Технология моделирования в системе GPSS World Student Version
ART 970356
Авторы:
А.
С. Замоткина, В.
Н. Изотов
А.
С. Замоткина, В.
Н. Изотов Библиографическое описание статьи для цитирования:
Замоткина
А.
С.,
Изотов
В.
Н. Технология моделирования в системе GPSS World Student Version // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2017. – Т. 39. – С.
146–150. – URL:
http://e-koncept.ru/2017/970356.htm.
Аннотация. В статье рассмотрена технология моделирования с использованием GPSS World Student Version. Подробно изложены этапы технологии на примере типовой модели работы метрополитена. Приведена схема модели. Проанализированы полученные результаты моделирования.
Похожие статьи
Текст статьи
Изотов Виктор Николаевич,доктор технических наук, профессор кафедры экономики и менеджмента Тульского филиала Российской академии народного хозяйства и государственной службе при президенте Российской Федерации,г. Тула
Замоткина Анастасия Сергеевна,студентка кафедры экономики и менеджмента Тульского филиала Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, г. Тула
n.zamotkina@yandex.ru
Технология моделирования в системе GPSSWorldStudentVersion
Аннотация. В статье рассмотрена технологиямоделированияс использованием GPSSWorldStudentVersion.Подробно изложены этапы технологии на примере типовой модели работы метрополитена. Приведена схема модели. Проанализированыполученные результаты моделирования. Ключевые слова:технология моделирования, имитационное моделирование, экономические процессы.
Для изученияматематических методов в экономики широкое распространение получила система имитационного моделирования GPSS. Последняя версия GPSSWorldStudentVersionсвободна распространенная в сети интернет.
Технология моделирования экономических процессов в новой системе GPSSWorldпоказана на типовом примере [1, с.130]
Описание моделируемого процесса
Пассажиры ожидаю прихода поезда на станциюметро.После прибытия, осуществляетсяпосадка. Поезд уезжает сразу после окончания времени посадки. Посадкапоездарассматривается только в одном направлении, а поездка пассажира в поезде не рассматриваетсяв моделируемомпроцессе.
Схема модели
Параметры модели
ПараметрСреднее значениеИнтервал прихода пассажиров2секундыИнтервал прихода поездов1,5 минутыВремя стоянки поезда30 секунд
ОписаниемоделиГенератор (блок 1)создает транзакты,имитирующиепассажировприходящих на станциюметро. Интервал генерации распределен по экспоненциальному закону по теореме о суперпозиции потоков событий. Очередь PASS (блок 4) имитирует перрон. Ключ (блок 5) имитирует двери поезда.В случае,когдаон открыт (поезд стоит на платформе), транзакты переходят в терминатор 1,а пассажиры входят в вагон. Но если ключ закрыт, то поезда нет,транзакты остаются в очередиPASS (пассажиры ожидают поезда).В модели производитсяначальное закрытие ключа (блок 3),в момент прихода первого транзактапассажира в очередь. Главный принцип работы представленноймодели, заключается в следующем черезопределенные промежутки времени ключ замыкается (блок 8) иразмыкается (блок 12) по прошествии, заданного времени (блок 10). Цепочка блоков 7 14 имитирует таймер, подающий сигналоткрытия и закрытия ключа. Роль сигнала выполняют 8и 12 блоки. В описанноймоделиинтервалом генерации (блок 7) является интервал прибытияпоездов (90 секунд). А время задержки транзактав блоке 10 METR
это время стоянки поезда (30 секунд).Время описано, как точная величина.Поезда в модели отправляются и приходят строго по расписанию, без отклонений. Команда открытия ключа производитсяпосле выхода транзакта из блока 7. Данноесобытие соответствуетвремени приходапоезда.Команда закрытия ключа производитсяпосле освобождения очереди пассажиров PASS.Это событие так же соответствует окончанию посадки и отправлению поезда. Текстпрограммымодели* ModelMetroEXPOFUNCTIONRN1,C24 0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38/.8,1.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7.0/.9997,8.0/* Potok Passagirov 1GENERATE2,FN$EXPO2TEST EQC$PASS,0,MET1
3LOGIC RKLUCH; Kluch=0
4 MET1QUEUEPASS
5TEST ELS$KLUCH,1; Kluch=1 6TERMINATE * Potok Metro7GENERATE908LOGIC SKLUCH; Kluch=1
9SEIZEMETRO
10ADVANCE3011DEPARTPASS,Q$PASS 12LOGIC RKLUCH; Kluch=013RELEASEMETRO
14TERMINATE *Timer 2880 sec
15GENERATE2880
16TERMINATE1
