4.1. Понятие и структура имитационной системы

Опыт показал, что проведение расчетов по имитационной модели типа (1.1.1) — (1.1.2) само по себе не всегда позволяет ответить на все вопросы системного исследования. Необходимо сочетание формальных методов анализа модели и компьютерной имитации с опытом и знаниями экспертов, позволяющее учесть плохо формализуемые содержательные соображения.

Такое сочетание наиболее целесообразно реализовать в рамкаї специально организованной имитационной системы.

Блок-схема типовой имитационной системы приведена на рис. 4.1.1.

Основной идеей имитационной системы является организация диалога с пользователем, в ходе которого пользователь может вносить коррективы в модели и расчетные схемы с учетом неформальных соображений и полученных в ходе работы результатов.

Центральное место в имитационной системе занимает банк моделей (точнее, их программных реализаций). Используемые в имитационной системе модели можно подразделить на две группы: проблемные и стандартные. Проблемные модели описывают изменение переменных состояния системы в ходе учитываемых процес- 58

Рис. 4.1.1. Блок-схема имитационной системы

сов. Например, модель динамики численности Ферхюльста—Пирла или модель экономики фон Неймана являются проблемными.

Стандартные модели реализуют хорошо изученные классы математических задач, для которых известны методы решения. Например, задача линейного программирования может быть реализована как стандартная модель.

Одну и ту же ситуацию можно формализовать с помощью разных стандартных моделей. Так, проблему размещения производственных предприятий можно описать моделью линейного программирования, а можно и более сложной моделью, учитывающей нелинейность связей. Одну и ту же динамическую систему можно описать системой обыкновенных дифференциальных уравнений или системой уравнений в частных производных и т.д.

С другой стороны, одна и та же стандартная модель может применяться для формализации различных по содержанию объектов. Например, с помощью задачи линейного программирования можно решать проблемы оптимального распределения промышленных или сельскохозяйственных ресурсов, а можно составлять оптимальный рацион. Система обыкновенных дифференциальных Уравнений с постоянными коэффициентами может описывать процессы, происходящие в механических, химических, биологических системах и т.д.

Пользователи

СУБД

ВНЕШНИЙ (ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ) ИНТЕРФЕЙС

"БАШГДАННЫХ

Проблему информационного обеспечения моделирования решает банк данных имитационной системы, состоящий из базы данные и системы управления ею. База данных содержит необходимую для моделирования информацию (числовые значения параметров начальных условий, динамические ряды и т.п.), организованную { соответствии с выбранной моделью данных.

Наиболее широко при имитации используется реляционная мо- дель данных, представляющая их в виде таблиц. База данных мо жет включать также разного рода вспомогательную информацию (сведения об источниках данных, инструкции для пользователей, архивные материалы и т.п.).

Для удобства работы с информацией применяется система управ ления базой данных, обеспечивающая возможность ввода, просмотра, выборки и редактирования данных. Имеется большое количество готовых систем управления базами данных, которые можно включать в имитационную систему непосредственно или после оп ределенной настройки.

Внутренний интерфейс осуществляет взаимодействие базы дан ных и банка моделей по заданной пользователем схеме. Из банка данных в банк моделей передаются начальные значения переменных и значения параметров, а назад возвращаются результаты расчетов, т.е. значения переменных состояния в конце периода прогноза. При этом интерфейсные программы решают ряд технических задач: контроль диапазонов значений, преобразование форматов данных и т.п.

Внешний интерфейс обеспечивает пользователю возможность диалога с имитационной системой. Поскольку пользователь имитационной системы — это человек, не обязательно знакомый с моделированием и программированием, то очень важно сконструировать внешний интерфейс удобным (дружественным) для пользователя. К характеристикам удобства можно отнести: —

скорость реакции системы на запрос пользователя; —

простоту входного языка системы, на котором пользователь должен с ней общаться; —

доступность выходных сообщений и наглядность выводимых результатов расчетов; —

возможность корректировки процесса моделирования в интерактивном режиме реального времени и т.д.

Дружественность пользовательского интерфейса имитационной системы является одним из наиболее существенных факторов ее практической применимости и реализуемости идеи диалога, поэто- 60 му на разработку интерфейса не следует жалеть усилий.

Совокупность даже очень хороших моделей, качественных данных и управляющих программ, лишенная удобного интерфейса, остается «вещью в себе», пригодной в лучшем случае для внутренних нужд разработчиков. Практики просто не станут иметь дело с такой системой.

В этой связи важную роль приобретает форма представления результатов моделирования. Здесь следует отдавать предпочтение наиболее наглядным способам вывода данных, облегчающим их понимание и интерпретацию. К таким способам относятся карты, графики, диаграммы, таблицы и т.п. Для реализации удобного вывода могут понадобиться как программно-технические средства (плоттеры, графические пакеты и т.д.), так и аналитические (методы агрегирования информации).

Интерпретация результатов моделирования представляет собой отдельную задачу, решаемую совместно разработчиками системы и экспертами (исследователями и практиками). Анализ результатов выявляет слабые места и ошибки в разработке имитационной системы, исправление которых требует возвращения к этапам программной реализации, формализации и концептуализации.

