Методологические основы моделирования
 Скачать 2.94 Mb.
|
|
3. Общие правила моделирования исследуемых процессов На первом этапе необходимо произвести качественное описание процесса функционирования исследуемой системы связи или ее элемента. Это предусматривает четкое пошаговое разложение (декомпозицию) процесса функционирования на множество простых (элементарных) последовательно или параллельно протекающих процессов, а так же, с достаточной для достижения цели моделирования точностью, определены параметры их характеризующие. Кроме того, необходимо определить условия функционирования системы, проанализировать и классифицировать воздействующие на нее факторы, а так же определить внутренние и внешние взаимосвязи. Как показал опыт, этот этап является наиболее сложным и ответственным, так как здесь происходит, по существу, постановка задачи исследования. На втором, этапе сбора данных, производится определение (вычисление) исходных данных, необходимых для описания каждого элементарного процесса. С этой целью определяются функции плотности вероятностей времен реализации элементарных процессов, а также соответствующие им преобразования. Этап составления стохастической сети предусматривает представление анализируемого процесса в виде стохастической сети, элементами которой являются узлы (табл.1) и направленные ветви. Следует учитывать, что параметры элементарных процессов могут быть как аддитивными (время, длина пути и т.д.), так и мультипликативными (надежность). При этом, события, связанные с ветвями исходящими из любого узла должны образовывать полную группу, т.е. сумма вероятностей выбора исходящих из узла ветвей должна быть равна 1. Очевидно, что на данном этапе могут проявиться ранее допущенные погрешности и ошибки. Это может привести к необходимости коррекции постановки задачи и уточнению исходных данных. Следует отметить, что составленная стохастическая сеть справедлива только для данной, конкретной постановки задачи и цели исследований. Поэтому, часто используемый некоторыми «исследователями» прием коррекции постановки своей задачи под уже существующую, ранее разработанную модель приводит к грубым ошибкам и ложным выводам. На этапе преобразования, производится топологическое преобразование составленной стохастической сети к эквивалентной, содержащей узлы типа «Исключающее ИЛИ». Затем, с использованием приведенных выше правил стохастическая сеть укрупняется и для нее определяется эквивалентная функция. Напомним, что эквивалентная функция определяется из топологического уравнения Мейсона. Следующим этапом является определение вероятностно-временныххарактеристик стохастической сети. Выбор метода определения вероятностно-временных характеристик в основном определяется видом эквивалентной функции, назначением моделируемой системы, а также целью проводимых исследований. Если моделируемая система является системой общего назначения либо требования к точности оценки эффективности невысоки, то вполне удовлетворительные результаты можно получить при использовании метода двухмоментной аппроксимации. В противном случае необходимо использовать метод обращения. При этом наиболее часто используемым в этом методе является разложение Хевисайда для случаев простых и кратных нулей знаменателя эквивалентной функции. Данный этап завершается получением расчетных соотношений для вычисления значений функции распределения, а также среднего времени успешной передачи потоков сообщений по системе связи. На этапе оценки эффективности или качества функционирования моделируемой системы связи производится сравнение полученных на предыдущем этапе значений вероятностно-временных характеристик с требуемыми по выбранному на первом этапе критерию. Кроме того, определяются основные характеристики процесса изменения значений показателя эффективности с последующей оценкой устойчивости системы связи. При проведении расчетов по вычислению показателя устойчивости предполагают, что моделируемый процесс является гауссовским. Следует учитывать, что вычисленное по ф(43) значение дисперсии D[X(t)] учитывает обе ее составляющие: регулярную и случайную. Наличие первой составляющей обусловлено непостоянством объемов передаваемых сообщений, а второй – неопределенностью условий функционирования системы связи. Следует отметить, что при вычислении показателя устойчивости имеет смысл учитывать только случайную составляющую дисперсии D[X(t)]. Если вычисленные на этом этапе значения показателей эффективности не соответствуют требованиям, то переходят к следующему этапу - этапу анализа результатов моделирования. Методика анализа результатов моделирования тесно связана с решением задачи синтеза алгоритмов управления системой связи, имеет ряд существенных особенностей и будет приведена ниже. |