Ниже приведены пояснения к блокам программы модели,полное описание которых даны в [2].FUNCTION RN1,C24Задает таблицу закона распределения случайной величины.RN1независимая переменная функции.Cтип точек.24число точек;GENERATE2,FN$EXPOЯвляется источником потока сообщений в модели.2 –время, которое определяетинтервал между моментами генерации сообщений блоком GENERATE.FN$EXPO –модификатор (функция);TEST E QC$PASS,0,MET1 Не вносит никаких изменений всообщения; определяет номер следующего блока для вошедшего в него сообщения в зависимости от того, выполняет требуемое условие или нет.Eотношение истинное, если значения обоих аргументов равны.QC$PASSсравниваемые величины;LOGIC R KLUCH; Kluch=0 Модификация логического ключа.Rлогический ключ устанавливается в состоянии выключен;QUEUEPASS Увеличивает длину очереди;TEST E LS$KLUCH,1; Kluch=1 Не вносит никаких изменений в сообщения; задаетномер следующего блока.Eотношение истинное, если значения обоих аргументов равны.LS$KLUCH сравниваемые величины;TERMINATEУдаляет из модели входящие сообщения.GENERATE90Является источником потока сообщений в модели. 90 интервал прихода поездов;LOGICSKLUCH ; Kluch=1 Модификация логического ключа.Sлогический ключ устанавливается в состоянии включен;SEIZEMETRO Занятие местаили ожидание его освобождения для последующего занятия;ADVANCE 30
На заданный период времени, задерживает продвижение сообщений. 30 –среднее время пребывания сообщения в блоке ADVANCE;DEPARTPASS,Q$PASSСлужит для уменьшения длины очереди;LOGICRKLUCH ; Kluch=0Модификация логического ключа.Rлогический ключ устанавливается в состоянии выключен;RELEASEMETRO Освобождение сообщениемустройства;TERMINATE Удаление сообщений;GENERATE2880 Является источником потока сообщений в модели;TERMINATE конецпрограммы.
Результатымоделирования
GPSS World Simulation Report Untitled Model 1.1.1
Tuesday, October 18, 2016 10:20:18
START TIMEEND TIME BLOCKSFACILITIES STORAGES
0.0002880.0001610
NAMEVALUE
EXPO10000.000
KLUCH10002.000
MET14.000
METRO10003.000
PASS10001.000LABELLOC BLOCK TYPEENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1GENERATE146600
2TEST146600
3LOGIC100MET14QUEUE1466220
5TEST144400
6TERMINATE144400
7GENERATE3200
8LOGIC3200
9SEIZE3200
10ADVANCE3210
11DEPART3100
12LOGIC3100
13RELEASE3100
14TERMINATE3100
15GENERATE10016TERMINATE100FACILITYENTRIES UTIL.AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
METRO320.32329.063 114630000QUEUEMAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIMEAVE.(0) RETRY
PASS58221466144423.03645.2543015.5810LOGICSWITCHVALUERETRY
KLUCH122CEC XNPRIM1ASSEM CURRENT NEXT PARAMETERVALUE
147802822.259147845
147902823.164147945
148002828.599148045
148102829.621148145
148202831.027148245
148302840.714148345
148402843.088148445
148502849.181148545
148602851.365148645
148702854.485148745
148802857.343148845
148902857.727148945
149002860.565149045
149102861.012149145
149202862.616149245
149302870.003149345
149402870.485149445
149502871.027149545
149602871.190149645
149702872.520149745
149802872.679149845
149902879.648149945FEC XNPRIBDTASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE150002882.353150001
146302910.00014631011
150102970.000150107
150205760.0001502015
Анализ результатов показывает, что максимальное число пассажиров, ожидающих прихода поезда, в течение времени моделирования составило 58 человек (в таблице QUEUE значение MAX = 58). При этом среднее время ожидания поезда одним пассажиромполучилось около 45 секунд (AVE.TIME = 45.254). В целом за 8 часов (2880 секунд) было перевезено 1444пассажир (по количеству входов в блок 6), прибытие поездов моделировалось 32 раза (количество входов в блок 7). Последний поезд к концу моделирования остался задержанным в блоке 10.В связи с полученными данными, можно сделать вывод о том, что системаGPSSWorldStudentVersion,представляет собой комплексный моделирующий инструмент, который охватывает областикак дискретного, так и непрерывного компьютерного моделирования и обладает высокимуровнем интерактивности и визуального представления информации.Использование GPSS WorldStudentVersionдает возможностьпользователюоценить эффект конструкторских решений в сложных системах реального мира.GPSSWorldStudentVersionсохранил все преимущества своего предшественника GPSS/PC.