Не вызывает сомнения тот факт, что наиболее полное и адекватное представление о сложной системе можно получить лишь в том случае, когда для решения поставленной проблемы одна и та же система исследуется с помощью нескольких моделей, отличающихся друг от друга как степенью сложности, так и используемым математическим аппаратом. Поэтому при организации имитационной системы полезно создавать несколько моделей. Имитационные модели можно подразделить на три типа: —

детальные; —

агрегированные; —

макромодели.

К первому типу можно отнести имитационные модели, имеющие свыше десяти переменных состояния, ко второму — модели с 5—10 переменными, к третьему — модели, описывающие 2—4 основные характеристики системы.

Необходимость использования имитационных моделей различной степени подробности обусловливается следующими причинами.

Во-первых, для решения каждой отдельной задачи, составляющей часть общей проблемы, требуется свой уровень подробности описания реальной системы, а следовательно, и определенный уровень детализации имитационной модели. Едва ли целесообразно, например, для решения задачи моделирования среднегодовой динамики запаса воды в водохранилище рассматривать со всем® подробностями процесс инфильтрации воды в почву во время дождя — достаточно оценить среднегодовой стокообразующий объем в целом. Однако если водохранилище мало по объему и имеет место острый дефицит водных ресурсов, то для определения сезонной динамики потребности в воде на нужды орошения оказывается существенным процесс формирования почвенных влагозапасов, т.е., в частности, процесс инфильтрации. Иными словами, выбор метода моделирования определяется требованиями к точности получаемых с помощью моделей результатов.

Во-вторых, в силу того, что к настоящему моменту еще не разработана единая система мониторинга для большинства сложных УДС, не всегда удается с достаточной точностью определить количественные зависимости иа*за отсутствия данных. В этом случае приходится использовать макромодели, которые, в отличие от детальных и агрегированных моделей, имеют целью уже не количественное описание функционирования системы, а выявление ее наиболее ярко выраженных качественных свойств и тенденций развития. Если же объем доступной информации увеличивается, то наиболее адекватными становятся детальные и агрегированные модели.

В-третьих, имея в распоряжении модели УДС всех трех типов, удобно осуществлять контроль качества их работы путем сравнения результатов решения одной и той же задачи с помощью разных моделей. Чаще всего сложность детальной имитационной модели сравнима со сложностью реальной УДС. Поэтому результаты, получаемые с помощью детальной модели, далеко не тривиальны. Анализ и интерпретация этих результатов, оценка их достоверности весьма затруднены. Агрегированные модели и макромодели можно считать двумя последовательными упрощениями детальной имитационной модели до такой степени, чтобы можно было понять суть ее поведения. Например, структура равновесных состояний сложной системы оказывает существенное воздействие на ее динамическое поведение. Равновесные состояния легко найти по упрощенной модели, а обнаружив их, можно указать возможную область равновесных состояний более сложной модели. На практике такой подход означает перенос идей, выработанных на одном уровне моделирования, на другой уровень для оценивания их применимости с точки зрения достоверности получаемых результатов.

Сказанное приводит к концепции упрощенных моделей, схема которой представлена на рис. 4.1.2.

Рис. 4.1.2. Схема концепции упрощенных моделей 4.2.

<< | >>
Источник: Угольницкий ГЛ.. Управление эколого-экономическими системами. — М.: Вузовская книга. — 132 с.. 1999

Еще по теме 4.1. Понятие и структура имитационной системы:

  1. Имитационные модели экономических информационных систем Методологические основы применения метода имитационного моделирования
  2. Структура типовой имитационной модели с календарем событий
  3. Структура модели и основные принципы имитационного моделирования
  4. Кредитная система и ее элементы. Банковская система РФ: понятие, структура, этапы становления
  5. ГЛАВА 4. ИМИТАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
  6. 71. Правовая система: понятие и структура.
  7. Политическая система общества: понятие и структура
  8. 67. Система права: понятие и структура.
  9. 2.1. Понятие и структура финансово-кредитной системы
  10. 1. Система государственного управления: понятие и структура
  11. Понятие, структура и элементы валютных систем.
- Регулирование и развитие инновационной деятельности - Антикризисное управление - Аудит - Банковское дело - Бизнес-курс MBA - Биржевая торговля - Бухгалтерский и финансовый учет - Бухучет в отраслях экономики - Бюджетная система - Государственное регулирование экономики - Государственные и муниципальные финансы - Инновации - Институциональная экономика - Информационные системы в экономике - Исследования в экономике - История экономики - Коммерческая деятельность предприятия - Лизинг - Логистика - Макроэкономика - Международная экономика - Микроэкономика - Мировая экономика - Налоги - Оценка и оценочная деятельность - Планирование и контроль на предприятии - Прогнозирование социально-экономических процессов - Региональная экономика - Статистика - Страхование - Транспортное право - Управление финасами - Финансовый анализ - Финансовый менеджмент - Финансы и кредит - Экономика в отрасли - Экономика общественного сектора - Экономика отраслевых рынков - Экономика предприятия - Экономика природопользования - Экономика труда - Экономическая теория - Экономический анализ -