Результаты имитационного моделирования

Описание и реализация имитационной модели

Создаем имитационную модель на основании шаблона «Дискретно-событийное моделирование» (рис. 16).

Рисунок 16. Шаблон «Дискретно-событийное моделирование».

В данном модуле имитационного моделирования элементов транспортной инфраструктуры автомашины прибывают с четырех начальных состояний, поэтому и описывать будем четыре разных элемента (рис. 17−20).

Рисунок 17. Разработанная имитационная модель для первого элемента (как есть).

Рисунок 18. Разработанная имитационная модель для второго элемента (как есть).

Рисунок 19. Разработанная имитационная модель для третьего элемента (как есть).

Рисунок 20. Разработанная имитационная модель для четвертого элемента (как есть) Для движения автомобилей был нарисован перекресток (рис. 21).

Рисунок 21. Перекресток Автомобили едут по перекрестку по правилам светофора. Для этого был использовав стейтчарт (рис. 22).

Рисунок 22. Стейтчарт светофора Диаграммы состояний (или стейтчарты) позволяют визуально представить поведение объекта во времени под воздействием событий или условий, они состоят из графического изображения состояний и переходов между ними.

В данной модели была использована библиотека дорожного движения. Библиотека Дорожного движения позволяет моделировать и визуализировать движение потоков машин. Библиотека поддерживает детализированное, но в то же время высоко эффективное моделирование движения машин на физическом уровне. С ее помощью можно промоделировать как движение машин на автомагистрали, так и уличный трафик машин, транспортировку на производстве, парковки и любые другие системы с машинами, дорогами и дорожными полосами. С помощью этой библиотеки можно моделировать и крупномасштабные системы дорожного трафика, поскольку какие-то части системы можно будет задать на более высоком уровне абстракции с помощью системной динамики или дискретно-событийного подхода моделирования, что потребует куда меньших затрат на вычисления.

В данной работе использовались следующие объекты:

1) CarSource (рис. 23) — создает машины, помещает их на одну из дорог и вставляет заявку типа Car в диаграмму процесса, задающую автотрафик. «Времена прибытий» машин, т.e. времена возникновения машин в модели, задаются аналогично временам появления заявок в объекте Source Основной библиотеки — согласно заданной интенсивности, либо с помощью расписания прибытий или расписания интенсивностей, либо же путем задания времен между прибытиями. Кроме того, есть «ручной режим» создания, при котором объект CarSource будет создавать машины только в моменты вызова его функции inject ().

Рисунок 23. CarSource.

2) SelectOutput (рис. 24) — объект направляет входящие заявки в один из двух выходных портов в зависимости от выполнения заданного (детерминистического или заданного с помощью вероятностей) условия. Условие может зависеть как от заявки, так и от каких-то внешних факторов. Поступившая заявка покидает объект SelectOutput в тот же момент времени.

SelectOutput5 (рис. 25) — объект направляет входящие заявки в один из пяти выходных портов в зависимости от выполнения заданных (детерминистических или заданных с помощью вероятностей) условий.

Рисунок 24. SelectOutput.

Рисунок 25. SelectOutput5.

3) CarMoveTo (рис. 26) — объект, который управляет движением машины. Для каждой машины-заявки объект CarMoveTo высчитывает маршрут от текущего местоположения машины до заданной точки назначения и направляет машину по этому маршруту. При достижении машиной точки назначения, она может как остановиться, так и продолжить движение без заданного маршрута.

Рисунок 26. CarMoveTo.

5)Queue (рис. 27) — объект моделирует очередь заявок, ожидающих приема объектами, следующими за данным в потоковой диаграмме, или же хранилище заявок общего назначения. При необходимости можно задать максимальное время ожидания заявки в очереди. Также можно программно извлекать заявки из любых позиций в очереди.

Рисунок 27. Queue.

6) Hold (рис. 28) — блокирует/разблокировывает поток заявок на определенном участке блок-схемы. Объект Hold используется, например, когда объект может принимать заявки, но в данный момент не нежно продолжать их обработку или когда нужно заблокировать поступление заявок только от какого-то определенного объекта, в то же время принимая заявки, приходящие с выходных портов других объектов.

Рисунок 28. Hold.

CarDispose (рис. 29) — удаляет машины из модели.

Рисунок 29. CarDispose.

8) RoadNetwork (рис. 30) — объект задает сеть дорог, основываясь на нарисованной пользователем графике, проверяет правильность сети и отображает сеть дорог на анимации во время выполнения модели. Этот объект должен присутствовать в любой модели дорожного трафика. В модели может быть несколько независимых (не соединенных) сетей дорог — в этом случае должно быть несколько объектов RoadNetwork — по одному на каждую сеть.

Рисунок 30. RoadNetwork.

• 9) View area (область просмотра). С помощью этого элемента можено выделить на диаграмме активного объекта некоторые области, содержащие логически обособленные группы элементов или участки диаграммы.
• 10) Сamera (рис. 31). Камера используется для определения того, какой именно участок презентации будет отображаться в окне трехмерной анимации. Она как бы «снимает» то, что «показывает» окно трехмерной анимации (3D окно)

Рисунок 31. Сamera.

11) Slider (бегунок) (рис. 32). Элемент управления, позволяющий пользователю графически выбирать число из заданного диапазона значений путем перетаскивания рукоятки.

Рисунок 32. Slider.

12) Сhart (рис. 33). График отображает зависимость Y-составляющих значений набора данных от соответствующих им X-составляющих.

Рисунок 33. Chart.

13) Параметры. Параметры обычно используются для задания статических характеристик агента.

Большинство объектов в AnyLogic соединены «соединителем». Соединитель — это линия, соединяющая два порта или две переменные. Соединение двух портов означает, что между этими портами могут посылаться сообщения. Соединение переменных означает, что эти переменные будут иметь одно и то же значение в любой момент времени (изменения одной переменной будут немедленно приводить к изменениям другой, объявленной как внешняя).

Для каждого объекта движения автомобилей построены графики. (рис. 34).

Рисунок 34. Графика движения автомобилей.

Полученную имитационную модель можно просматривать в двух режимах: 2D (рис. 35) и 3D (рис. 36).

Рисунок 35. 2D режим модели.

Рисунок 36. 3D режим модели На рис. 37 расположено изображение движения автомобилей по вертикали в виде элементов AnyLogic.

Рисунок 37. Движение автомобилей по вертикали На рис. 38 расположено изображение движения автомобилей по горизонали в виде элементов AnyLogic.

Рисунок 38. Движение автомобилей по горизонтали.