Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №3.

Организация имитационного моделирования промышленно-природных комплексов При разработке ССМ сделано предположение о том, что программные модули и функции, имитирующие процессы КМПО, построены согласно принципам теории пространства состояний [6], т. е. задание значений векторов состояния и входных переменных (управлений) для каждого из s моментов времени tv ::= ti - hv (v ::= 0 ,5 , h > 0 — шаг дискретности модели процесса во времени) назад от текущего значения локального времени данного процесса ti обеспечивает вычисление значения вектора выходных переменных на этот момент времени. s ::= 0 означает безынерционную модель процесса. Для повышения общности допускается вводить управления на меньшем количестве шагов, чем s , формат описания динамики процессов КМПО совпадает с разностным уравнением состояния общего вида [7]: Xk+i = X k- i’ - X k- ,; U k+i’ U k, - U k- q+1l 0 < q < 5 (1) У к +1 = Xk+ l) , где x, y с 1ist_out(p;), причем x u y = li s ^ o u tp ) , x n y = 0 — векторы (множества) элементов состояния и выходных переменных процесса р г; u с 1ist_in(p;) — множество управляющих переменных; к — индекс момента дискретного времени; 1ist_in(p;) и 1ist_out(p;) — списки входных и выходных переменных процесса p t соответственно. Согласно (1), в алгоритмические спецификации (далее такие спецификации элементов КМПО названы фреймами) процессов КМПО при описании исполнителей процессов пользователем вводятся величины s, q и h, упомянутые выше, а также признак типа аппроксимации, используемой для вычисления значений выходных переменных в промежуточные моменты времени. Для синхронизации изменений выходных переменных каждого процесса все они аппроксимируются однотипно. В исследовательской версии ССМ допускается аппроксимация сплайнами до 5-го порядка. Кроме того, перед началом имитационного режима во фреймы процессов заносятся приоритеты процессов (см. ниже), используемые для разрешения конфликтов при проведении имитации, а в ходе самой имитации — время будущей активизации данного процесса. Оно же связывается с текущими значениями выходных ресурсов процесса, которые хранятся во фреймах этих ресурсов. Здесь же хранится организованный в виде стека массив предшествующих значений ресурса, используемых для аппроксимации. Размерность этого массива зависит от типа аппроксимации. Для внешних данных и ресурсов, задаваемых по сценарию, тип аппроксимации и шаг дискретности во времени вводятся во фреймы ресурсов вручную. При экстраполяции поведения объекта в рамках того или иного сценария фиксируется исследуемый фрагмент КМПО, и при необходимости исключаются содержащиеся в нем альтернативы, которые пользователь не считает целесообразным анализировать. Соответственно, эти альтернативы исключаются из процедур классификации ситуаций. Кроме того, задается интервал имитации (начальный и конечный моменты модельного времени t0). В ходе имитации основную роль играют процессы КМПО, поскольку именно их исполнители (а также экспертная система — ЭС ССМ, если она является исполнителем каких-либо процессов и/или ресурсов изучаемого фрагмента модели) производят вычисления значений ресурсов в динамике. Диаграмма перехода состояний (STD) для процессов КМПО приведена на рис. 2 ниже. Она соответствует обоснованному ранее процессному способу организации имитационного режима изучения фрагмента модели с учетом структуры КМПО ССМ. В любой заданный момент модельного времени t0 некоторый процесс p i может находиться в одном из пяти показанных на рисунке состояний: активен, пассивен, отложен, блокирован либо находится в списке активизируемых процессов (САП). Процесс p t пассивен, если хранящееся в его фрейме время будущей активизации ti]- > t0. Процесс заносится в список активизируемых процессов, если tу < t0. Его место в списке определяется приоритетом процесса, рассчитанным при анализе разрешимости исследуемого фрагмента (см. ниже). При записи процесса в список активизируемых проверяется готовность 134 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html