Модель функционирования системы связи

Имитация поступления средств связи

Создайте область просмотра на диаграмме класса Main для размещения объектов сегмента Постановка на дежурство.

tipCC          int;
	timeMeanRem    double;
	nach           double;
	nach1          double;
	timeOtkaz  		double;

На странице Действия в поле При выходе: введите Java код:

KolCC1=degurstvo.KCC1+degurstvo.KCCP1;
degurstvo.DoxMaxCC1=
round((degurstvo.KCC1*doxDegCC1)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.DoxMaxCC1=degurstvo.DoxMaxCC1/100;
degurstvo.ZatrResCC1=
round((degurstvo.KCCP1*zatrResCC1)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.ZatrResCC1=degurstvo.ZatrResCC1/100;
KolCC2=degurstvo.KCC2+degurstvo.KCCP2;
degurstvo.DoxMaxCC2=
round((degurstvo.KCC2*doxDegCC2)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.DoxMaxCC2=degurstvo.DoxMaxCC2/100;
degurstvo.ZatrResCC2=
round((degurstvo.KCCP2*zatrResCC2)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.ZatrResCC2=degurstvo.ZatrResCC2/100;
KolCC3=degurstvo.KCC3+degurstvo.KCCP3;
degurstvo.DoxMaxCC3=
round((degurstvo.KCC3*doxDegCC3)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.DoxMaxCC3=degurstvo.DoxMaxCC3/100;
degurstvo.ZatrResCC3=
round((degurstvo.KCCP3*zatrResCC3)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.ZatrResCC3=degurstvo.ZatrResCC3/100;
KolCC4=degurstvo.KCC4+degurstvo.KCCP4;
degurstvo.DoxMaxCC4=
round((degurstvo.KCC4*doxDegCC4)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.DoxMaxCC4=degurstvo.DoxMaxCC4/100;
degurstvo.ZatrResCC4=
round((degurstvo.KCCP4*zatrResCC4)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.ZatrResCC4=degurstvo.ZatrResCC4/100;
KolCC5=degurstvo.KCC5+degurstvo.KCCP5;
degurstvo.DoxMaxCC5=
round((degurstvo.KCC5*doxDegCC5)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.DoxMaxCC5=degurstvo.DoxMaxCC5/100;
KolCC=KolCC1+KolCC2+KolCC3+KolCC4+KolCC5;
degurstvo.ZatrResCC5=
round((degurstvo.KCCP5*zatrResCC5)*ВремяРабСист*100);
degurstvo.ZatrResCC5=degurstvo.ZatrResCC5/100;
degurstvo.SumDoxMax=degurstvo.DoxMaxCC1+
degurstvo.DoxMaxCC2+degurstvo.DoxMaxCC3+
degurstvo.DoxMaxCC4+degurstvo.DoxMaxCC5;
degurstvo.SumZatrRes=degurstvo.ZatrResCC1+
degurstvo.ZatrResCC2+degurstvo.ZatrResCC3+
degurstvo.ZatrResCC4+degurstvo.ZatrResCC5;

Введённым кодом определяется количество СС всех типов, включая и резервные средства связи. Эти данные необходимы в последующем в объекте split. Количества СС как исходные данные будут размещены на агенте Degyrstvo, который мы создадим позже, поэтому в коде используется доступ к ним в виде, например, degyrstvo.KCC1.

Кодом рассчитываются также максимальный доход от каждого типа СС и суммарный максимальный доход, а также затраты на содержание резервных СС по типам и суммарные затраты на содержание резервных СС всех типов.

Такой подход к расчётам максимального дохода и затрат на содержание резервных СС принят для экономии машинного времени, поскольку эти показатели зависят только от продолжительности времени моделирования (ВремяРабСист), дохода от дежурства одного СС и затрат на содержание одного резервного СС. То есть данные для их расчёта не носят стохастический характер. Поэтому указанные показатели целесообразно рассчитать здесь, а затем использовать в конце моделирования при обработке накопленных статистических данных.

Для вывода результатов моделирования с двумя знаками после запятой использовался метод round(). Предварительно результат умножался на 100, а потом делился на эту же величину. Например:

degyrstvo.DoxMaxCC1=
round((degyrstvo.KCC1*doxDegCC1)*ВремяРабСист*100);
degyrstvo.DoxMaxCC1=degyrstvo.DoxMaxCC1/100;

Выделите объект split. Установите свойства как на Рис. 5.5. Так как копии не унаследуют свойств от оригинала, поэтому на странице Действия в поле При выходе копии: введите Java код: (рис 5.4) Добавлены объекты split и sink

NumCC++;
if (NumCC <= KolCC) 
  entity.tipCC = 5;
if (NumCC <= (KolCC1+KolCC2+KolCC3+KolCC4))
   entity.tipCC = 4; 
if (NumCC <= (KolCC1+KolCC2+KolCC3)) 
   entity.tipCC = 3;       
if (NumCC <= (KolCC1+KolCC2)) 
   entity.tipCC = 2; 
if (NumCC <= KolCC1) 
 entity.tipCC = 1;

Переменная NumCC предназначена для последовательного счёта СС всех типов. Она используется для определения принадлежности СС к соответствующему типу и занесения кода этого типа СС в поле entity.tipCC, например, entity.tipCC = 5, который необходим для нормального функционирования модели, то есть отличия СС по типам.

Распределитель средств связи

Блок Распределитель средств связи предназначен для распределения СС согласно их типам, т. е. общее количество поступивших СС он должен разделить по типам.

Данный блок реализуется четырьмя объектами selectOutput и одним объектом queue (Рис. 5.6). Возможна реализация этого блока и одним объектом selectOutput5 совместно также с объектом queue.

Объект queue предназначен для приема, хранения и отправки на дежурство исправных СС, поступающих из ремонта.

Перетащите четыре объекта selectOutput и один объект queue из Библиотеки моделирования процессов на диаграмму агента Main. Соедините их так, как показано на Рис. 5.6.

Установите на панели Свойства свойства объектов selectOutput согласно Табл. 5.2 (при использовании объекта selectOutput5 условия разделения СС по типам останутся такими же). (рис 5.6) Добавлены объекты SelectOutput и queue

Имя	Отображать имя	Тип заявки:	Выход true выбирается	Условие
СС1	Установите флажки	ComFacility	При выполнении условия	entity.tipCC==1
СС2		ComFacility		entity.tipCC==2
СС3		ComFacility		entity.tipCC==3
СС4		ComFacility		entity.tipCC==4

СС пятого типа будут направлены на выход false элемента СС4, поэтому пятый объект selectOutput не нужен.

Оставьте имя объекта queue и не устанавливайте флажок Отображать имя.

Оставьте Вместимость 100 и на странице Специфические установите флажок Включить сбор статистики.

Перетащите из палитры Презентация три элемента text и в соответствующих полях Текст: введите текст, как на Рис. 5.6.

Создание нового активного объекта

На Рис. 5.7 показан в окончательном виде сегмент Постановка на дежурство после добавления блока На дежурство. Для добавления этого блока, который должен выполнять "связь" между сегментом Постановка на дежурство и сегментом Имитация дежурства, создадим новый тип агента. Экземпляром этого типа агента и будет нужный нам объект - блок На дежурство.

Создайте область просмотра на типе агента Degurstvo для размещения элементов сегмента Имитация дежурства.

Создание экземпляра нового типа агента

Созданный новый тип агента Degyrstvo является вложенным объектом. Как вы помните, нам нужно сделать так, чтобы СС передавались на дежурство в сегмент Имитация дежурства из сегмента Постановка на дежурство, а отремонтированные СС после ремонта из сегмента Имитация дежурства возвращались в сегмент Постановка на дежурство.

Перетащите элемент Прямоугольник. На панели Свойства оставьте флажки Исключить и Отображается на верхнем уровне.

Перейдите на страницу Местоположение и размер. Введите в поля X: 110, Y: 130, Ширина: 100, Высота: 180.

Перетащите шесть элементов из палитры Основная и разместите так, как показано на Рис. 5.8. Для всех элементов Порт оставьте только флажок Отображается на верхнем уровне.

Возвратитесь на агента Main. (рис 5.8) Добавлены на Degyrstvo шесть портов

Из панели Проекты перетащите экземпляр типа агента Degyrstvo, и соедините так, как на Рис. 5.7. При этом следует иметь в виду, что положение портов на экземпляре типа агента Degyrstvo изменить нельзя. Это можно сделать лишь на самом типе агента.

