Получение результатов наблюдений при моделировании

На практике при получении результатов наблюдений при моделировании необходимо иметь в виду два следующих соображения:

затраты на моделирование могут существенно зависеть от продолжительности прогонов модели;

выборочную ошибку можно уменьшить за счет использования улучшенных методов получения выборок, направленных на уменьшение статистической ошибки.

Вполне естественно, что нельзя получить что-то из ничего. Как будет показано ниже, продолжительность прогонов модели можно уменьшать, либо получая выборки в переходном состоянии системы, либо достигая устойчивого состояния, но жертвуя при этом некоррелированностью результатов наблюдений. Полезны методы уменьшения выборочной ошибки, называемые методами уменьшения дисперсии, однако их реализация при построении имитационной модели связана с рядом трудностей. Оба положения будут обсуждены ниже.

Рассмотрим два метода получения наблюдений: 1)метод повторения, 2)метод подынтервалов. Имеются и другие методы, однако эти два, по-видимому, наиболее подходят для практических приложений.

В любом методе получения результатов наблюдений важную роль играет начальный период, во время которого модель переходит в стационарный режим. Естественно, что этот период зависит от типа имитационных моделей и начальных условий. Однако существуют методы, позволяющие определять с точностью до систематической ошибки, можно или нельзя достичь стационарного состояния. Эти методы получили название прерывающих процедур, поскольку в них фиксируется продолжительность начального периода моделирования, который прерывается раньше, чем начинается получение результатов наблюдений.

Метод повторения

При использовании этого метода каждое наблюдение получается при помощи отдельного прогона модели, причем все прогоны начинаются при одних и тех же начальных условиях, но используются различные последовательности случайных чисел. Преимуществом этого метода является статистическая независимость получаемых результатов наблюдений – основное предположение, необходимое для использования любого статистического теста. Недостаток состоит в том, что наблюдения могут оказаться сильно смещенными под влиянием начальных условий (переходное состояние). Как уже отмечалось выше, мы не можем преодолеть этот недостаток за счет длительных прогонов, поскольку имеются ограничения на продолжительность использования ПЭВМ.

Пусть представляют собой наблюдений некоторой характеристики системы, получаемых при помощи метода повторения. Тогда лучшая оценка операционной характеристики задается как среднее

и -й доверительный интервал для точного значения

среднего вычисляется как

,

и есть -статистика с степенями свободы.

Метод подынтервалов

Метод подынтервалов направлен на уменьшение влияния переходных условий, которому подвержен метод повторения. Метод основан на разбиении каждого прогона модели на равные промежутки времени. Начало каждого интервала совпадает с началом записи информации о новом наблюдении.

Рис. 3.1 Графическая интерпретация метода подынтервалов

Преимущество этого метода состоит в том, что со временем влияние переходных условий уменьшается и, таким образом, наблюдения все лучше отражают реальные условия.

Актуально о образовании:

Развитие исследовательской активности учащихся при изучении стохастики
Международный мониторинг качества математического образования показал высокий уровень математических знаний и умений российских школьников, но выявил невысокий уровень умений применять полученные в школе математические знания и умения в жизненных ситуациях. В современной школе приоритетными стали ц ...

Нравственные отношения учителя и учеников в педагогической этике
В педагогической этике рассматриваются нравственные отношения учителя с учащимися. Субъектом нравственных отношений в педагогической среде является учитель. Будучи основным звеном в учебно-воспитательном процессе, он осуществляет самое широкое взаимодействие с учащимися, их родителями. Поэтому он я ...

Технология обработки разных материалов на занятиях по художественному труду
Вязание как отрасль декоративно-прикладного искусства. Вязание на спицах – одна из областей традиционного народного искусства, которая исторически приобрела промысловое значение и развивается в наши дни. Это несложный и очень увлекательный вид рукоделия. До нас дошли экземпляры вещей, связанных в I ...