам, для изучения сложных системактивно используется агентный подход, позволяющий нивелировать приведенные вышенедостатки и повысить адекватность описания систем.В агентном подходе для описания алгоритмов функционирования используетсяболее гибкий объектно-ориентированный подход (ОПП), а в качестве объектов – агенты сих логикой и правилами взаимодействия.
Будем далее такую систему называть агентнойсистемой (хотя в литературе можно встретить другое название – мультиагентная система),а подход для исследования таких систем будем называть агентным [54], [114], [123].43Притакомподходеописаниесистемыявляетсяболееестественнымиприближенным к реальности.
У исследователя появляется возможность более адекватногоописания системы.Методологически можно выделить следующие основные стадии построениямодели функционирования системы с использованием агентного подхода:• Выделение множества составляющих систему объектов и их иерархии. Эта стадиясоответствует одному из этапов системного анализа – описанию состава иструктуры системы. Отличие от двух первых подходов состоит в обязательномиспользовании при этом методов ООП. Должны быть соблюдены все основныепринципы ООП – вложенность, наследование, инкапсуляция и т.д.;• Описание данных и операций над объектами. По существу это классическоеописание множества свойств системы.
Только к нему добавляется определениемножества операций, которые можно совершать с этими объектами;• Представление объекта в виде модели «агента», который может в определенныймоментавтономновыполнитьработу,изменитьсвоёсостояниеивзаимодействовать с другими объектами. Аналогичным образом необходимопредставить все выделенные объекты системы;• Сформулировать и описать логику и порядок взаимодействия агентов, условия иалгоритм изменения системного времени, введя для этого соответствующиеформализмы и специальные вычислительные процедуры;• Реализация данного описания на одном из языков имитации, поддерживающегоагентный подход.Если процесс разбиения системы на объекты и описание их свойств достаточнопросты, то создание модели агента не тривиально.
Ведь полноценный агент в системе(например, человек, транспортное средство, боевая единица и т.д.) полностью автономени независим. При этом он совершает интеллектуальные и целенаправленные действия,вступает в непосредственный контакт с другими агентами, умеет принимать решения,может перемещаться, способен обучаться, приспосабливаться к среде и т.п.Существуют различные теоретические способы представления и коммуникацииагентов – теория графов, конечные автоматы, метод онтологий, нейросетевые мета моделии т.д. Все эти методы и подходы объединяются в теорию мультиагентных систем (МАС).Сейчас уже наработан достаточно большой базис этой теории. Но наиболее теоретическии практически проработанными моментами в ней являются заимствованные из двухпредыдущих подходов механизмы продвижения модельного времени, накопления44результатов, статистическая обработка данных и результатов и т.д. До сих пор ведутся«жаркие» научные дискуссии о точном понятии агента, принципах его возможногоповедения и правилах взаимодействия с другими агентами, возможностях управленияагентом и т.д.
и т.п.Основными направлениями исследований и научного поиска, которые необходимоактивизировать, являются:• Теории агентов, которые рассматривают методы, алгоритмы абстрактногопредставления структуры и свойств агентов. Также в рамках этих теорий должныбыть созданы способы построения логических выводов в моделях агентов;• Методы коллективного поведения агентов. Как взаимодействуют агенты друг сдругом? Может ли быть создан некий «коллективный разум» агента?;• Архитектуры агентов и МАС. Как создать архитектуру, позволяющую создатьметодыисредстваобеспечениямобильностиагентовимаксимальнораспараллелить вычисления, перевести вычисления в моделях агентов в «облака»и т.д.;• Методы, языки и средства программирования агентов, коммуникации агентов дляавтоматизированного проектирования МАС;• Методы и алгоритмы снижения времени вычислений при реализации агентногоподхода.
В настоящий момент это один из главных недостатков подхода. Он резкоснижает размерность и детализацию исследуемых систем.К сожалению, пока нет общепризнанного теоретического базиса, позволяющегообъединять различные подходы ИМ в рамках единой концептуальной модели. Тем неменее, на данный момент есть достаточно успешные примеры программной реализацииагентного моделирования и совмещения его с DES, например, в нашей стране этосистема AnyLogic [54].
Следует отметить, что дополнение существующих систем ИМвозможностями агентного моделирования становится насущной необходимостью. Автор иего коллеги убедились в практической необходимости наличия у исследователявозможности представления системы в виде МАС.1.1.5 Показатели функционирования системОписание процедур системного анализа будет неполным без формулированияосновных показателей работы системы и на основе их поиска наиболее эффективныхрежимов ее работы.45Допустим, мы сумели сформулировать цель исследования, описали структуру,связииалгоритмфункционированиясистемы.Следующийметодическийшагисследователя – выделить и математически описать основные показатели, по которымбудет оцениваться работа системы.Перечень всех показателей системы – это множество выходов Y = (Yi), котороебыло описано в предыдущих разделах. Чаще всего это огромнейшее количество выходовсистемы и ее элементов (мельчайшие нюансы функционирования).
При одновременномих анализе исследователь может упустить главное, сосредоточившись на деталях.Наличие большого количества показателей работы систем подтверждает практика. Авторуприходилось участвовать в разработке моделей, в которых число показателей системыпревышало несколько тысяч.
И выделить то, что действительно значимо и на что большенужно обращать внимание, оказалось чрезвычайно сложно.Поэтому для проведения более качественного анализа обычно выделяют основныепоказатели системы, наиболее важные и значимые. Число их должно быть небольшим, какправило, не более 10-20. Хотя существуют и другие оценки с гораздо меньшим числомпараметров. В любом случае это должно быть обозримое и осязаемое число показателей.Существует множество математических методов, помогающих исследователюструктурировать это множество и выделить перечень основных показателей средиогромного множества.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