Сегмент Имитация дежурства

Ввод исходных данных

Организуйте ввод исходных данных для сегмента Имитация дежурства.

Вывод результатов моделирования

Здесь выводятся все результаты моделирования (Рис. 5.10). Однако с целью экономии машинного времени, выводятся они по разному. Рассчитанные ранее максимальные доходы от дежурства СС и затраты на содержание резервных СС не выводятся в ходе моделирования. Выводятся только текущие доходы от дежурства СС и текущие затраты на ремонт неисправных СС. Все обработанные результаты выводятся по окончании моделирования. Для организации вывода используется способ Событие (см. п. 5.1.7).

Событийная часть сегмента Имитация дежурства

Реализация событийной части сегмента показана на Рис. 5.11.

Перетащите элемент Скруглённый прямоугольник. На нём мы разместим все элементы сегмента Имитация дежурства.

На странице Местоположение и размер панели Свойства введите в поля X: 60, Y: 50, Ширина: 600, Высота: 360.

Перетащите элемент Прямоугольник. На нём мы разместим элементы, непосредственно имитирующие дежурство СС.

На странице Местоположение и размер введите в поля X: 250, Y: 60, Ширина: 170, Высота: 330.

Перетащите ещё один элемент Прямоугольник для размещения элементов, имитирующих ремонтное подразделение СС.

На странице Местоположение и размер панели Свойства введите в поля X: 440, Y: 60, Ширина: 190, Высота: 330.

Установите, используя копирование, на тип агента Degyrstvo последовательно: пять объектов queue, пять объектов delay, один объект queue, один объект delay и соедините их так, как показано на Рис. 5.11. При копировании используйте свойства каждого объекта, приведенные в Табл. 5.4. Кроме них также свойства, указанные в п. 9.

Перетащите три элемента text и введите названия в соответствующие поля Текст: согласно Рис. 5.11. (рис 5.11) Сегмент Имитация дежурства

Объекты сегмента Имитация дежурства и их свойства

queue
Имя	Вместимость	Действия При выходе
резерв1	KCCP1	entity.timeOtkaz=1/timeOtkaz1
резерв2	KCCP2	entity.timeOtkaz=1/timeOtkaz2
резерв3	KCCP3	entity.timeOtkaz=1/timeOtkaz3
резерв4	KCCP4	entity.timeOtkaz=1/timeOtkaz4
резерв5	KCCP5	entity.timeOtkaz=1/timeOtkaz5
очРем	Максимальная
delay
Имя	Время задержки	Вместимость
degCC1	exponential(entity.timeOtkaz)	KCC1
degCC2	exponential(entity.timeOtkaz)	KCC2
degCC3	exponential(entity.timeOtkaz)	KCC3
degCC4	exponential(entity.timeOtkaz)	KCC4
degCC5	exponential(entity.timeOtkaz)	KCC5
remont	exponential(entity.timeMeanRem)	3
Имя	Действия При выходе
degCC1	DoxDegCC1+=(time()-entity.nach1)* main.doxDegCC1;
	entity.timeMeanRem=1/timeRem1;
degCC2	DoxDegCC2+=(time()-entity.nach1)*main.doxDegCC2;
	entity.timeMeanRem=1/timeRem2;
degCC3	DoxDegCC3+=(time()-entity.nach1)*main.doxDegCC3;
	entity.timeMeanRem=1/timeRem3;
degCC4	DoxDegCC4+=(time()-entity.nach1)*main.doxDegCC4;
	entity.timeMeanRem=1/timeRem4;
degCC5	DoxDegCC5+=(time()-entity.nach1)*main.doxDegCC5;
	entity.timeMeanRem=1/timeRem5;

Кроме свойств, указанных в Табл. 5.4, нужно также:

во всех объектах в поле Тип заявки: Agent заменить ComFacility;

для всех объектов поставить флажки Включить сбор статистики;

для всех объектов delay degCC1 … degCC5 установить:

Действие при входе entity.nach1=time();

if (entity.tipCC == 1) 
   {ZatrRemCC1+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC1);
    SumZatrRem+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC1);}
if (entity.tipCC == 2) 
   {ZatrRemCC2+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC2);
   SumZatrRem+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC2);}   
if (entity.tipCC == 3) 
   {ZatrRemCC3+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC3);
   SumZatrRem+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC3);}
if (entity.tipCC == 4) 
   {ZatrRemCC4+=(time()-entity.nach)*stoimRemCC4;
  SumZatrRem+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC4);} 
if (entity.tipCC == 5) 
   {ZatrRemCC5+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC5);
   SumZatrRem+=((time()-entity.nach)*stoimRemCC5);}

Сегмент Статистика

Результаты моделирования выводятся в сегменте Имитация дежурства. Тем не менее, организуем вывод результатов моделирования, можно сказать, в более презентабельном виде. Для этого создадим сегмент Статистика (Рис. 5.12).

Создайте область просмотра для размещения элементов сегмента Статистика.

Перетащите элемент Область просмотра.

Перейдите на панель Свойства.

В поле Имя: введите статистика.

Задайте Выравнивать по: Верхн. левому углу.

Выберите режим масштабирования из выпадающего списка Масштабирование: Подогнать под окно.

На странице Местоположение и размер введите в поля X: 0, Y: 1076, Ширина: 960, Высота: 630.

Перетащите элемент Прямоугольник.

На странице Местоположение и размер введите в поля X: 20, Y: 1116, Ширина: 930, Высота: 580. (рис 5.12) Сегмент Статистика

Перетащите элемент text и в поле Текст: введите Результаты моделирования. На странице Местоположение и размер введите в поля X: 360, Y: 1126.

Перетащите еще тринадцать элементов text, разместите и введите в соответствующие поля Текст: надписи, как на Рис. 5.12. Например, при размещении надписи Максимальный доход по типам СС укажите в полях X: 100, Y: 1160, при размещении надписи Коэффициенты использования типов средств связи укажите в полях X: 280, Y: 1490, а при размещении надписи Затраты на содержание резервов по типам средств связи в полях X: 280, Y: 1440.

Использование элемента Текстовое поле

Текстовое поле является простейшим текстовым элементом управления, позволяющим пользователю вводить небольшие объемы текста. Вы можете также связать этот элемент управления с переменной или параметром типа String, double или int. Мы будеи выводить в эти текстовые поля результаты моделирования.

Использование элемента Диаграмма

С помощью диаграмм AnyLogic позволяет динамически визуализировать данные, собираемые в результате работы модели. Набор диаграмм схож с тем, что предлагается программой MS Excel. Библиотека обладает мощным и удобным интерфейсом, не требующим при создании диаграммы программирования.

Термин диаграмма используется для обозначения, как обычных диаграмм, так и гистограмм. Гистограммы отображают статистически обработанные данные в виде функции плотности вероятности (PDF) и интегральной функции распределения (CDF), учитывающие все когда-либо добавленные на гистограмму значения. Диаграммы отображают текущие значения элементов данных (а некоторые - также недавнюю историю изменения значений).

AnyLogic поддерживает несколько видов диаграмм.

Простые диаграммы:

Диаграммы с историей (временные диаграммы):

Используйте диаграмму с накоплением.

Диаграмма с накоплением показывает вклад нескольких элементов данных в суммирующий результат в виде столбцов, расположенных друг над другом. Высота каждого столбца пропорциональна значению соответствующего элемента данных.

Самый нижний столбец соответствует элементу данных, добавленному вами на диаграмму первым, затем добавленному вторым и т. д. Не допускается присутствие отрицательных значений - в этом случае возникнет ошибка. Вы можете изменить направление роста столбца и его ширину с помощью свойств Направление и Относительная ширина (они находятся на странице свойств Внешний вид).

degCC1.statsUtilization.mean()

degCC2.statsUtilization.mean()
degCC3.statsUtilization.mean()
degCC4.statsUtilization.mean()
degCC5.statsUtilization.mean()

На этом построение сегмента Статистика завершено.

Использование способа Событие

Событие является самым простым способом планирования действий в модели. События часто используются для моделирования задержек и таймаутов. Вы можете сделать это и с помощью срабатывающих по таймауту переходов диаграмм состояний, но использование событий является более рациональным. В некоторых случаях поведение может быть смоделировано только с помощью таймеров.

Есть три типа событий.

