III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Имитационное моделирование - один из самых мощных инструментов анализа, исследования сложных систем, управление которыми связано с принятием решений в условиях неопределенности. По сравнению с другими методами такое моделирование позволяет рассматривать большее число альтернатив, улучшать качество управленческих решений и точнее прогнозировать их последствия.

Разработанная имитационная модель дает возможность проанализировать результаты работы транспортных систем на основе баржебуксирных составов (ББС) и системы из обычных судов. Данный программный комплекс позволяет провести эксперименты, в которых одновременно запускаются обе транспортные системы, и выявить, при каких именно условиях выгодно использовать ББС, а при каких нужно вернутся к обычным судам.

Транспортная система баржебуксирных составов (морских составных судов) представлена функционирующей по схеме 1 + 3, т. е. один буксир и три баржи. Параллельно для удобства сравнения представлена эксплуатация трех самоходных судов. Транспортные системы осуществляют перевозки между двумя портами А и Б.

Исходя из того, что имитация должна применяться для исследования реально сложных систем, в частности транспортных, построение имитационной модели происходило по следующим этапам:

1. определение системы - установление границ, ограничений эффективности системы, подлежащей изучению;

2. формирование модели - переход от реальной системы к некоторой логической схеме;

3.  подготовка данных - отбор данных, необходимых для построения модели, и представление их в соответствующей форме;

4. трансляция модели - описание модели на языке, приемлемом для используемой ЭВМ;

5. оценка адекватности - повышение до приемлемого уровня степени уверенности, с которой можно судить относительно корректности выводов о реальной системе, полученных на основании обращения к модели;

6.  реализация - практическое использование модели и (или) результатов моделирования.

При разработке имитационной модели было выделено десять элементов транспорт-ных систем - это баржа № 1, баржа № 2, баржа № 3, буксир, ББС № 1, ББС № 2, ББС № 3, судно № 1, судно № 2, судно № 3. Для каждого элемента были определены возможные состояния, с помощью которых также можно определить местонахождение объекта: баржа (судно) в ожидании причала и под швартовочными операциями в пунктах А и Б; баржа (судно) под разгрузкой в пунктах А и Б; баржа (судно) под погрузкой в пунктах А и Б; баржа (судно) в ожидании буксира в пунктах А и Б; буксир (судно) под бункеровкой в пунктах А и Б; буксир в ожидании баржи в пунктах А и Б; ББС (судно)  в ожидании погоды в пунктах А и Б; ББС (судно) на переходе из пункта А в пункт Б и на переходе из пункта Б в пункт А.

Эксплуатация системы рассматривается с помощью графа состояний, который показывает последовательность перехода одного состояния элемента транспортной системы в другое, а также связь этих элементов между собой. С помощью графа состояний построена матрица состояний системы, которая в свою очередь  позволила создать удобный интерфейс программного комплекса (рис. 1).

Матрица состояний представляет собой таблицу, в столбцах которой расположены элементы системы, а в строках находятся возможные состояния элементов системы.

Переход состояний элементов из одного возможного состояния в другое и наоборот происходит на основании алгоритмов, создание которых являлось основной целью работы.

Программный комплекс имитационной модели Imitation был разработан в среде Delphi 7.0 для Windows. Программный комплекс предназначен для имитации функциониро-вания сложной транспортной системы, состоящей из большого количества элементов, а так-же расчета экономических показателей ее работы и оценки влияния на них случайных пара-метров эксплуатации. Imitation позволяет оценивать преимущества и недостатки транспорт-ных систем состоящих из ББС и трех обычных судов с помощью имитационного моделиро-вания, а также позволяет проводить моделирование не только в условиях задаваемых детерминированных исходных данных, но и с вероятностными исходными данными. Это позволяет наиболее приблизить результат моделирования к реальным условиям.

Интерфейс программного комплекса состоит из четырех окон: главное окно; окно ввода данных системы; окно вывода результатов реализации; окно вывода нескольких реализаций.

Кнопка «ВВОД данных» открывает окно, в котором производится ввод вероятност-ных, технических, и экономических данных системы. Кнопка «РАСЧЕТ за эксплуатацион-ный период» проводит расчет за период, который был указан при вводе данных, после чего выводит результат реализации в новом окне. Кнопка «РАСЧЕТ пошаговый» предназначена для расчета реализации в пошаговом режиме с шагом, указанным при вводе данных. Кнопка «РЕЗУЛЬТАТЫ реализации» предназначена для вывода окна с результатами реализации на данный момент.

В программе имеется возможность расчета нескольких (множественных) реализаций за эксплуатационный период, целью которого является определение индекса базового предпочтения IPm. Провести такой расчет можно, указав требуемое количество реализаций в поле ввода «Количество реализаций» и нажав кнопку «Расчет нескольких реализаций», после этого программа выводит новое окно с результатами индекса базового предпочтения IPm, а также его составляющих. 

Список используемых источников

1.     Максимей, И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ / И. В. Максимей. - М. : Радио и связь, 1988. - 232 с., ил.

2.   Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука / Р. Шеннон.- М. : Мир, 1978. - 481 с.

Код для цитирования: Скопировать