Ссылки на источники1.Изотов, В.Н Применение интернет для решениязадач экономики и управления [Текст]:учебное пособие/В.Н.Изотов. –Тула: ТППО,2016.196 с.2.Изотов, В.Н Моделирование процессов в социальноэкономических системах [Текст]: учебное пособие / В.Н. Изотов.–Орел:ОРАГС, 2008. –314 с.
Замоткина Анастасия Сергеевна,студентка кафедры экономики и менеджмента Тульского филиала Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, г. Тула
n.zamotkina@yandex.ru
Технология моделирования в системе GPSSWorldStudentVersion
Аннотация. В статье рассмотрена технологиямоделированияс использованием GPSSWorldStudentVersion.Подробно изложены этапы технологии на примере типовой модели работы метрополитена. Приведена схема модели. Проанализированыполученные результаты моделирования. Ключевые слова:технология моделирования, имитационное моделирование, экономические процессы.
Для изученияматематических методов в экономики широкое распространение получила система имитационного моделирования GPSS. Последняя версия GPSSWorldStudentVersionсвободна распространенная в сети интернет.
Технология моделирования экономических процессов в новой системе GPSSWorldпоказана на типовом примере [1, с.130]
Описание моделируемого процесса
Пассажиры ожидаю прихода поезда на станциюметро.После прибытия, осуществляетсяпосадка. Поезд уезжает сразу после окончания времени посадки. Посадкапоездарассматривается только в одном направлении, а поездка пассажира в поезде не рассматриваетсяв моделируемомпроцессе.
Схема модели
Параметры модели
ПараметрСреднее значениеИнтервал прихода пассажиров2секундыИнтервал прихода поездов1,5 минутыВремя стоянки поезда30 секунд
ОписаниемоделиГенератор (блок 1)создает транзакты,имитирующиепассажировприходящих на станциюметро. Интервал генерации распределен по экспоненциальному закону по теореме о суперпозиции потоков событий. Очередь PASS (блок 4) имитирует перрон. Ключ (блок 5) имитирует двери поезда.В случае,когдаон открыт (поезд стоит на платформе), транзакты переходят в терминатор 1,а пассажиры входят в вагон. Но если ключ закрыт, то поезда нет,транзакты остаются в очередиPASS (пассажиры ожидают поезда).В модели производитсяначальное закрытие ключа (блок 3),в момент прихода первого транзактапассажира в очередь. Главный принцип работы представленноймодели, заключается в следующем черезопределенные промежутки времени ключ замыкается (блок 8) иразмыкается (блок 12) по прошествии, заданного времени (блок 10). Цепочка блоков 7 14 имитирует таймер, подающий сигналоткрытия и закрытия ключа. Роль сигнала выполняют 8и 12 блоки. В описанноймоделиинтервалом генерации (блок 7) является интервал прибытияпоездов (90 секунд). А время задержки транзактав блоке 10 METR
это время стоянки поезда (30 секунд).Время описано, как точная величина.Поезда в модели отправляются и приходят строго по расписанию, без отклонений. Команда открытия ключа производитсяпосле выхода транзакта из блока 7. Данноесобытие соответствуетвремени приходапоезда.Команда закрытия ключа производитсяпосле освобождения очереди пассажиров PASS.Это событие так же соответствует окончанию посадки и отправлению поезда. Текстпрограммымодели* ModelMetroEXPOFUNCTIONRN1,C24 0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38/.8,1.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7.0/.9997,8.0/* Potok Passagirov 1GENERATE2,FN$EXPO2TEST EQC$PASS,0,MET1
3LOGIC RKLUCH; Kluch=0
4 MET1QUEUEPASS
5TEST ELS$KLUCH,1; Kluch=1 6TERMINATE * Potok Metro7GENERATE908LOGIC SKLUCH; Kluch=1
9SEIZEMETRO
10ADVANCE3011DEPARTPASS,Q$PASS 12LOGIC RKLUCH; Kluch=013RELEASEMETRO
14TERMINATE *Timer 2880 sec
15GENERATE2880
16TERMINATE1