Событие, происходящее по истечении таймаута. Оно используется тогда, когда Вам нужно запланировать выполнение какого-то действия на определенный момент времени (отстоящий на заданное количество времени (таймаут) от текущего момента). Событие, происходящее по истечению таймаута, предоставляет дополнительные возможности: вы можете сделать событие циклическим, либо же вообще управлять этим событием "вручную".

Событие, происходящее при выполнении заданного условия. Оно используется тогда, когда Вам нужно отслеживать выполнение определенного условия и производить какое-то действие при его происхождении.

Событие, происходящее с заданной интенсивностью. Оно используется для моделирования потока независимых событий (пуассоновский поток). Это часто требуется при моделировании поступления, например, заявок в системах массового обслуживания.

AnyLogic поддерживает еще один тип события, задаваемый уже другим модельным элементом - динамическое событие. Динамические события используются для планирования сразу нескольких одновременных и независимых событий. Например, канал связи, параллельно передающий произвольное количество сообщений, может быть смоделирован с помощью динамических таймеров, создаваемых для каждого сообщения.

Для вывода результатов моделирования воспользуйтесь событием, происходящим по истечении таймаута.

Перетащите элемент Событие из палитры Основная на диаграмму размещения элементов Переменная для вывода результатов моделирования (Рис. 5.10). Измените его имя на РезультатыМоделирования. Нажмите Enter.

Установите флажок Отображать имя. С помощью выпадающего списка Tип события: выберите По таймауту.

Установите Режим: Срабатывает один раз.

Время срабатывания (абсолютное) 1000000.

В поле Действие введите Java код, который будет выполняться при появлении этого события.

//Расчет результатов по СС1
DoxDegCC1=round((DoxDegCC1/КолПрогон)*100);
DoxDegCC1=DoxDegCC1/100;
ZatrRemCC1=round((ZatrRemCC1/КолПрогон)*100);
ZatrRemCC1=ZatrRemCC1/100;
UbitokCC1=round((1-degCC1.statsUtilization.mean())*main.ubitokCC1*ВремяРабСист*KCC1*100);
UbitokCC1=UbitokCC1/100;
PribCC1=round((DoxDegCC1-(ZatrResCC1+ZatrRemCC1+UbitokCC1))*100);
PribCC1=PribCC1/100;
koefPribCC1=round((PribCC1/DoxMaxCC1)*1000);
koefPribCC1=koefPribCC1/1000;
//Расчет результатов по СС2
DoxDegCC2=round((DoxDegCC2/КолПрогон)*100);
DoxDegCC2=DoxDegCC2/100;
ZatrRemCC2=round((ZatrRemCC2/КолПрогон)*100);
ZatrRemCC2=ZatrRemCC2/100;
UbitokCC2=(1-degCC2.statsUtilization.mean())*main.ubitokCC2*ВремяРабСист*KCC2;
PribCC2=round((DoxDegCC2-(ZatrResCC2+ZatrRemCC2+UbitokCC2))*100);
PribCC2=PribCC2/100;
koefPribCC2=round((PribCC2/DoxMaxCC2)*1000);
koefPribCC2=koefPribCC2/1000;
//Расчет результатов по СС3
DoxDegCC3=round((DoxDegCC3/КолПрогон)*100);
DoxDegCC3=DoxDegCC3/100;
ZatrRemCC3=round((ZatrRemCC3/КолПрогон)*100);
ZatrRemCC3=ZatrRemCC3/100;
UbitokCC3=(1-degCC3.statsUtilization.mean())*
main().ubitokCC3*ВремяРабСист*KCC3;
PribCC3=round((DoxDegCC3-(ZatrResCC3+ZatrRemCC3+UbitokCC3))*100);
PribCC3=PribCC3/100;
koefPribCC3=round((PribCC3/DoxMaxCC3)*1000);
koefPribCC3=koefPribCC3/1000;
//Расчет результатов по СС4
DoxDegCC4=round((DoxDegCC4/КолПрогон)*100);
DoxDegCC4=DoxDegCC4/100;
ZatrRemCC4=round((ZatrRemCC4/КолПрогон)*100);
ZatrRemCC4=ZatrRemCC4/100;
UbitokCC4=(1-degCC4.statsUtilization.mean())*
main.ubitokCC4*ВремяРабСист*KCC4;
PribCC4=round((DoxDegCC4-(ZatrResCC4+ZatrRemCC4+UbitokCC4))*100);
PribCC4=PribCC4/100;
koefPribCC4=round((PribCC4/DoxMaxCC4)*1000);
koefPribCC4=koefPribCC4/1000;
//Расчет результатов по СС5
DoxDegCC5=round((DoxDegCC5/КолПрогон)*100);
DoxDegCC5=DoxDegCC5/100;
ZatrRemCC5=round((ZatrRemCC5/КолПрогон)*100);
ZatrRemCC5=ZatrRemCC5/100;
UbitokCC5=(1-degCC5.statsUtilization.mean())*
main.ubitokCC5*ВремяРабСист*KCC5;
PribCC5=round((DoxDegCC5-(ZatrResCC5+ZatrRemCC5+UbitokCC5))*100);
PribCC5=PribCC5/100;
koefPribCC5=round((PribCC5/DoxMaxCC5)*1000);
koefPribCC5=koefPribCC5/1000;
//Расчет суммарных результатов
SumDoxDeg=DoxDegCC1+DoxDegCC2+DoxDegCC3+
DoxDegCC4+DoxDegCC5;
SumZatrRem=round((SumZatrRem)*100/КолПрогон);
SumZatrRem=SumZatrRem/100;
SumUbitok=UbitokCC1+UbitokCC2+UbitokCC3+
UbitokCC4+UbitokCC5;
SumPribil=round((SumDoxDeg-(SumZatrRes+SumZatrRem+SumUbitok))*100);
SumPribil=SumPribil/100;
koefPribil=round((SumPribil/SumDoxMax)*1000);
koefPribil=koefPribil/1000;
//вывод максимального дохода, дохода от дежурства по типам СС и всего
editbox1.setText(DoxMaxCC1);
editbox7.setText(DoxDegCC1);
editbox2.setText(DoxMaxCC2);
editbox8.setText(DoxDegCC2);
editbox3.setText(DoxMaxCC3);
editbox9.setText(DoxDegCC3);
editbox4.setText(DoxMaxCC4);
editbox10.setText(DoxDegCC4);
editbox5.setText(DoxMaxCC5);
editbox11.setText(DoxDegCC5);
editbox6.setText(SumDoxMax);
editbox12.setText(SumDoxDeg);
//вывод стоимости ремонта по типам СС и всего
editbox13.setText(ZatrRemCC1);
editbox14.setText(ZatrRemCC2);
editbox15.setText(ZatrRemCC3);
editbox16.setText(ZatrRemCC4);
editbox17.setText(ZatrRemCC5);
editbox18.setText(SumZatrRem);
//вывод чистой прибыли от использования по типам СС и всего
editbox19.setText(PribCC1);
editbox20.setText(PribCC2);
editbox21.setText(PribCC3);
editbox22.setText(PribCC4);
editbox23.setText(PribCC5);
editbox24.setText(SumPribil);
//вывод коэфициентов прибыли по типам СС и всего
editbox25.setText(koefPribCC1);
editbox26.setText(koefPribCC2);
editbox27.setText(koefPribCC3);
editbox28.setText(koefPribCC4);
editbox29.setText(koefPribCC5);
editbox30.setText(koefPribil);
//вывод затрат на содержание резервов по типам СС и всего
editbox31.setText(ZatrResCC1);
editbox32.setText(ZatrResCC2);
editbox33.setText(ZatrResCC3);
editbox34.setText(ZatrResCC4);
editbox35.setText(ZatrResCC5);
editbox36.setText(SumZatrRes);
//вывод коэфициента готовности системы связи
КоэфГотСС=(degCC1.statsUtilization.mean()+
degCC2.statsUtilization.mean()+
degCC3.statsUtilization.mean()+
degCC4.statsUtilization.mean()+
degCC5.statsUtilization.mean())/КолТипСС;
editbox37.setText(КоэфГотСС);

Из кода следует, что по окончании моделирования, которое длится 1 000 000 единиц модельного времени, сработает метод событие, будут рассчитаны и выведены результаты моделирования.

Для округления результатов моделирования (коэффициентов прибыли до трех знаков после запятой, а абсолютных величин прибыли и затрат - до двух знаков) использован метод round(). Предварительно результат умножался на 1000 и 100, а потом делился на эти же величины.

