Развитие методологии имитационных исследований сложных экономических систем (1142216), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Планируется один эксперимент или сразу несколько экспериментов (серия), азатем осуществляется их реализация. В каждой итерации при работе с подсистемойпользователь должен определиться, проводится ли одиночный эксперимент или серияэкспериментов. И так до тех пор, пока исследователь не решит, что все экспериментызавершены.В случае одиночного эксперимента исследователь осуществляет минимальныйнабор действий, используя доступные в окне подсистемы планирования команды:•выбирает в качестве метода одиночный эксперимент;•запускает эксперимент.В случае проведения серии экспериментов необходимо большее количестводействий:•выбор в качестве метода одного из возможных алгоритмов планированияэкспериментов (автоматический с шагом или ручной);•выбор одного или нескольких варьируемых параметров системы и включение их вкачестве факторов в серии экспериментов.
Результат – список факторов длятекущей серии экспериментов;•определение основных показателей системы, которые будут вычисляться послепроведения каждого эксперимента, и по результатам серии будет строиться ихграфическая зависимость от значений комбинаций факторов;•планирование серии экспериментов. В этом действии исследователь задает шагизменения факторов или вводит конечное фиксированное множество значений этихфакторов. Результат – план экспериментов, некоторое множество вариантовпоследовательного изменения факторов в серии экспериментов;223•запуск серии экспериментов.В целом в данном приложении разработчиком определено достаточно большоечисло варьируемых параметров (44) и вычисляемых показателей системы (16) в рамкаходного эксперимента.
Поэтому исследователь может спланировать серию экспериментовсамым разным способом. Можно в каждом эксперименте серии менять все множествопараметров и анализировать все возможные показатели, система это позволяет. Но тогдабудет очень сложно уловить зависимость получаемых результатов от изменяемыхфакторов. Будет утеряна логика и исследование окажется бессмысленным.Самый простой подход – это зафиксировать все параметры и в качестве фактора всерии брать один, наиболее важный для нас параметр.
Тогда просто нужно определитьинтервал изменения этого фактора и выбрать из этого интервала ряд значений. Выборэтих значений в приложении осуществляется двумя способами – с некоторым постояннымшагом или с произвольным шагом.В результате исполнения серии экспериментов будет построена зависимостьизменения всех показателей системы от значения варьируемого фактора. Но в реальномисследовании все сложнее. Необходимо найти зависимости от большего, чем один фактор.Поэтому выбор направленности вариаций полностью зависит от исследователя, его опытаи знания системы.Пример формы диалога с подсистемой планирования показан на рисунке 4.9.Источник: составлено авторомРисунок 4.9 – Окно подсистемы планирования серии экспериментов2244.3.2 Подсистема анализа результатов моделированияПослезавершенияодиночногоэкспериментаилисерииэкспериментовисследователь может анализировать их результаты.Работа с результатами одиночного эксперимента.
Результаты одиночногоэксперимента содержат следующие разделы:•Общая информация о модели (имя модели, время начала и завершениямоделирования, единица модельного времени);•Исходные данные эксперимента;•Визуализация динамики хода эксперимента;•Анимационный ролик эксперимента;•Анализ динамики изменения показателей в процессе эксперимента.Примеры вывода и описание некоторых наиболее интересных разделов результатовприведены ниже.Визуализация динамики хода эксперимента. В данном разделе результатов можнонаблюдать за динамикой изменения показателей в виде гистограмм, графиков. Примервизуализации динамики приведен на рисунке 4.10. Можно это делать в процессемоделирования, можно анализировать изменение динамики в записанном видеоролике.Источник: составлено авторомРисунок 4.10 – Фрагмент ролика «Визуализация эксперимента» в результатахэксперимента.225Анимационный ролик эксперимента. Представляет ролик «оживления» движенияавтомобилей в Парке в форме 2D анимации по результатам данного эксперимента.
Такоепредставление позволяет визуализировать процесс моделирования, видеть возникающиеочереди автомобилей, наблюдать за направлением и порядком их проезда и т.д. Примервывода данного раздела показан на рисунке 4.11.Источник: составлено авторомРисунок 4.11 – Фрагмент анимации в результатах эксперимента.Пример вывода раздела «Динамика изменений» показан на рисунке 4.12.Источник: составлено авторомРисунок 4.12 – Пример графического вывода средней длины очереди перед воротами.226Пользователь может управлять просмотром анимации – остановить, перемотать,изменить масштаб времени (ускорить или замедлить), остановить в произвольный момент,остановить в нужной точке (по времени) и т.д.
