Разработка и исследование метода моделирования сложных систем с динамически изменяющимися объектами

• Автор: Каратаев, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 161 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ С ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ОБЪЕКТАМИ

1.1 .Описание модели сложной системы

1.2.0пределение характерных особенностей ССДИО

1.3.Формирование требований к методам моделирования ССДИО.

1.4.Анализ характеристик методов моделирования ССДИО

1.Сравнительный анализ методов моделирования ССДИО.

1.6.Выводы и рекомендации.

2.СИНТЕЗ КОНЦЕПЦИИ МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.1 .Описание функциональной схемы процесса моделирования.
2.2.Построение модели сложных систем на базе динамических объектов .
2.3.Формирование требований к модулям функциональной схемы
2.4.Выводы и рекомендации
3.РАЗРАБОТКА МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ С ДИНАМИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ОБЪЕКТАМИ.
3.1 .Разработка универсального динамического объекта
3.2.Формирование алгоритма взаимодействия объектов в моделях сложных систем.
3.3.Синтез динамического объекта
3.4.Ограничения, накладываемые на разрабатываемую модель
3.5.Разработка и исследование моделей ССДИО, определение версий сценариев развития ситуации
3.6.Выводы и рекомендации.
4.РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ ВЕРСИИ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ.
4.1 .Описание объекта разработки и формирование требований к
программной системе.
4.2.Формирование версий базовых компонентов программы.
4.3.Разработка программной модели универсального динамического объекта.
4.4.Разработка программного макета модели.
4.5.Исследование системы моделирования методом моделирования ССДИО
4.6.Тестироваиие программной системы.
4.7.Выводы и рекомендации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СГ1ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АК активность
БД база данных
ДО динамический объект
Ед. изм. единица измерения
ЖЦ жизненный цикл
ИС интеллектуальная система
КЛА клеточный автомат
л.г. левая граница
МДО мутации динамических объектов
МИ машинная имитация
ММКП метод моделирования коллективного поведения
ОВ одноранговые вычисления
ОС операционная система
ОЭВМ однокристальная ЭВМ
п.г. правая граница
ПК персональный компьютер
ПО программное обеспечение
ПС переменная свойства
РП рабочее поле
СО среда обитания
ССДИО сложные системы с динамически меняющимися
объектами
УАВ уровень абсолютного влияния
УДО универсальный динамический объект
УПМ управление процессом моделирования
ФД функциональное действие
ФЗ функциональная зависимость
ЭВМ электронная вычислительная машина
ЭС экспертная система.
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ


Результаты диссертации отражены в 5 печатных работах. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приводится описание модели сложной системы. Определяются характерные особенности сложных систем. Вырабатываются требования к методам моделирования. Анализируются характеристики методов моделирования. ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ синтезируется концепция метода моделирования. Предлагается функциональная схема процесса моделирования. Выявляются достоинства и недостатки разработанной модели. В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ разрабатывается метод моделирования. Дастся описание универсального динамического объекта, как основного элемента предлагаемого метода, а также его алгоритм функционирования. Приводится описание рабочего поля модели, пространства времени. Предлагается алгоритм формирования среды обитания для универсального динамического объекта. Дается алгоритм формирования динамического объекта. Рассматриваются ограничения, накладываемые на разрабатываемую модель. Приводится алгоритм моделирования. В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ разрабатывается версия программной системы, реализующей предложенный метод моделирования. Рассматриваются требования к программной системе. Описываются базовые компоненты системы, программная модель универсального объекта. Приводится алгоритм формирования исходных данных для программной системы на основе описания моделируемой системы. Рассматривается вопрос тестирования программной системы. В ПРИЛОЖЕНИЯХ приводятся копии актов внедрения, исходные тексты версии программной системы на языке программирования Ое1рЫ. В настоящий момент весьма актуальны задачи управления и прогнозирования развития таких систем как экологические, социальные, а также предприятий (энергосистемы, телефонные сети), и других им подобных сложных систем, состоящих из динамически изменяющихся объектов (ССДИО). Для дальнейшего анализа необходимо дать определение ССДИО. Сложной системой называется составной объект, части которого можно рассматривать как отдельные системы, объединенные в единое целое в соответствии с определенными принципами или связанные между собой заданными соотношениями. Ч7 - сложная система; у/, - подсистема; и- количество подсистем в сложной системе. Т- объект в модели системы; О - набор действий объекта; Р - набор параметров объекта. Набор действий объекта формирует его поведение, а множество (Д Р) - характерные особенности или текущее состояние. О - множество действий, совершаемых объектом; - текущее множество параметров объекта; Ру+1 - получаемое новое множество параметров объекта; | - индекс состояния параметров. Описанная структура сложной системы с динамически изменяющимися объектами показана на рисунке 1. В дальнейшем демонстрация наличия подобных связей графически отображаться не будет - зависимости будут отражены в математических выражениях. В сложных системах часто присутствуют объекты, взаимодействующие с окружающей средой и воздействующие на нее. Это динамические объек ты, они разнообразно взаимодействуют с друг другом и с внешней средой 2, , ]. Их поведение в большой степени определяет развитие указанных систем. Изменение условий развития системы, осуществляемое в ходе решения какой-либо задачи управления, вызывает обычно перестройку поведения динамических объектов. Это значит, что объект какой-либо рассматриваемой математической модели воздействует посредством набора своих функций на параметры, как окружающей его среды, так и других объектов. Таким образом, можно дать следующее определение динамического объекта. Определение V. Г(Р],Р),Р] г,. Р™+1 - набор параметров нового состояния /я-объекта; /)'” | - набор действий нового состояния ^-объекта; Р'- (/ = ОД) - набор параметров текущего состояния ^-объекта системы; г,- (/ = (), Действие сі0 — Действие сі0 . Действие СІ, Действие сіу » » ; | Действие с! Рис.