Для вывода результатов моделирования в текстовые поля editbox используется функция setText(), в качестве аргумента которой указывается имя элемента Переменная, например,

editbox1.setText(DoxMaxCC1);

Переключение между областями просмотра

Мы не акцентировали внимание при построении модели на элементах презентации, которые вы уже видели на некоторых рисунках, для переключения между областями просмотра. Если вы не добавляли их, добавьте и укажите свойства согласно Табл. 5.6.

Синим цветом выделены элементы презентации, предназначенные для перехода по щелчку к соответствующим областям просмотра. Чёрным цветом выделены элементы презентации без перехода к каким-либо областям просмотра.

Отладка модели

В ходе построения модели вы можете совершить различные ошибки. Мы же остановимся на одной их тех, которая требует хороших знаний или "тонкостей" AnyLogic.

Запустите модель. Ошибка, о которой мы говорим, появится практически сразу после запуска (Рис. 5.13 и 5.14).

В Библиотеке моделирования процессов реализован pull-протокол передачи заявок между объектами. Суть заключается в том, что следующий объект "вытягивает" заявку из предыдущего объект, если он может её принять. Это работает для объектов, которые могут держать в себе заявку некоторое время. Для примера рассмотрим следующую диаграмму процесса:

...-> split -> selectOutput -> queue -> delay ->...

В этом случае объекты, которые заявка проходит насквозь (split и selectOutput), просматриваются объектами queue и delay, чтобы оценить возможность прохода заявки.

Если объекты могут принять заявку, они мгновенно "вытягивают" её, вследствии чего код в поле При выходе копии объекта split, который был нами ранее введён (см. Рис. 5.5) не выполняется. Это приводит к некорректной маршрутизация заявок в модели.

Поясним это. На Рис. 5.14 видно, что 64 заявки, соответствующие типу СС1, проходят не через свой выход true, а через выход false как заявки, соответствующие типу СС5. Это может быть только в том случае, когда в поле entity.tipCC ничего не заносится, то есть при неработающем коде в поле При выходе копии объекта split.

Для выполнения некоторых действий заявки, когда она проходит через какое-то место диаграммы процесса, в данном случае перед попаданием в selectOutput, но уже после выхода из split, можно использовать объект plain Transfer. В него вы можете вписать код для действий заявки, который был ранее записан в поле При выходе копии объекта split.

Запустите модель. На Рис. 5.15 и Рис. 5.16 показаны результаты моделирования.

Проведение экспериментов

AnyLogic предоставляет пользователю возможность провести следующие эксперименты:

Последние пять экспериментов доступны только в AnyLogic Professional.

Простой эксперимент

Простой эксперимент запускает модель с заданными значениями параметров, поддерживает режимы виртуального и реального времени, анимацию, отладку модели.

При создании модели автоматически создается один простой эксперимент, названный Simulation. Именно такой эксперимент мы с вами и рассматривали до сих пор.

Эксперимент этого типа используется в большинстве случаев. Другие эксперименты нужны тогда, когда важную роль играют значения параметров модели. То есть вам нужно проанализировать, как они влияют на поведение или эффективность моделируемой системы или если вам нужно найти оптимальные параметры вашей модели.

Далее в рамках данного пособия мы остановимся на доступных в версии AnyLogic University экспериментах оптимизации и варьирования переменных, овладев методиками проведения которых, вы самостоятельно сможете выполнять в AnyLogic Professional и другие эксперименты.

Связывание параметров

Начиная создавать модель в AnyLogic, мы ничего не говорили об экспериментах и особенностях их проведения. Поэтому все исходные данные разместили на Исходные_данные_ПД (Рис. 5.3) и Исходные_данные_Д (Рис. 5.9) так, как нам представлялось удобным для построения модели и управления ею в ходе проведения простого эксперимента.

При проведении эксперимента и наличии в модели, как у нас, вложенных объектов, нужно связывать параметры корневого объекта и вложенных объектов, так как изменять в ходе эксперимента можно только параметры корневого объекта. В результате связывания значение параметра любого уровня вложенного объекта будет равно значению параметра объекта самого верхнего уровня.

Но следует иметь в виду, что связываются только параметры одного типа и что передача значения параметра производится лишь параметру объекта, находящемуся ниже уровнем в иерархическом дереве модели. То есть связываются параметры последовательно от одного уровня к другому, а не через уровень или уровни.

Разместите элементы, как показано на Рис. 5.17. Внесите соответствующие изменения в модель. Обратите внимание на различие имён связываемых параметров, например, КССР_1.

Свяжите параметры корневого типа агента Main с параметрами вложенного объекта типа агента Degyrstvo.

Первый эксперимент Оптимизация стохастических моделей

Эксперимент Оптимизация может проводиться в AnyLogic оптимизатором OptQuest для детерминированных и стохастических моделей.

Наша модель Система связи стохастическая. Создайте оптимизационный эксперимент стохастической модели с целью определения максимального коэффициента прибыли в зависимости от количества резервных СС и мастеров-ремонтников.

В панели Проект Щёлкните правой кнопкой мыши элемент модели Система_связи и из контекстного меню выберите Coздать/ Эксперимент. В появившемся диалоговом окне из списка Тип эксперимента: выберите Оптимизация (Рис. 5.19). (рис 5.19) Диалоговое окно Новый эксперимент

В поле Имя: введите имя эксперимента, например, Система_связи_Оптимизация1. Имя эксперимента должно начинаться с заглавной буквы - правило названия классов в Java.

В поле Агент верхнего уровня: выберите Main. Этим действием вы задали корневой (главный) класс эксперимента. Объект этого класса будет играть роль корня иерархического дерева объектов модели, запускаемой оптимизационным экспериментом.

Если вы хотите применить к создаваемому эксперименту временные установки другого эксперимента, оставьте установленным флажок Копировать установки модельного времени из: и выберите эксперимент из расположенного справа выпадающего списка. В данном случае оставьте, так как есть: Simulation.

Щёлкните кнопку Готово. Появится страница Основные панели Свойства (Рис. 5.20).

Установите опцию максимизировать.

Целевая функция доступна как root. Поэтому в поле Целевая функция введите root.degurstvo.koefPribil.

На странице Случайность установите Фиксированное начальное число (воспроизводимые прогоны).

В поле Начальное число введите 5672.

Оставьте установленным флажок Количество итераций:. Под итерацией понимается один опыт (одно наблюдение). Количество итераций - это цель стратегического планирования эксперимента - определение количества наблюдений и уровней факторов в них для получения полной и достоверной информации о модели.

Число итераций модели при полном факторном эксперименте, то есть число всех возможных сочетаний факторов, определяется по формуле: $$I=k_1\cdot k_2 \cdot ...\cdot k_i\cdot ...\cdot k_m,$$

где $$k_i$$ - число уровней i-го фактора, $$i=\overline{1,m}$$.

В нашей модели нужно менять количество резервных средств связи КССР_1…КССР_5 и количество мастеров-ремонтников Kol_master, то есть всего m=6 факторов. Факторы имеют следующие уровни: $$k_1=3, k_2=k_3=k_4=6, k_5=k_6=5$$. Тогда число итераций $$I=k_1\cdot k_2 \cdot k_3 \cdot k_4 \cdot k_5 \cdot k_6 \cdot = 3 \cdot 6 \cdot 6 \cdot 6 \cdot 5\cdot 5 = 16200.$$ (рис 5.20) Вкладка Основные оптимизационного эксперимента

Введите 500 в поле Количество итераций:, так как данная версия AnyLogic ограничена этим количеством итераций.

Задайте параметры, значения которых будут меняться. В таблице на Рис. 5.21 перечислены все параметры агента верхнего уровня Main.

Чтобы разрешить варьирование параметров оптимизатором, перейдите на строку с параметром КССР_1. Щёлкните мышью в ячейке Тип. Выберите тип параметра, отличный от значения фиксированный. Так как параметр KCCР_1 целочисленный типа int, выберите дискретный.

Задайте диапазон допустимых значений параметра. Для чего введите в ячейку Мин. минимальное значение 1, в ячейку Макс. максимальное значение, например, для КССР1, 3. Так как параметр дискретный, в ячейке Шаг укажите величину шага 1.

Задайте так же остальные параметры, как на Рис. 5.20.

Перейдите на страницу Репликации панели Свойства.

Установите флажок Использовать репликации.