Ниже приведены пояснения к блокам программы модели,полное описание которых даны в [2].FUNCTION RN1,C24Задает таблицу закона распределения случайной величины.RN1независимая переменная функции.Cтип точек.24число точек;GENERATE2,FN$EXPOЯвляется источником потока сообщений в модели.2 –время, которое определяетинтервал между моментами генерации сообщений блоком GENERATE.FN$EXPO –модификатор (функция);TEST E QC$PASS,0,MET1 Не вносит никаких изменений всообщения; определяет номер следующего блока для вошедшего в него сообщения в зависимости от того, выполняет требуемое условие или нет.Eотношение истинное, если значения обоих аргументов равны.QC$PASSсравниваемые величины;LOGIC R KLUCH; Kluch=0 Модификация логического ключа.Rлогический ключ устанавливается в состоянии выключен;QUEUEPASS Увеличивает длину очереди;TEST E LS$KLUCH,1; Kluch=1 Не вносит никаких изменений в сообщения; задаетномер следующего блока.Eотношение истинное, если значения обоих аргументов равны.LS$KLUCH сравниваемые величины;TERMINATEУдаляет из модели входящие сообщения.GENERATE90Является источником потока сообщений в модели. 90 интервал прихода поездов;LOGICSKLUCH ; Kluch=1 Модификация логического ключа.Sлогический ключ устанавливается в состоянии включен;SEIZEMETRO Занятие местаили ожидание его освобождения для последующего занятия;ADVANCE 30
На заданный период времени, задерживает продвижение сообщений. 30 –среднее время пребывания сообщения в блоке ADVANCE;DEPARTPASS,Q$PASSСлужит для уменьшения длины очереди;LOGICRKLUCH ; Kluch=0Модификация логического ключа.Rлогический ключ устанавливается в состоянии выключен;RELEASEMETRO Освобождение сообщениемустройства;TERMINATE Удаление сообщений;GENERATE2880 Является источником потока сообщений в модели;TERMINATE конецпрограммы.
Результатымоделирования
GPSS World Simulation Report Untitled Model 1.1.1
Tuesday, October 18, 2016 10:20:18
START TIMEEND TIME BLOCKSFACILITIES STORAGES
0.0002880.0001610
NAMEVALUE
EXPO10000.000
KLUCH10002.000
MET14.000
METRO10003.000
PASS10001.000LABELLOC BLOCK TYPEENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY
1GENERATE146600
2TEST146600
3LOGIC100MET14QUEUE1466220
5TEST144400
6TERMINATE144400
7GENERATE3200
8LOGIC3200
9SEIZE3200
10ADVANCE3210
11DEPART3100
12LOGIC3100
13RELEASE3100
14TERMINATE3100
15GENERATE10016TERMINATE100FACILITYENTRIES UTIL.AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY
METRO320.32329.063 114630000QUEUEMAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIMEAVE.(0) RETRY
PASS58221466144423.03645.2543015.5810LOGICSWITCHVALUERETRY
KLUCH122CEC XNPRIM1ASSEM CURRENT NEXT PARAMETERVALUE
147802822.259147845
147902823.164147945
148002828.599148045
148102829.621148145
148202831.027148245
148302840.714148345
148402843.088148445
148502849.181148545
148602851.365148645
148702854.485148745
148802857.343148845
148902857.727148945
149002860.565149045
149102861.012149145
149202862.616149245
149302870.003149345
149402870.485149445
149502871.027149545
149602871.190149645
149702872.520149745
149802872.679149845
149902879.648149945FEC XNPRIBDTASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE150002882.353150001
146302910.00014631011
150102970.000150107
150205760.0001502015
Анализ результатов показывает, что максимальное число пассажиров, ожидающих прихода поезда, в течение времени моделирования составило 58 человек (в таблице QUEUE значение MAX = 58). При этом среднее время ожидания поезда одним пассажиромполучилось около 45 секунд (AVE.TIME = 45.254). В целом за 8 часов (2880 секунд) было перевезено 1444пассажир (по количеству входов в блок 6), прибытие поездов моделировалось 32 раза (количество входов в блок 7). Последний поезд к концу моделирования остался задержанным в блоке 10.В связи с полученными данными, можно сделать вывод о том, что системаGPSSWorldStudentVersion,представляет собой комплексный моделирующий инструмент, который охватывает областикак дискретного, так и непрерывного компьютерного моделирования и обладает высокимуровнем интерактивности и визуального представления информации.Использование GPSS WorldStudentVersionдает возможностьпользователюоценить эффект конструкторских решений в сложных системах реального мира.GPSSWorldStudentVersionсохранил все преимущества своего предшественника GPSS/PC.
Ссылки на источники1.Изотов, В.Н Применение интернет для решениязадач экономики и управления [Текст]:учебное пособие/В.Н.Изотов. –Тула: ТППО,2016.196 с.2.Изотов, В.Н Моделирование процессов в социальноэкономических системах [Текст]: учебное пособие / В.Н. Изотов.–Орел:ОРАГС, 2008. –314 с.
