Имитационные эксперименты для исследования и оптимизации модели

Имитационным экспериментом называют комплекс прогонов модели, направленных на достижение единой заранее определенной цели. Реализация одного или нескольких параллельных прогонов модели при различных последовательностях псевдослучайных чисел при фиксированных значениях исходных данных называют моделированием варианта. На модели могут исследоваться различные варианты структуры системы, значений входных параметров, типов распределений случайных воздействий, начальных условий и т. д.

Испытательные прогонымодели производятся для ее подготовки к решению основных задач моделирования, которое осуществляется путем реализации рабочих прогонов модели.

При отладке моделирующей программы добиваются полного соответствия между собственными представлениями и характером функционирования программы. Для сравнения с результатами ручного счета модель может быть запущена в детерминированном режиме, когда все случайные воздействия модели заменяются константами.

Для проверки адекватности модели можно использовать два подхода:

1) прямое сравнение показателей функционирования реального объекта и модели;

2) экспертное оценивание модели.

Реализация первого подхода требует сбора большого количества экспериментальных данных о функционировании реального объекта. При обработке этих данных, а также при сравнении выходных показателей модели и реального объекта применяются соответствующие статистические методы. Данный подход нельзя использовать, когда моделированию подлежит проек-тируемый объект, для которого нет близких аналогов.

Второй подход требует привлечения специалистов - экспертов для оценки адекватности модели. Эксперт должен описать условия функционирования объекта и оценить ожидаемые результаты.

Измерение используемых ресурсов ЭВМпроводят с целью построения эмпирических зависимостей между количеством ресурсов ЭВМ (процессорного времени, объема памяти, объема выводимых данных и т. п.), необходимых для реализации одного прогона модели, и некоторыми параметрами самого прогона (количеством различных событий длительностью прогона количеством моделируемых объектов и т. п.).

Рабочие прогонымодели выполняются с целью решения разнообразных задач анализа и оптимизации (синтеза). Важной количественной характеристикой прогона является требуемое количество реализаций Nзначений выходного параметра модели. В зависимости от характера моделируемого процесса и способов обработки статистики в качестве отдельной реализации значения выходного параметра модели можно использовать:

• результат каждого отдельного события в модели;

• усредненный результат, полученный по группе событий заданного размера или на отрезке модельного времени заданной длины;

• усредненный результат, полученный на основании данных целого прогона.

Эффективность экспериментов с имитационными моделями зависит от выбора плана эксперимента, так как именно план определяет объем и поря-док проведения вычислений на ЭВМ, приемы накопления и статистической обработки результатов моделирования.