Число репликаций (прогонов) в одной итерации (наблюдении) может быть фиксированным или переменным. Фиксированное число репликаций, например, при доверительной вероятности $$\alpha =0,95$$, точности $$\varepsilon =0,1$$ и стандартном отклонении $$\sigma =0,1$$ может быть определено по формуле: $$N=t^2_\alpha \frac{\sigma ^2}{\varepsilon ^2}=1,96^2\frac{0,1^2}{0,1^2}=3,8416\approx 4$$

где $$t_\alpha =1,96$$ - табулированный аргумент функции Лапласа.

Возможность переменного количества репликаций позволяет оптимизатору OptQust проверять на статистическую значимость разницу между средним значением целевой функции в текущей итерации и лучшим значением, найденным за предыдущие итерации (лучшее значение). Целью такой проверки является удаление худших решений без потери времени на их получение. Таким образом, процесс может быть ускорен за счёт прекращения поиска неподходящих решений вместо выполнения заданного максимального количества репликаций модели.

На странице Репликации выберите опцию Фиксированное количество репликаций и в поле Количество репликаций за итерацию: установите рассчитанное число репликаций (прогонов) модели 4.

Вернитесь на страницу Основные. Щёлкните кнопку Создать интерфейс. После щелчка удаляется содержимое презентации эксперимента и создаётся интерфейс эксперимента заново (Рис. 5.21) согласно его текущим установкам (набору оптимизационных параметров и их свойствам и т. д.). Поэтому создавать интерфейс нужно только после окончания задания параметров эксперимента. На интерфейсе видны знаки вопросов напротив оптимизационных параметров. (рис 5.21) Интерфейс оптимизационного эксперимента (рис 5.22) Результаты первого оптимизационного эксперимента

В меню запуск выполните Система_связи / Система_связи_Оптимизация1.

Щёлкните Запустить. Начнёт выполняться эксперимент, в ходе которого можно видеть на графике изменения значения целевой функции. После 200*4=800 прогонов (Рис. 5.22) эксперимент остановится.

Результаты оптимизационного эксперимента приведены на Рис. 5.22. Наилучшее значение целевой функции - коэффициент прибыли равен 0,497. Получен он на 28-й итерации при следующих оптимальных значениях параметров: KCCP_1 = KCCP_2 = KCCP_4 = KCCP_5 = Kol_master =1, KCCP_3 = 6.

Создайте и проведите второй оптимизационный эксперимент при тех же условиях с целью определения коэффициента готовности системы связи.

При размещении параметров для ввода исходных данных и последующем их связывании мы не задумывались над тем, как они будут размещены на страницах свойств и тем более в интерфейсе оптимизационного эксперимента.

Но теперь нас не устраивает то, что оптимизируемые параметры размещены последними в интерфейсе первого оптимизационного эксперимента (Рис. 5.20, 5.21, 5.22). Предположим, что нам не нужны на рисуне все параметры модели, а нужны только оптимизируемые.

Разместите оптимизируемые параметры в верхних частях страниц свойств соответствующих объектов.

Второй эксперимент Оптимизация стохастических моделей

Итак, второй оптимизационный эксперимент проводится при тех же условиях, что и первый оптимизационный эксперимент.

Эксперимент Варьирование параметров

Эксперимент Варьирование параметров может проводиться только для детерминированных моделей.

Создайте эксперимент Варьирование параметров для стохастической модели Система_связи с целью наблюдения за изменением коэффициента готовности в зависимости от количества резервных СС и мастеров-ремонтников.

В панели Проект Щёлкните правой кнопкой мыши элемент модели Система_связи и из контекстного меню выберите Создать эксперимент.

В появившемся диалоговом окне из списка Тип эксперимента: выберите Варьирование параметров.

В поле Имя введите имя эксперимента, например, Система_связи_Вар_параметров.

Щёлкните кнопку Готово. Появится страница Параметры панели Свойства (Рис. 5.26).

Обратите внимание, что на странице Параметры по сравнению с оптимизационным экспериментом отсутствуют опции минимизировать, максимизировать, Количество итераций. Последнее определяется AnyLogic в зависимости от диапазонов и шагов изменения параметров. Не используются и репликации, по

Задайте диапазон допустимых значений параметров. Перейдите в таблице на Рис. 5.26 на строку с этим параметром. Щёлкните мышью в ячейке Тип. Выберите тип параметра, отличный от значения фиксированный. Параметр КССР_1 типа int, поэтому он может изменяться в диапазоне. Выберите Диапазон. В ячейку Мин введите минимальное значение 1, в ячейку Макс - максимальное значение 3, в ячейке Шаг укажите величину шага 1.

Задайте также остальные параметры, как на Рис. 5.26.

Вернитесь на страницу Основные и щёлкните кнопку Создать интерфейс.

В эксперименте Варьирование параметров в отличие от эксперимента Оптимизация интерфейс создаёт пользователь. Связано это с тем, что выходными результатами данного эксперимента могут быть любые показатели моделируемой системы.

Создайте интерфейс, показанный на Рис. 5.27. Автоматически добавлены только параметры эксперимента. Здесь вы видите график, который будет отображать значение коэффициента готовности системы связи для каждой итерации. (рис 5.26) Страница Параметры эксперимента варьирования параметров

Перетащите элемент График из палитры Статистика на диаграмму.

На странице Местоположение и размер и установите: X: 260, Y: 100, Ширина: 510, Высота: 400, Цвет фона: Нет заливки, Цвет границы: Нет линии.

Щёлкните Добавить элемент данных.

Установите опцию Набор данных. Заголовок: КоэфГотСС. Набор данных: dataset. Установите Не обновлять данные автоматически.

Перейдите на страницу Область диаграммы. Установите: Смещение по Х: 50, Смещение по Y: 30, Ширина: 450, Высота: 330.

Из палитры Статистика перетащите элемент Набор данных. Установите опцию Не обновлять автоматически.

Из палитры Основная перетащите элемент Переменная. На панели Свойства в поле Имя: введите коэфГотСС. Установите Уровень доступа: public. Тип: double.

Щёлкните диаграмму интерфейса. На странице Действия Java панели Свойства и введите коды:

в поле Действие после прогона модели:

коэфГотСС = root.degurstvo.КоэфГотСС;

в поле Действие после итерации

dataset.add(getCurrentIteration(),коэфГотСС);

Экспорт модели как Java апплета

Модели AnyLogic являются приложением Java, поэтому их можно запускать на большинстве современных платформ, а также помещать на веб-сайты в виде апплетов.

Наличие такой возможности позволяет удалённым пользователям запускать интерактивные модели в веб-браузере при отсутствии AnyLogic или какого-либо другого программного обеспечения. В этом случае на клиентской машине будут запускаться скопированные из сети файлы модели с такой же поддержкой интерактивной работы, что и при запуске из среды AnyLogic.

Экспортируйте модель ComSystem в виде Java апплета.

Щёлкните в панели Экспорт/В Java апплет (запускается в веб браузере) из контекстного меню.

Откроется диалоговое окно Экспорт модели (Рис. 5.29). Щелчком мыши раскройте список Экспортировать эксперимент и выберите в нем Simulation. Настройки этого эксперимента будут применены к экспортируемой модели.

В поле Каталог для создаваемых файлов укажите каталог, в который вы хотите поместить файлы экспортируемой модели. Можно также выбрать каталог с помощью диалогового окна навигации, которое становится доступным при нажатии кнопки Выбрать.

По умолчанию кнопки панели инструментов и другие элементы пользовательского интерфейса апплета будут на том языке, который выбран в настройках вашего компьютера (Язык: <системный по-умолчанию>). При необходимости можно выбрать для интерфейса апплета другой язык из выпадающего списка Язык: (на данный момент AnyLogic поддерживает русский, английский, китайский, немецкий и итальянский языки). (рис 5.29) Диалоговое окно Экспорт модели (рис 5.30) Набор файлов Java апплет

Оставьте установленным флажок Открыть апплет модели в веб браузере.

Щёлкните кнопку Готово. Откроется диалоговое окно, в котором будет сообщение об успешном завершении экспортирования модели ComSystem: Модель ComSystem была экспортирована в G:\BOEV.

Щёлкните OK.