Команды управления просмотроманимации располагаются в нижней части поля.Анализ динамики изменения показателей в процессе эксперимента. Данный разделрезультатов представляет исследователю форму и средства анализа изменения основныхпоказателей системы в ходе данного эксперимента. Программа представляет графическоеизменение показателей и их табличное представление.Работа с результатами серий экспериментов. Вывод серии экспериментовотличается от вывода результатов одиночного эксперимента. Это связано с тем, что серияэкспериментов предназначена для анализа не одного, а нескольких экспериментов.Поэтому в результатах серии все направлено на отражение зависимостей показателейсистемы от факторов.
Объем полученных результатовпропорционален количествувыбранных для анализа исследователем факторов и показателей. Структурно результатысерии экспериментов состоят из трех разделов: «Описание серии экспериментов»,«Таблица с результатами серии экспериментов», «Графики серии экспериментов».Примеры вывода этих разделов приведены на рисунках 4.13-4.15.Источник: составлено авторомРисунок 4.13 – Описание серии экспериментов.227Источник: составлено авторомРисунок 4.14 – Таблица с результатами серии экспериментов.Источник: составлено авторомРисунок 4.15 – Пример вывода графика экспериментов.Таким образом, приложение предоставляет исследователю огромный массиврезультатов эксперимента, которые помогают ему лучше интерпретировать результаты иопределять направление дальнейшего исследования – продолжать эксперименты (и вкаком направлении) или завершать исследование.
После анализа результатов одиночного228эксперимента или серии экспериментов исследователь может либо сохранить нужныерезультаты в базе, либо не сохранять (когда он считает, что они не интересны).Результаты проведения реального исследования Агропромышленного Парка РТприведены в Приложении Г.4.4 Концептуальная модель САИИ для массового использованияПредставленный в данной главе расширенный редактор предназначен дляпрофессионалов моделирования, т.е. для достаточно ограниченного круга пользователей.Прежде всего, это связано с тем, что моделирующее ядро GPSS World являетсяобщецелевым симулятором, имеет хотя и простой набор команд, блоков и операторов, новсе-таки это прежде всего язык программирования со специфичной семантикой и логикой,более понятной математикам, системным аналитикам и программистам.
Этот фактсущественно ограничивает работу с ним (как и с любым языком программирования)специалистам в конкретных предметных областях.Устремления разработчиков средств ИМ направлены на создание таких систем,которые могли бы массово использовать специалисты с инженерным уровнем подготовки.Одним из путей достижения этого является создание САИИ для массового применения.Пусть такая САИИ и будет ограничена выбранной предметной областью. Зато в такойСАИИ может работать практически любой пользователь из данной предметной области.Изучив принципы работы с ней, можно быстро начать конструировать модели ипроводить с ними эксперименты.Для создания САИИ для массового использования требуется несколько инойподход к автоматизации операций и действий исследователя в процессе имитационныхисследований.
Ориентиром длягруппапользователейразработчиков может служить тот факт, что данная(исследователи),хотяизнаютИМ,нонеявляютсяпрофессионалами, как в области ИМ, так и программирования. Также будем учитыватьнаш постулат, использованный при классификации, о массовом применении данной средыв различных отраслях экономики.Все это говорит о том, что должен быть создан и программно реализованинструмент, который:•Во-первых, доступен для понимания специалистов той предметной области, длякоторой он создается.229•Во-вторых, очень простой в применении, чтобы обеспечить его использованиебольшим числом пользователей.Как и в случае моделирующей среды для профессионалов, проектирование САИИдля массового использования нужно начинать с создания иерархической схемыконцептуальной модели.
Используя результаты структуризации процесса ИИСС,проведенной в главе 2 для САИИ этого типа, а также классификацию и анализ,проведенный в [39], представим модель в виде иерархической структурной схемы. Числоэтапов ИИСС уменьшилось на один этап, дойдя до шести этапов. Также изменились самиэтапы, их названия и функциональное наполнение. Это связано с необходимымиупрощениями при работе со средой, снижением требований к уровню квалификацииисследователя. Рассмотрим их содержание:1.1ТЭБ A1 – «Построение моделей из библиотек ТЭБ». Заменяет несколькоэтапов традиционного подхода к ИИСС«Процесс формулировки проблемы» (S1),«Определение границ системы» (S2), «Формулирование модели» (S3). Библиотекитиповых моделей, шаблонов и блоков для конкретной предметной области должныбыть заранее созданы исследователем и программистом. Эти библиотеки должныпостоянно дополняться и корректироваться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
