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:

Особенности развития и воспитания старших школьников
Старший школьный возраст — это период ранней юности, характеризующийся наступлением фи­зической и психической зрелости. Однако процесс лич­ностного формирования учащихся этого возраста проис­ходит не гладко, имеет свои противоречия и трудности, которые, несомненно, накладывают отпечаток на процесс ...

Эвристический метод
Эвристический метод обучения (от греч. эвристика - "отыскиваю", "нахожу", "открою") — частично-поисковый метод, организация поисковой, творческой деятельности на основе теории поэлементного усвоения знаний и способов деятельности. Целостная задача требует следующих уме ...

Психолого-педагогические особенности младших школьников
Границы младшего школьного возраста, совпадающие с периодом обучения в начальной школе, устанавливаются в настоящее время с 6-7 до 9—10 лет. В этот период происходит дальнейшее физическое и психофизиологическое развитие ребенка, обеспечивающее возможность систематического обучения в школе. Начало о ...