Модель аэропорта. Часть 1

Terminal.png Мы переходим к модели, в рамках которой будем использовать пешеходную библиотеку (Pedestrian Library). Наша задача — построить имитационную модель движения пассажиров по небольшому аэропорту. Это упрощенная, но показательная реализация, техника которой применима к более сложным проектам.

Процесс стандартный: пассажир прибывает в аэропорт, регистрируется на рейс, проходит досмотр и направляется в зону ожидания у выхода на посадку (гейта). После объявления посадки пассажиры проходят проверку билетов и направляются на борт. В последней фазе мы смоделируем распространение инфекции, но начнем с первой: создадим простую модель, в которой пассажиры прибывают и движутся к выходу.

1. Создание модели и разметка внешних стен

Создаем новую модель, называем её «Аэропорт». В палитре «Презентация» берем элемент «Изображение» и добавляем заранее заготовленный рисунок схемы терминала. Подгоняем размер презентационного окна под габариты картинки.

Теперь необходимо обозначить физические границы, чтобы агенты не выходили за рамки рисунка. Переходим в пешеходную библиотеку, выбираем объект «Стена» (Wall) и начинаем отрисовывать внешний контур аэропорта, разбивая скругления на линейные участки.

Чтобы создать плавный изгиб стены, используется инструмент «Редактировать направляющие». Рисуем прямую стену, затем через контекстное меню правой кнопкой мыши выбираем «Редактировать направляющие» и, перемещая маркеры кривизны, добиваемся идеальной округлости. Это позволяет точно обвести контур любой сложности, не прибегая к объекту «Округлая стена», который создает заполненную область (подобие колонны) и не подходит для описания границ.

2. Внутренние препятствия и целевые линии

После создания внешнего периметра отрисовываем внутренние стены и колонны, используя прямоугольные и округлые стены. Благодаря этим объектам агенты будут «знать» о препятствиях и обходить их. Если этого не сделать, они смогут проходить сквозь элементы на картинке.

Далее задаем целевые линии (Target Line) — ключевые пространственные метки для пешеходной модели:
• Entry Line (entryLine): место появления пешеходов в модели.
• Gate Line (gateLine): место назначения, при пересечении которого агенты покидают модель.

3. Базовая логика и создание агента
Описываем простейший процесс, состоящий из трех блоков из библиотеки моделирования процессов:
1. Ped Source: генерирует агентов на линии entryLine с интенсивностью 100 человек в час.
2. Ped Go To: направляет агентов к целевой линии gateLine.
3. Ped Sink: уничтожает агентов после достижения цели.

На этом этапе модель уже работает: люди появляются и идут напрямую к выходу, обходя созданные стены. Это обеспечивается встроенной молекулярной моделью движения в непрерывном пространстве.

Теперь заменим стандартные кружочки на 3D-модели людей. В пешеходной библиотеке на вкладку Main выносим элемент «Тип пешехода» (Pedestrian Type), называем его Passenger и в его свойствах выбираем 3D-анимацию в форме человека. Затем в блоке Ped Source в свойстве «Новый пешеход» указываем созданный тип Passenger.

Для отображения 3D-вида добавляем на экран элемент «3D-окно» (3D Window). При запуске модели теперь видна объемная картина. Управлять ракурсом можно прямо во время выполнения: колесико мыши отвечает за приближение/удаление, левая кнопка — за перемещение, а комбинация Alt + левая кнопка — за поворот камеры.

4. Моделирование первой зоны обслуживания: Стойки регистрации

Переходим к моделированию сервиса. Создаем первую зону обслуживания — регистрацию на рейс. Для этого используем объект «Сервис с очередями» (Service with Queues).

Нам требуется обслуживание у 5 стоек, поэтому:
1. Выносим объект на схему.
2. Перемещаем первую точку сервиса к первой стойке, а затем в свойствах устанавливаем «Количество сервисов» равным 5. Точки автоматически распределятся.
3. Свойство «Количество очередей» оставляем равным 1 — будет одна общая очередь.
4. Называем объект, например, checkInService. Тип очереди выбираем «Змейка» (Snake).
5. Теперь, выделив компонент очереди внутри объекта, с помощью опции «Добавить точку» вручную отрисовываем маршрут следования очереди к стойкам, начиная чуть левее.
6. Для визуализации добавляем пять 3D-объектов «Стол» из палитры «3D-объекты», расставляя их поверх точек сервиса.

Наконец, усложняем логику процесса. Перед блоком pedGoTo вставляем блок Ped Service. В его свойствах выбираем ссылку на созданный объект checkInService. Задаем «Время задержки» (Delay Time) равномерным (uniform(1, 4)) — это означает, что обслуживание на стойке занимает от одной до четырех минут модельного времени.

При запуске агенты сначала выстраиваются в очередь-змейку, затем распределяются по освободившимся стойкам, «обслуживаются» заданное время и только потом направляются к выходу.

Краткие итоги

В материале демонстрируется системный подход к имитационному моделированию пассажиропотоков, основанный на принципе «от геометрии к логике». Первичным и критически важным этапом является формализация физического пространства. Разработчик вручную создает невидимую инфраструктуру из стен и целевых линий, которая накладывается на графическую подложку. Ключевая мысль здесь заключается в том, что именно эти программные границы определяют допустимые области для движения, а сама картинка выполняет лишь иллюстративную роль. Освоение техники редактирования направляющих позволяет не просто копировать чертеж, а точно адаптировать цифровую среду под реальную, часто нелинейную архитектуру помещений.

После создания пространственного каркаса следует переход к наполнению модели поведением. Показано, что базовая логика навигации в среде AnyLogic реализована на молекулярном уровне и не требует от пользователя программирования правил обхода препятствий. Агенты автономно прокладывают маршрут, что является фундаментальным преимуществом, позволяющим сосредоточиться на моделировании процессов, а не на низкоуровневой механике перемещения. Визуализация через 3D-анимацию рассматривается не как косметическое дополнение, а как инструмент верификации и презентации, работа с которым требует понимания методов управления виртуальной камерой.

Кульминацией практической части становится построение зоны обслуживания. Здесь раскрывается архитектура сложных объектов библиотеки, которые являются составными сущностями, включающими в себя точки сервиса и геометрию очереди. Применение паттерна с одной очередью на несколько параллельных точек обслуживания (стойки регистрации) — это классическое решение для управления потоком, исключающее простои отдельных каналов. Важнейшим выводом является разделение графического макета сервиса и его логической модели: пространственное расположение очереди и столов настраивается вручную, а временные задержки и связь с агентом — через параметры блока Ped Service. Такой подход позволяет независимо калибровать визуальную и процессную составляющие, что критично для перехода от условной схемы к реалистичному имитационному эксперименту, например, к последующему анализу скоплений и распространения инфекций.