Модель, экспортированная как Java апплет, представляет собой набор следующих файлов (Рис. 5.30):

При публикации апплета модели в сети Интернет нужно предоставить доступ ко всем этим файлам из кода апплета. Это значит, что если вы добавляете ссылку на .html файл модели на веб страницу, то необходимо разместить все эти файлы в той же директории, где и этот .html файл. Для показа апплета на своей веб странице следует скопировать код апплета из .html файла модели в код своей страницы, и добавить все файлы, сгенерированные при экспорте модели, в тот же каталог, где находится ваша страница.

Запустите апплет модели, дважды щелкнув ComSystem.html. Результаты работы апплета модели показаны на Рис. 5.31. Коэффициент прибыли равен 0,949 (см. п. 5.1.8.3).

Модель в GPSS World

Состав модели в GPSS World

Как уже отмечалось, система связи представляет собой многофазную многоканальную систему массового обслуживания замкнутого типа с отказами и ожиданием.

Какие ограничения в системе?

Для моделирования двух первых ограничений целесообразно использовать МКУ, а для третьего и четвертого ограничений - транзакты.

Модель системы связи должна состоять из следующих сегментов:

Сегмент переопределения блоков модели необходим для изменения версий модели, т. е. изменения количества резервных СС и мастеров-ремонтников в ремонтном подразделении, а также номеров строк и столбцов матриц, в которые записываются результаты моделирования. Количество переопределений в сегменте соответствует числу версий модели минус один.

Программа GPSS-модели

Предполагается, что количество типов СС в системе предоставления услуг связи может изменяться от одного до максимального значения n2_. Программа модели, как уже омечалось при разработке AnyLogic-модели, построена для n2_ = 5.

Для хранения результатов моделирования используются матрицы. В целях придания неизменности программы модели при варьировании количеством типов СС матрицы должны быть пронумерованы. Однако GPSS World при описании матриц командой MATRIX не позволяет вместо имени указывать число. Матрицы нужно вначале описать, дав им имена, а затем пронумеровать.

Результаты моделирования для одного типа СС хранятся в семи матрицах, например, для СС типа 1 (СС1) с идентификаторами:

Значит, аналогичных матриц будет тридцать пять. Да плюс еще матрица KRem коэффициентов использования мастеров - ремонтников. Именам этим тридцати шести матрицам даны номера.

Три матрицы для хранения суммарных результатов моделирования для СС всех типов не нумеровались:

Именам пяти МКУ СС1_, СС2_, СС3_, СС4_ и СС5_, имитирующим по типам СС, находящиеся на дежурстве, даны номера 1 … 5. Это позволяет сократить число блоков в модели за счет того, что вместо пяти (в данном варианте модели) сегментов имитации постановки на дежурство СС используется один сегмент.

Для записи исходных данных: количества СС всех типов (в том числе и резервных), среднего времени наработки на отказ и среднего времени восстановления по типам СС, дохода по типам от одного СС, находящегося на дежурстве, убытка по типам при отсутствии одного СС на дежурстве, стоимости по типам одного резервного СС используются функции KolSS, KollSSRes, NarOtk, SrVrRem, S1_, S2_, S3_ соответственно. Этот способ по сравнению со способом использования матриц для записи этих же данных позволяет сократить программу модели на двадцать пять строк.

В начале работы модели генератор сразу вырабатывает количество транзактов, равное соответствующему количеству типов СС, и перестает быть активным.

Далее блоками SAVEVALUE и ASSIGN в параметр 1 каждого из транзактов последовательно заносятся коды 1…n1_ - признак типа СС.

Затем каждый из транзактов с помощью блока SPLIT расщепляется (копируется, размножается) по количеству СС (с учетом резервных СС) соответствующего типа.

После расщепления транзакты в соответствии с типом СС сразу занимают все каналы МКУ, имитирующие нахождение СС на дежурстве. Резервные СС остаются в списках задержки соответствующих МКУ.

Вышедшее из строя СС снимается с дежурства, поступает в ремонтное подразделение - транзакт либо занимает свободный канал МКУ Rem, если такой есть, либо при отсутствии свободного канала помещается в список задержки этого МКУ - список транзактов, ожидающих возможность занять освободившиеся каналы МКУ.

После ремонта СС отправляется либо сразу на дежурство, либо в резерв. В обоих случаях транзакт направляется на метку Met1. Здесь также транзакт либо занимает свободный канал, либо помещается в список задержки МКУ, соответствующего типу СС.

Ниже приводится программа только (в целях сокращения) для моделирования случая три мастера-ремонтника, а резервных СС2 - четыре, пять и шесть.

