· Анализ чувствительности, т. е. процедура оценки влияния исходных гипотез и значений ключевых факторов на выходные показатели модели.
При анализе чувствительности обычно рекомендуется выполнять изменение значений факторов по отдельности, что позволяет ранжировать их влияние на результирующие показатели. Этот вид эксперимента не поддерживает визуализацию работы модели с помощью анимации.
Частным случаем этого вида компьютерного эксперимента являются:
- Эксперимент для варьирования параметров и анализом реакции модели помогает оценить, насколько чувствительным является выдаваемый моделью прогноз к изменению гипотез, лежащих в основе модели. Механизм автоматического запуска модели заданное количество раз с варьированием значений выбранных параметров доступен в AnyLogic.
Для того чтобы оценить влияние изменения отдельных факторов на поведение модели на AnyLogic пользователь не должен многократно запускать модель раз за разом, вручную меняя значения параметров между запусками и пытаясь отследить закономерности поведения модели, анализируя результаты каждого запуска по отдельности. При запуске данного эксперимента пользователь может изучить и сравнить поведение модели при разных значениях параметров с помощью графиков. В этом эксперименте также можно организовать фиксированное число прогонов модели, в каждом из которых значения параметров будут определяться выражениями, заданным пользователем.
- Оптимизационный эксперимент является одним из самых важных с точки зрения практического применения.
Многие модели в бизнесе, науке и технике включают существенные нелинейности, комбинаторные зависимости и неопределенности, которые легко представимы в имитационных моделях, но являются слишком сложными для представления формальным математическим аппаратом, наборами математических формул. Это препятствует непосредственному применению классических методов оптимизации в таких системах.
Встроенный в AnyLogic пакет ОрtQuest, позволяет оптимизировать системы, которые не могут быть представлены как математические модели и оптимизация в которых не может быть выполнена с помощью классических алгоритмов.
2. Примеры компьютерных экспериментов в прикладных программных средах
эксперимент компьютерный среда программный
В настоящее время компьютерные эксперименты получили широкое распространение.
Компьютерный эксперимент нашел применение в биологии, химии, социологии, экологии, физике, экономике и многих других сферах знания.
С помощью специальных программ можно посмотреть модели явлений микромира и Космоса.
Компьютерное моделирование широко используется в обучении. Подготовка специалистов многих профессий, особенно таких, как авиадиспетчеры, пилоты, диспетчеры атомных и электростанций, осуществляется с помощью тренажеров, управляемых компьютером, моделирующим реальные ситуации, в том числе аварийные.
На компьютере можно провести лабораторные работы, если нет необходимых реальных устройств и приборов или если решение задачи требует применения сложных математических методов и трудоемких расчетов.
Практические потребности в компьютерном моделировании ставят задачи перед разработчиками аппаратных средств компьютера, т.е. метод активно влияет не только на появление все новых и новых программ, но и на развитие технических средств в различных прикладных программных средах.
Пример 1.
Одним из самых известных примеров использования компьютерного эксперимента в гидрометрологии является моделирование «бури в стакане воды». Чтобы детально исследовать такой сложный гидродинамический процесс, как буря, необходимо привлекать сложные методы численного моделирования. Поэтому в крупных гидрометеоцентрах находятся мощные компьютеры: «буря разыгрывается» в кристалле процессора компьютера.
Рис. 2.
Пример 2.
Применительно к базе данных компьютерный эксперимент означает манипулирование данными в соответствии с поставленной целью с помощью инструментов СУБД. Цель эксперимента может быть сформирована на основании общей цели моделирования и с учётом требований конкретного пользователя.
Например, имеется база данных «Деканат». Общая цель создания этой модели - управление учебным процессом. При необходимости получения сведений об успеваемости студентов можно сделать запрос, т. е. осуществить эксперимент для выборки нужной информации.
Рис. 3.
Пример 3. Компьютерный эксперимент и средства AnyLogic
Компьютерный эксперимент, представляющий работу светофора в автоматическом режиме. Светофор регулирует движение автомобилей на пешеходном переходе.
Рис. 4.
Использованная литература
1. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование систем с AnyLogic 5. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 400с.
2. Каталевский Д.Ю. Основы имитационного моделирования и системного анализа в управлении: учебное пособие; 2-е изд., перераб. и доп. / Д.Ю. Каталевский. - М.: Издательский дом «Дело» РАНХиГС, 2015. - 496 с.
3. Философская энциклопедия http://dic.academic.ru/contents.nsf/enc_philosophy
4. https://ru.wikipedia.org/