Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Принципы построения имитационной модели железнодорожной станции

Рассматривается проблема построения имитационной модели железнодорожных станций, используемой для их расчетов. Отмечаются преимуществам имитационного моделирования перед другими методами расчета сложных объектов. Обосновывается возможность построения универсальной программы автоматизированного создания имитационных моделей, пригодной для станций с любой структурой и технологией работы.

К настоящему моменту времени сложилось достаточно большое количество методов решения задач, возникающих на железнодорожном транспорте.

Можно выделить четыре критерия, которым должен удовлетворять метод расчета таких сложных систем, как железнодорожные станции:

  • хорошо отображать схему путевого развития станции, поскольку схема -качественная характеристика станции, существенно влияющая на ее количественные показатели;
  • отображать технологию работы, т.к. она может не соответствовать схеме путевого развития, а взаимодействие технологии работы и схемы путевого развития влияет на показатели работы;
  • реагировать на случайные процессы;
  • учитывать управление в системе, поскольку выбор управляющего воздействия на систему зависит от реального ее состояния в данный момент времени.

Многие сложившиеся к настоящему моменту методы расчета не учитывают или учитывают не в полной мере все вышеуказанные критерии.

В последнее время все большее распространение как метод исследования железнодорожных станций получает имитационное моделирование

Первые имитационные модели транспортных систем были предложены В.А. Персиановым и Н.С. Усковым [1]. К.К. Талем была разработана методика моделирования для расчета показателей проектных решений по развитию станций и узлов [2], которая применялась при проектировании новых станций. К имитационному методу можно отнести и ряд работ [3,4,5], в которых предлагается использовать аппарат статистического моделирования в том случае, когда для решения конкретной задачи выведенные аналитические зависимости либо отсутствуют, либо дают недопустимую погрешность. По мнению известных авторитетов в области использования математических методов Е.С. Вентцеля и Н.Н. Моисеева, отличие от имитационного моделирования здесь заключается лишь в обработке и интерпретации результатов [6]. В настоящее время в области исследования железнодорожных станций имитационное моделирование продолжает активно развиваться.

Преобладающее использование имитационного моделирования объясняется тем, что оно позволяет создавать модели на основе частично формализованных знаний. Доля знаний такого характера в области железнодорожных транспортных систем, как указывалось выше, и сейчас остается довольно значительной.

K преимуществам имитационного моделирования перед другими методами расчета можно отнести:

  • возможность наиболее полного учета взаимосвязей, действующих в системе;
  • отображение влияния внутренней структуры на характер функционирования модели;
  • возможность неявного задания целевой функции и ограничений для сложной системы.

Однако имитационное моделирование обладает и недостатками, являющимися продолжением его достоинств:

  • значительные затраты времени и труда в процессе создания модели;
  • из-за отсутствия универсальных методик и правил процесс создания каждой новой модели во многом уникален;
  • сложность решения задач оптимизации, поскольку решение, полученное при расчете на имитационной модели, всегда носит частный характер.

Несмотря на преимущества перед другими методами расчета и анализа работы железнодорожных стаций, имитационное моделирование 30

(ИМ) к настоящему моменту так и не стало основным методом расчета на практике. По мере развития характеристик используемой при ИМ вычислительной техники появилась возможность реализовать имитационные модели весьма большой сложности.

В настоящее время основным средством описания моделируемого объекта являются специализированные языки моделирования, которые по своей структуре и возможностям близки к языкам программирования.

Использование языка моделирования возлагает на пользователя практически все операции по созданию имитационной модели – от получения данных о системе до составления программы, оставляя за ЭВМ только непосредственное проведение экспериментов. Практика показывает, что именно этот момент служит основой слабого распространения ИМ как метода расчета железнодорожных стаций на практике.

Ниже, на рис.1 показан процесс создания имитационной модели.

Являясь мощным средством для создания моделей, применение языков моделирования имеет ряд недостатков:

  • по мере увеличения сложности моделируемых объектов значительно возрастают трудность и затраты времени на построение моделей (формальное описание элементов моделируемой системы и взаимодействия между ними, составление алгоритмов работы модели и т.д.) и использование их для решения практических задач ( ввод данных в компьютер, анализ результатов) ;
  • зменения, вносимые в процессе исследования, требуют обычно весьма большой работы по перестройке модели;
  • опыт построения каждой новой модели во многом уникален и слабо переносим для моделирования других объектов;
  • от пользователя требуются некоторые специальные знания по программированию, формализации требуемой задачи и пр.

Эти обстоятельства заметно сужают сферу практического применения имитационных моделей сложных систем.