; Модель функционирования системы связи
; Задание номеров матрицам
Prib1	EQU		1	; Матрица ожидаемой прибыли СС1
KPr1		EQU		2	; Матрица коэффициентов прибыли СС1
KZen1	EQU	3	; Матрица коэффициентов использования СС1
DoxMax1	EQU		4	; Матрица максимальных доходов СС1
DoxDeg1	EQU		5	; Матрица доходов от дежурства СС1
ZatrRem1	EQU	6	; Матрица затрат на ремонт СС1
ZatrResSS1 EQU	7	; Матрица затрат на резервные СС1
Prib2	EQU		8	; Матрица ожидаемой прибыли СС2
KPr2		EQU		9	; Матрица коэффициентов прибыли СС2
KZen2	EQU	10	; Матрица коэффициентов использования СС2
DoxMax2		EQU	11	; Матрица максимальных доходов СС2
DoxDeg2		EQU	12	; Матрица доходов от дежурства СС2
ZatrRem2	EQU	13	; Матрица затрат на ремонт СС2
ZatrResSS2 EQU	14	; Матрица затрат на резервные СС2
Prib3		EQU	15	; Матрица ожидаемой прибыли СС3
KPr3			EQU	16	; Матрица коэффициентов прибыли СС3
KZen3	EQU	17	; Матрица коэффициентов использования СС3
DoxMax3		EQU	18	; Матрица максимальных доходов СС3
DoxDeg3		EQU	19	; Матрица доходов от дежурства СС3
ZatrRem3	EQU	20	; Матрица затрат на ремонт СС3
ZatrResSS3 EQU	21	; Матрица затрат на резервные СС3
Prib4		EQU	22	; Матрица ожидаемой прибыли СС4
KPr4			EQU	23	; Матрица коэффициентов прибыли СС4
KZen4	EQU	24	; Матрица коэффициентов использования СС4
DoxMax4		EQU	25	; Матрица максимальных доходов СС4
DoxDeg4		EQU	26	; Матрица доходов от дежурства СС4
ZatrRem4	EQU	27	; Матрица затрат на ремонт СС4
ZatrResSS4 EQU	28	; Матрица затрат на резервные СС4
Prib5		EQU	29	; Матрица ожидаемой прибыли СС5
KPr5			EQU	30	; Матрица коэффициентов прибыли СС5
KZen5	EQU	31	; Матрица коэффициентов использования СС5
DoxMax5		EQU	32	; Матрица максимальных доходов СС5
DoxDeg5		EQU	33	; Матрица доходов от дежурства СС5
ZatrRem5	EQU	34	; Матрица затрат на ремонт СС5
ZatrResSS5 EQU	35	; Матрица затрат на резервные СС5
KRem	EQU	36	; Матрица коэффициентов использования Rem
; Задание номеров МКУ, имитирующих дежурство СС
CC1_			EQU	1	; Задание номера МКУ СС1
CC2_			EQU	2	; Задание номера МКУ СС2
CC3_			EQU	3	; Задание номера МКУ СС3
CC4_			EQU	4	; Задание номера МКУ СС4
CC5_			EQU	5	; Задание номера МКУ СС5
; Задание по типам количества СС, находящихся на дежурстве
n2_			EQU	5	; Количество типов СС
VrMod		EQU	1000	; Время моделирования, 1 ед. мод. вр. = 1 час
KolProg		EQU	1000
Stroka		EQU	1	; Номер строки матрицы
Stolbez		EQU	1	; Номер столбца матрицы
Prib1		MATRIX	,3,3	; Матрица ожидаемой прибыли СС1
KPr1		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС1
KZen1	MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС1
DoxMax1	MATRIX	,3,3	; Матрица максимальных доходов СС1
DoxDeg1	MATRIX	,3,3	; Матрица доходов от дежурства СС1
ZatrRem1	MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на ремонт СС1
ZatrResSS1 MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на резервные СС1
Prib2	MATRIX	,3,3	; Матрица ожидаемой прибыли СС2
KPr2		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС2
KZen2		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС2
DoxMax2	MATRIX	,3,3	; Матрица максимальных доходов СС2
DoxDeg2	MATRIX	,3,3	; Матрица доходов от дежурства СС2
ZatrRem2	MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на ремонт СС2
ZatrResSS2 MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на резервные СС2
Prib3	MATRIX	,3,3	; Матрица ожидаемой прибыли СС3
KPr3		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС3
KZen3		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС3
DoxMax3	MATRIX	,3,3	; Матрица максимальных доходов СС3
DoxDeg3	MATRIX	,3,3	; Матрица доходов от дежурства СС3
ZatrRem3	MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на ремонт СС3
ZatrResSS3 MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на резервные СС3
Prib4	MATRIX	,3,3	; Матрица ожидаемой прибыли СС4
KPr4		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС4
KZen4		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС4
DoxMax4	MATRIX	,3,3	; Матрица максимальных доходов СС4
DoxDeg4	MATRIX	,3,3	; Матрица доходов от дежурства СС4
ZatrRem4	MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на ремонт СС4
ZatrResSS4 MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на резервные СС4
Prib5	MATRIX	,3,3	; Матрица ожидаемой прибыли СС5
KPr5		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС5
KZen5		MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС5
DoxMax5	MATRIX	,3,3	; Матрица максимальных доходов СС5
DoxDeg5	MATRIX	,3,3	; Матрица доходов от дежурства СС5
ZatrRem5	MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на ремонт СС5
ZatrResSS5 MATRIX	,3,3	; Матрица затрат на резервные СС5
KRem	MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки Rem
Pribil	MATRIX	,3,3	; Матрица суммарной прибыли
SrKPrib	MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов прибыли СС всех типов
SrKIsp	MATRIX	,3,3	; Матрица коэффициентов загрузки СС всех типов
; Определение МКУ по количеству СС, находящихся на дежурстве
CC1_		STORAGE		55	; Емкость МКУ по количеству СС1
CC2_		STORAGE		100	; Емкость МКУ по количеству СС2
CC3_		STORAGE		60	; Емкость МКУ по количеству СС3
CC4_		STORAGE		45	; Емкость МКУ по количеству СС4
CC5_		STORAGE		60	; Емкость МКУ по количеству СС5
Rem		STORAGE		3	; Емкость МКУ по числу мастеров-ремонтников
; Описание арифметических выражений
DoxMax	VARIABLE	VrMod#FN$S1_#FN$KolSS
; Максимальный доход от дежурства СС
Ubitok	VARIABLE	VrMod#FN$KolSS#(1-(SR*1/1000))#FN$S2_;Убыток от отсутствия на дежурстве СС
DoxDeg	VARIABLE	(AC1-P$Nach1)#FN$S1_	; Полученный доход от дежурства СС
StoRem	VARIABLE	(AC1-P$Nach)#FN$StoMast ; Стоимость ремонта неисправных СС
ZatrResSS VARIABLE  FN$S3_#FN$KolSSRes#VrMod; Затраты на содержание резервных СС
SumPrib	VARIABLE	X$DoxDeg-(X$ZatrRem+MX*4(Stroka,Stolbez)+V$Ubitok) ; Прибыль
KoefPr	VARIABLE	MX*6(Stroka,Stolbez)/X$DoxMax; Коэффициент прибыли
StoMast	FUNCTION	P1,D5	; Стоимость работы одного мастера
1,17/2,18/3,16/4,20/5,21
KolSS	FUNCTION	P1,D5	; Количество по типам СС, находящихся на дежурстве
1,55/2,100/3,60/4,45/5,60
KolSSRes	FUNCTION	P1,D5	; Количество по типам резервных СС
1,2/2,4/3,4/4,3/5,4
NarOtk	FUNCTION	P1,D5	; Среднее время наработки до отказа по типам СС, час
1,373/2,301/3,482/4,325/5,470
SrVrRem	FUNCTION	P1,D5	; Среднее время ремонта по типам СС, час
1,6.5/2,4.2/3,2.8/4,3/5,5.5
S1_		FUNCTION	P1,D5	; Доход по типам от одного СС, находящегося на дежурстве
1,20/2,24.2/3,32.8/4,23/5,25.5
S2_	FUNCTION	P1,D5	; Убыток по типам при отсутствии одного СС на дежурстве
1,32/2,34.2/3,37/4,31/5,32.5
S3_	FUNCTION	P1,D5	; Затраты по типам на содержание одного резервного СС
1,21/2,24.2/3,28/4,26/5,25.5
; Сегмент постановки на дежурство СС
	GENERATE	,,,n2_
	SAVEVALUE	TipSS+,1	; Код 1 ... n2_ - признак СС1  CCn2 в X$TipSS
	ASSIGN	1,X$TipSS	; Код 1 ... n2_ - признак СС1  CCn2_ в P1
	SPLIT	(FN$KolSS+FN$KolSSRes-1)	; Число СС + резервные СС
; Сегмент имитации  дежурства СС
Met1	ENTER	P1	; Встать на дежурство СС типа, номер которого в Р1
	ASSIGN	Nach1,AC1	; Время начала дежурства
	ADVANCE	(Exponential(5672,0,FN$NarOtk))	; Имитация выхода СС из строя, номер которого в Р2
	LEAVE	P1	; Снятие с дежурства из-за выхода из строя СС типа, номер которого в Р1
	ASSIGN	3,0
Met3	ASSIGN	3+,1	; Начало цикла изменения типов СС
	TEST E	P1,P3,Met4	; Р1=Р3?
	ASSIGN	4,(P1#7)	; Р4=Р1#7 
	ASSIGN	5,(P4-2)	; Номера матриц: 5,12,19,26,33
	MSAVEVALUE *5+,Stroka,Stolbez,V$DoxDeg
;	MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez,V$DoxDeg
Met4	TEST GE	P3,n2_,Met3	; Все ли типы СС?
; Сегмент имитации работы ремонтного подразделения
	ENTER	Rem	; Занять одного мастера
	ASSIGN	Nach,AC1	; Время начала дежурства
	ADVANCE	(Exponential(5672,0,FN$SrVrRem))	; Имитация ремонта
	LEAVE	Rem	; Конец ремонта
	ASSIGN	3,0
Met5	ASSIGN	3+,1	; Начало цикла изменения типов СС
	TEST E	P1,P3,Met6	; Р1=Р3?
	ASSIGN	4,(P1#7)	; Р4=Р1#7
	ASSIGN	5,(P4-1)	; Номера матриц: 6,13,20,27,34 
	MSAVEVALUE *5+,Stroka,Stolbez,V$StoRem
;	MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez,V$StoRem
Met6	TEST GE	P3,n2_,Met5	; Все ли типы СС?
	TRANSFER	,Met1 ; Направить исправное СС на дежурство или в резерв
; Сегмент задания времени моделирования и расчета результатов
	GENERATE	VrMod
	TEST E	TG1,1,Met2
	ASSIGN	1,0
Met7	ASSIGN	1+,1	; Начало цикла изменения типов СС
	ASSIGN	2,(P1#7)	; Р2=Р1#7
	ASSIGN	9,(P2-2)	; Номера матриц: 5,12,19,26,33
	SAVEVALUEDoxDeg,((MX*9(Stroka,Stolbez))/KolProg);Доход от дежурства
	MSAVEVALUE *9,Stroka,Stolbez,X$DoxDeg
	ASSIGN	3,(P2-3)	; Номера матриц: 4,11,18,25,32
	MSAVEVALUE *3,Stroka,Stolbez,V$DoxMax; Максимально возможный доход от дежурства СС
	SAVEVALUE	DoxMax,MX*3(Stroka,Stolbez)
	ASSIGN	4,(P2-0)	; Номера матриц: 7,14,21,28,35
	MSAVEVALUE *4,Stroka,Stolbez,V$ZatrResSS	; Затраты на резервные СС
	ASSIGN	5,(P2-1)	; Номера матриц: 6,13,20,27,34
	SAVEVALUE	ZatrRem,((MX*5(Stroka,Stolbez))/KolProg)
	MSAVEVALUE *5,Stroka,Stolbez,X$ZatrRem
	ASSIGN	6,(P2-6)	; Номера матриц: 1,8,15,22,29
	MSAVEVALUE *6,Stroka,Stolbez,V$SumPrib
	ASSIGN	7,(P2-5)	; Номера матриц: 2,9,16,23,24
	MSAVEVALUE *7,Stroka,Stolbez,V$KoefPr	
	MSAVEVALUE Pribil+,Stroka,Stolbez,
MX*6(Stroka,Stolbez)	; Суммарная прибыль по СС всех типов
	ASSIGN	8,(P2-4)
	MSAVEVALUE SrKPrib+,Stroka,Stolbez,(MX*7(Stroka,Stolbez)/n2_)	; Средний коэффициент прибыли по СС всех типов
	MSAVEVALUE *8,Stroka,Stolbez,(SR*1/1000) 	
; Коэффициент использования CC
	MSAVEVALUE SrKIsp+,Stroka,Stolbez,(SR*1/(1000#n2_)) 	; Средний коэффициент использования CC всех типов 
	TEST GE	 P1,n2_,Met7	; Все ли типы СС?
	MSAVEVALUE 31,Stroka,Stolbez,(SR$Rem/1000); Коэффициент использования Rem
	SAVEVALUE	TipSS,0
Met2	TERMINATE	1
	START	1000,NP	; Вариант1: ССР2=4, мастеров=3
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,5/3,4/4,4/5,4
Stolbez		EQU	2
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант2: ССР2=5, мастеров=3
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,6/3,4/4,4/5,4
Stolbez		EQU	3
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант3: ССР2=6, мастеров=3
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,4/3,4/4,4/5,4
Stroka		EQU	2
Stolbez		EQU	1
Rem	STORAGE		4	 ; Емкость МКУ по числу мастеров-ремонтников
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант4: ССР2=4, мастеров=4
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,5/3,4/4,4/5,4
Stolbez		EQU	2
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант5: ССР2=5, мастеров=4
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,6/3,4/4,4/5,4
Stolbez	EQU	3
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант6: ССР2=6, мастеров=4
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,4/3,4/4,4/5,4
Stroka		EQU	3
Stolbez		EQU	1
Rem	STORAGE		5	 ; Емкость МКУ по числу мастеров-ремонтников
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант7: ССР2=4, мастеров=5
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,5/3,4/4,4/5,4
Stolbez		EQU	2
	CLEAR	OFF
	START	1000,NP	; Вариант8: ССР2=5, мастеров=5
KolSSres	FUNCTION	P1,D5
1,2/2,6/3,4/4,4/5,4
Stolbez		EQU	3
	CLEAR	OFF
	START	1000	; Вариант9: ССР2=6, мастеров=5

