Получение результатов наблюдений при моделировании

Изложив приемы построения и эксплуатации имитационных моделей, рассмотрим теперь важный вопрос, касающийся получения результатов наблюдений при моделировании. Поскольку моделирование представляет собой эксперимент, получаемые результаты наблюдения должны быть статистически независимы и одинаково распределены, с тем, чтобы была обеспечена возможность правильной статистической интерпретации моделируемой системы.

В любом физическом эксперименте оценка результата обычно основывается на среднем значении независимых наблюдений. Величина выбирается таким образом, чтобы был гарантирован определенный доверительный уровень. При моделировании оценка операционной характеристики системы также должна основываться на наблюдениях. Тем не менее, получение результатов независимых наблюдений при моделировании намного сложнее, чем при обычном лабораторном эксперименте. Мы уже видели в примере применения метода Монте-Карло, что первоначально результаты моделирования имеют неустойчивый характер (переходное состояние), а устойчивость (стационарность) обычно достигается при достаточно продолжительном прогоне модели. Таким образом, следует не начинать наблюдения слишком рано, поскольку полученные при этом данные характеризуются значительным разбросом и поэтому не могут давать представление о подлинном поведении системы. Для нас представляет интерес в основном получение результатов наблюдении после того, как достигнуто стационарное состояние, так как в этом случае выборочная ошибка (измеряемая средним квадратичным отклонением) уменьшается, и, следовательно, результаты становятся более точными.

При дискретном моделировании достижение стационарного состояния зависит от начальных условий системы, а также от параметров системы. Например, в однофазной модели моделирование может начинаться (в момент ) при отсутствии клиентов в системе или же при непустой очереди. Эти два начальных условия влияют на продолжительность прогона модели, необходимого для достижения стационарного состояния. Что касается характеристик системы, то в одной и той же модели относительные значения интенсивности поступления требований на обслуживание и скорости обслуживания непосредственно сказываются на продолжительности моделирования, необходимого для достижения стационарного состояния. Чем меньше отношение интенсивности поступления требований к скорости обслуживания, тем быстрее модель достигнет стационарного режима.

Поскольку основная цель состоит в получении результатов наблюдений с возможно меньшей ошибкой, этого можно достичь с помощью:

1) очень длительных прогонов модели, позволяющих увеличить вероятность достижения стационарного состояния;

2) повторения прогонов модели с различными последовательностями случайных чисел, каждый из которых дает одно наблюдение. Использование различных последовательностей случайных чисел приводит к желаемой независимости получаемых результатов наблюдений. Выборочная ошибка уменьшается, если результаты наблюдения получены в стационарных условиях, но ее можно сделать еще меньше, взяв среднее этих наблюдений, поскольку среднее квадратичное отклонение среднего наблюдений составляет среднего квадратичного отклонения отдельных наблюдений.

Несмотря на то, что описанная выше процедура дает небольшую выборочную ошибку, следует обратить внимание на усилия, необходимые для получения результатов наблюдений. Другими словами, хотя уменьшение выборочной ошибки важно, нельзя добиваться этой цели любой ценой. Очевидно, что очень продолжительные прогоны модели, осуществляемые для преодоления переходного состояния, неэкономичны, поскольку они требуют больших затрат машинного времени.

Актуально о образовании:

Работа над содержательной стороной письменной речи
Поговорим об обучении учащихся языковой догадке. Как известно, развитие умения учащихся догадаться о значении незнакомого слова является важным условием их успеха в овладений умением читать. Самый легкий вид языковой догадки - узнавание и понимание английских и французских слов, звучание и значение ...

Связь и различие эстетического и художественного воспитания и образования
Для отечественной педагогической мысли характерна постановка проблемы формирования и развития эстетического потенциала личности. Уже в 1890 году русский педагог В.П.Острогорский в "Письмах об эстетическом воспитании" обращал, внимание на то, что в школе необходимо не только формально разв ...

Образовательная реформа Александра II
Среди реформ, осуществленных в либеральную александровскую эпоху, значительное место занимает перестройка российского образования. В 1864 году было принято "Положение о начальных училищах", утвердившее общедоступность и внесословность начального образования. Наряду с государственными школ ...