На рис. 1. цифрами обозначены:

  1. - получение данных о моделируемой системе;
  2. - анализ структуры и технологии работы системы;
  3. - статистический анализ данных;
  4. - представление структуры и технологии в терминах модели;
  5. - подготовка данных;
  6. - создание алгоритмов работы системы в терминах модели;
  7. - составление программы;
  8. - проведение экспериментов (расчет составленной программы модели, формирование результатов и т.д.);
  9. - анализ результатов расчета (переход к новому варианту модели);
  10. - использование результатов.

Языки моделирования являются мощным и эффективным инструментом создания имитационных моделей для определенного круга специалистов, решающих в большей степени научные задачи. Для обычных пользователей должны разрабатываться более простые средства создания моделей и общения с компьютером. На этапах построения и программирования моделей пользователь более всего нуждается в специальных программных средствах, которые должны легко настраиваться на предметную область, соответствующую задаче моделирования, допускать применение привычных терминов и приемов ее описания. Это подчеркивает необходимость создания средств 32

автоматизации имитационного моделирования, которые бы значительно уменьшали трудоемкость и время построения модели, а также снижали требования к подготовке пользователя до уровня его чисто профессиональных знаний и общих навыков работы на компьютере.

Исследования [16, 37] показывают, что железнодорожную станцию любой конфигурации путей, технологии работы и наличие тех или иных технических устройств можно представить в виде совокупности специальных элементов с параметрами их работы, записанных в определенной последовательности. Используемые для описания станции элементы делятся на две категории -логические и бункерные. Элементы каждой категории универсальны, т.е. способны описывать структуру и технологию любой станции. Отсюда появляется возможность построения универсальной программы автоматизированного создания имитационных моделей, пригодной для станций с любой структурой и технологией работы. Учитывая вышеуказанные недостатки имитационного моделирования, к такой универсальной программе должны предъявляться следующие требования:

  • различие моделируемых станций по составу и характеру работы не должно влиять на саму программу построения модели, а учитываться в исходных данных при построении модели;
  • исходные данные пользователь может задавать, оперируя со знакомыми ему понятиями - путь, перегон, локомотив, бригада ПТО и т.д.;
  • все процедуры обработки полученных программой исходных данных (представление структуры и технологии работы станции в элементах модели, построение операций, расчет и формирование результатов) должны быть скрыты от пользователя;
  • для отображения изменений в структуре станции или технологии работы пользователю достаточно в исходных данных изменить соответствующие параметры, т.е. не требуется кропотливая работа по правке самого текста модели;
  • результаты расчета модели должны выдаваться пользователю в удобной и понятной для него форме;
  • программа должна быть достаточно «интеллектуальной», т.е. предусматривать и реагировать на ошибки, которые может допустить пользователь при задании исходных данных и работе с моделью.

Изложенные требования позволяют заключить, что универсальная программа автоматизированного построения имитационных моделей должна, по крайней мере, осуществлять следующие функции:

  • ввод исходных данных для моделирования о структуре и технологии работы станции в удобной для пользователя форме;
  • преобразование полученных исходных данных к стандартному виду (например, к терминам языка моделирования или другой форме);
  • расчет полученной модели;
  • обработку результатов расчета.

Формализованные и запрограммированные заранее алгоритмы, выполняющие эти функции, избавят пользователя от достаточно трудоемкой и зачастую несвойственной ему задачи - описания станции на языке моделирования. Возможность быстрого внесения изменений в состав модели способно значительно увеличить оперативность получения результатов и использования их на практике. Если учесть, что модель, например, крупной сортировочной станции содержит порядка 600 элементов и составляет порядка 30000 строк текста, эти обстоятельства способны значительно расширить круг лиц, использующих имитационное моделирование в практической работе. Автоматизация всех процедур, необходимых для построения модели, расчета и формирования результатов, помноженная на возможности современной вычислительной техники, способно значительно увеличить оперативность имитационного моделирования как метода расчета станций.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Персианов В.А., Усков Н.С. Системо-технологические расчеты транспортных устройств методом моделирования.// Труды СоюздорНИИ, Вып.36, 1978. - 88 с.
  2. Руководство по расчету станций методом моделирования на БЭСМ-4. -М.: ЦНИИС, 1975.-180 с.
  3. Аккоф Р., Сасиени М. Основы исследования операций. - М.: Мир, 1971. - 354 с.
  4. Дятлов Н.В. Статистическая модель базовой системы обслуживания участковой станции.// Сб.научн.тр./Вопросы эксплуатации и экономики железных дорог./ М.: МИИТ, 1987. - С. 19-28.
  5. Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. - М.: Статистика, 1989. - 184 с.
  6. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1991. - 488с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.