В программе, кроме методов применения матриц и функций, показывается метод изменения версий модели. Изменение версий модели производится переопределением соответствующих блоков. Переопределяться не могут только блоки GENERATE. Для переопределения блоков, описывающих ОКУ и МКУ, они должны иметь метки. В командах START, кроме последней, указывается операнд В - NP - не выводить отчёт. Однако одного переопределения блоков недостаточно. В GPSS World изменение версий модели достигается также за счет использования команды CLEAR.

В рассматриваемом примере в процессе моделирования необходимо собирать статистику по версиям модели. Нужная собранная статистика должна быть сохранена, а ненужная - сброшена.

Процесс моделирования в исходное состояние возвращает команда CLEAR. Формат записи команды:

CLEAR	[A]

Операнд А может быть ON либо OFF. По умолчанию - ON.

Команда CLEAR сбрасывает всю накопленные статистические данные, удаляет все транзакты из процесса моделирования и заполняет все блоки GENERATE первым транзактом. ОКУ и МКУ становятся доступными, устанавливаются в незанятое состояние. Содержимое всех блоков становится нулевым. Генераторы случайных чисел не сбрасываются.

Если в команде CLEAR операнд А равен OFF, то сохраняемые ячейки, матрицы и логические ключи остаются без изменений. Поэтому в модели в команде CLEAR используется операнд А, равный OFF, так как нужно сохранить результаты моделирования предыдущей версии модели.

Однако при этом нужно иметь в виду те ячейки, начальные значения которых должны быть нулевыми в новой версии модели. Необходимо предусмотреть в программе блоки приведения таких ячеек в исходное состояние. В данной модели это показано на примере сохраняемой ячейки TipSS. Если эту ячейку не привести в нулевое состояние, процесс моделирования второй версии будет остановлен по ошибке "Обращение к несуществующей памяти".

Поскольку накопленные и сохраненные в матрицах результаты моделирования нет необходимости выводить после каждого варианта, то в команде START используется операнд В, равный ON. В последней команде START операнд В не используется. Поэтому стандартный отчет выдаётся после завершения моделирования. В рассматриваемом примере - после девяти наблюдений.

Ниже показан фрагмент журнала с информацией о ходе моделирования. В первом наблюдении (первой версии модели) модельное время изменяется от 0 до 1 000 000 единиц модельного времени (1000 прогонов # 1000 часов работы моделируемой системы).

После переопределения (формирования второй версии модели) выполняется команда CLEAR и абсолютное модельное время вновь изменяется от 0 до 1 000 000 единиц модельного времени.

07/11/11 16:56:06 Model Translation Begun.
07/11/11 16:56:06 Ready.
07/11/11 16:56:06 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:56:26 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:56:26 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:56:46 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:56:46 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:57:06 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:57:06 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:57:31 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:57:31 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:57:55 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:57:55 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:58:19 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:58:19 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:58:44 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:58:44 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:59:09 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:59:09 Simulation in Progress. 
07/11/11 16:59:33 The Simulation has ended. Clock is 1000000.000000.
07/11/11 16:59:33 Reporting in Модель сеть связи 3.128.1-REPORT.

Для включения в формируемый стандартный отчет матриц необходимо при открытом объекте "Модель" выполнить команду:

Edit/Settings/Reports/Matrices/Применить/Ok

Результаты моделирования после 1000 прогонов приведены ниже. Но опять в целях сокращения приведены для СС1 первые три матрицы с абсолютной и относительной прибылью, а также с коэффициентами использования СС1.

MATRIX  RETRY     INDICES     VALUE
 PRIB1    0         1 1     411920.775
                    1 2     412047.879
                    1 3     395398.298
                    2 1     975100.990
                    2 2     973737.015
                    2 3     972026.043
                    3 1    1029846.786
                    3 2    1029847.984
                    3 3    1029916.195
 KPR1     0
                    1 1           .374
                    1 2           .374
                    1 3           .359
                    2 1           .886
                    2 2           .885
                    2 3           .883
                    3 1           .936
                    3 2           .936
                    3 3           .936
 KZEN1     0
                    1 1           .778
                    1 2           .778
                    1 3           .772
                    2 1           .976
                    2 2           .976
                    2 3           .975
                    3 1           .995
                    3 2           .995
                    3 3           .995

Интерпретация результатов моделирования

В соответствии с постановкой задачи нужно определить такое сочетание количества резервных СС и мастеров-ремонтников, при котором доход от предоставления услуг системой связи будет максимальным.

В GPSS World имеются средства для проведения оптимизационного эксперимента. Однако провести его так, чтобы он был аналогичен оптимизационному эксперименту в AnyLogic и, благодаря этому, можно было бы сравнивать результаты оптимизации, не представляется возможным. Во-первых, число факторов в GPSS World не может быть более пяти. Во-вторых, ремонтное подразделение имитируется МКУ, которое описывается командой STORAGE A. Операнд А этой команды, задающий ёмкость МКУ, должен быть только числом. Факторы же эксперимента обязательно должны быть переменными пользователя и не могут быть на месте операнда А. Отсюда нет возможности изменять в ходе эксперимента количество мастеров-ремонтников. Для изменения количества мастеров-ремонтников такая возможность есть.

Поэтому для достижения цели работы - установления адекватности результатов моделирования, эксперименты проводились в "ручном режиме". Причём, изменялось количество резервных СС только второго типа (ССР2) от 4 до 6 при изменениях количества мастеров-ремонтников от 3 до 5. Таким образом, было проведено по 9 экспериментов в каждой системе моделирования. GPSS World позволяет проводить сразу все эти девять экспериментов, для чего должен быть написан соответствующий сегмент изменения версий модели. Что и было сделано. В AnyLogic вручную изменялись соответствующие данные, после чего запускалась модель.

Результаты экспериментов представлены в Табл. 5.6. Из их сравнения следует, что они адекватны, поскольку отличия незначительны и составляют в основном 0…0,001, 0…0,002.

Что касается выбора оптимального сочетания количества резервных ССР2 и мастеров-ремонтников для условий данных экспериментов, то можно выбрать вариант 7: ССР2 = 4, мастеров-ремонтников = 5.