1.2.2. Элементы и структура имитационной модели

Имитационная модель образуется взаимодействием элементов: состояний, событий, датчиков случайных чисел (ДСЧ), таймера, цепей событий, цели моделирования, счетчиков, блока инициализации, критерия останова, и методов обработеи результатов.

Состояние системы должно быть определено со степенью детализации, необходимой и достаточной для того, чтобы процесс изменения состояния модели во времени был марковским.

Под событием модели понимается скачкообразное изменение ее состояния ( прибытие требования, завершение его обслуживания и т.д.).

С помощью ДСЧ генерируются очередные случайные величины со своими распределениями, по которым формируются очередные состояния.

Имитируемый процесс развивается в модельном времени. Счетчик модельного времени наз. таймер.

Функционирование имитационной модели в модельном времени есть смена состояний в этом времени марковского процесса.

Логика модели реализуется в процессе реализации цепей событий

( уход обслуженного требования, связанное с этим уходом продвижение очереди и т.д.).

Под инициализацией понимается приведение модели до начала прогона в исходное состояние ( обнуление всех накапливающих счетчиков, установка в исходное состояние генераторов псевдослучайных чисел).

Цель моделирования при построении модели – определение показателей качества функционирования моделируемой системы. Выбор цели определяет счетчики, необходимые для накопления результатов моделирования. Если цель – определение распределения числа требований в системе, то необходим счетчик текущего числа требований в системе. Если цель – определение распределения времени ожидания требования в системе, то необходим счетчик времен ожиданий требований, уходящих из системы и т.д.

Показатели качества функционирования моделируемой системы часто требуются в стационарном режиме ( при устремлении к бесконечности модельного времени). Данные, накопленные за время переходного к такому режиму процесса, будут вносить погрешность в окончательные результаты. Для этого

результаты переходного режима следует отбросить. При необходимости нескольких прогонов для получения показателей качества функционирования моделируемой системы в стационарном режиме это отбрасывание становится весьма непроизводительным. В таких случаях для эргодических процессов, стационарный режим которых не зависит от начальных условий, берут одну достаточно длинную реализацию модели.

Критерия останова определяет момент прекращения прогона модели. В простейшем случае прогон прекращается по достижению заданного значения таймера, счетчика числа обслуженных требований и т.д. Однако правильнее управлять прогоном по достижению заданной точности определяемых показателей. Обоснованный выбор правила останова нетривиален, т.к. на этапе планирования экспериментов на модели ни оценка определяемой величины, ни ее дисперсия, как правило, не известны. Здесь возможны следующие варианты:

1. двухэтапный прогон, когда на первом этапе грубо определяются величины, необходимые для формирования критерия останова на втором этапе,

2. последовательная обработка результатов моделирования.

Обработка результатов моделирования состоит в сжатии получаемой информации, вычислении статистических (точечных и интервальных) оценок математических ожиданий и высших моментов для случайных величин, оценке статистической значимости различия средних, построении гистограмм и статистических функций распределения. Другим аспектом обработки результатов является выдача их на печать в компактной и удобной для дальнейшего анализа форме. Соответственно в систему моделирования должны включаться необходимые подпрограммы широкого применения, слабо связанные со спецификой модели.