Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Пивоваров, С. Э. Моделирование процессов прогнозирования в приборостроении

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.89 Mб
Скачать

Ш а г

15 (рис. 27). а + 1. Формирование массива X [L,N]

и запись

его на магнитную ленту.

Рис. 28. Шаг 16 алгоритма оптимизации

Ш а г 16

(рис. 28).

Вычисление

е?м\+2, м,+ь = &м\ +2. м ,+ 4

— eW-Ai. + i, з.

Если е$ ,+ 2, м, + 5 = 0,

то переход на метку а 4* 2.

Если e'tit+s, м,+ь Ф 0.

то вычисление

 

М — М ,

 

N

_______

a —

 

e t 4 - u м , + 5 = 2

( i = E M i ) -

i=i

 

/ - i

Ш а г 17 (рис. 29). Выбор элементов <#4 + 5 < 0. Выработка признака неразрешимости при всех е<рм,+5 < 0 и остановка машины. Переход на метку а + 4. В противном случае вычисление 4 * 4 + &

Мi+ 6

^ '8

(t = l, M i + 1).

• К 4 + # ’

 

 

148

Ш а г 18 (рис. 30). Выбор элемента массива еЦ'м,+в с минималь­ ным значением и присвоение индексу /?1 значения индекса i этого элемента.

Рис. 29. Шаг 17 алгоритма оптимизации

Ш а г 19 (рис. 31). Присвоение $J, s значения I,

j значения о

и пересчет матрицы Е1 по рекуррентным формулам

 

 

 

при t =5^= /?I;

 

( t = l ,

M t + 1 ,

/ = 1, Mi + 2)

при i = Rl.

R,l

 

 

 

Переход на метку а +

3.

 

 

149

Рис. 30. Шаг 18 алгоритма оптимизации

Ш а г 20. (рис. 32). а + 2. Выбор массивов Хц и формирование оптимального решения. Переход на метку а + 4. Конец вычислений.

По данному алгоритму (метод разложения) и его блок-схеме на алгоритмическом языке «Алгол-60» была составлена программа решения задачи определения оптимального варианта прогноза раз­ вития предприятий подотрасли аналитического приборостроения.

Программа решения задачи методом разложения: begin integer N, М, Ml, L; ВВОД (N, M, Ml, L); begin array с [1 : N], b [1 : M], ao [1: Ml, 1 : N],

ab

[1 :M —Ml,

1 : N]; ВВОД (c, b,

ao,

ab);

integer i,

j, 1,

f, k, pi,

r, D,

p2, rl;

 

 

real A, B, SIGMA, Al;

begin

array

 

 

 

al

[1 :M1 + 1,

1 : N + 1],

el [1 ГмГ+2,

1

:M1 + 7 ],

a2

[1 : M —Ml + 1,

1 :N + M -M 1 +

11,

e2

1 :M -M 1 + 1,

CLAM, DELTA L [1: N],

 

 

 

1 :M —Ml + 5 ],

 

 

 

 

x,

у [1 : L, 1: N],

ХОРТ [1: N];

 

 

 

begin for j : =

1 step 1

until

N do

 

 

 

for

i : = 1

step

1

until

Ml

do

 

 

 

 

al [i,

j -j-Т ]: =

ao [i,

j];

 

 

 

150

 

 

 

 

Рис. 31. Шаг 19 алгоритма оптимизации

for

i: = l

step

1

 

until Ml

do

 

 

 

 

al

al

[i,

lJT ^ b

[i];

 

 

 

 

 

 

 

[Ml +

1, 1 ]: =

0;

N

do

 

 

 

 

 

for

j : = 1 step

1 until

 

 

 

 

 

al

[Ml +

1, j + l ] : = c

[j];

[1,

M l+ 6] := e l

[1,

M l+ 7 ]:= 0 ;

el

[1,

1]: = el

[1,

2] := e l

el

[1,

3]: = el

[1,

M l+ 4 ] := e l

[1, M l+ 5 ]: =

1;

for

j: = 4

step

1 until

M l+ 3

do

 

 

 

e f [1, j] : = 0T ■

 

11 +

 

do

begin

 

 

 

for

i : = 2 step

1

until

1

 

 

 

el

[i,

3]: = al

[i — 1, 1]; el

[i,

l |: = e l

[i,

Ml + 4] i =

el

[i,

Ml + 5] : — el

[i,

M l+ 6]: = el [i,

Ml + 71: = 0 ;

el

[i,

2J : — i — 1

end;

 

 

 

 

 

 

 

151

Рис. 32. Шаг 20 алгоритма оптимизации

152

for

i: =

2 step

1

 

until

Ml -f 1

 

do

 

 

for

j: = 4 step

1

 

until

M l+ 3

do

 

 

begin

if

j — i = 2

then

el

[i, j] : = 1

 

else el

[i,

j ] : =

0

 

end;

 

 

 

 

 

 

 

 

for

j: =

l

step

1 until

M l+ 7

 

do

 

 

ёГ[М1 4-2, j]-: = 0;

N

do

 

~

 

 

for

j : =

1 step

1

 

until

 

 

 

 

for

i: =

l

step

1

 

until

M —Ml

 

do

 

 

a2

[i,

j +

1] : = ab

 

[i; j];

 

 

 

do

 

 

for

i: =

l

step

1

until

M —Ml

 

 

a2

[i,

1]: ==ТГ [Mf+TJ;

a2

[M -M l + 1, 1]: = 0;

for

j : =

1

step

1

 

until

N

do

 

 

 

 

a2

[ M - M l+ 1 ,

j

 

 

= c [j];

 

 

 

1

for

j: = N + 2

step

1 until

N + M—Ml +

do a2 [M -M l+ T , j] : ^ 0 ;

 

 

 

 

 

for

i: =

l

step

1

 

until

M —Ml

do

 

 

for

j: = N + 2

step

1 until

 

N + M— Ml +

1

do

begin

if j — i = N +

1

then

 

 

 

 

a2

[i,

j] ; — 1 else

 

a2 [i,

j]: =

o

end;

 

for

i: =

l

step

1

 

until

M —Ml

do

begin

 

e2

[i,

l]: = e2

[i,

M ^M l + 4 ] : = e2 ~[ТГМ - Ml + 5 ]

e2

[i,

2]: = Ml -J- i;

e2[i,

3]: =

b [M l+ i]

end;

for

j: =

l

step

1

 

until

M — M l+ 5

do

 

ё2[М -М 1 +T ,

j] 1^0;

M—Ml

 

do

 

 

for

i: =

l

step

1

 

until

 

 

 

for

j: = 4

step

1

until

M —M l+ 3

do

 

begin

if

j — i = 3

then

 

 

 

 

 

 

~~

 

e2 [i,

j] : =

1 else

e2 [i,

j] : =

0

end;

 

 

i : = 0; ALFA 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

for

j: = 4

step

1

 

until

Ml-j-4 do begin

 

el [M l+ 2 ,

j ] : =

0;

for

i: =

l

step

1

 

until

Ml + 1 do

el

[Ml +

2,

j] : =

 

 

el [M l+ 2 ,

j] +

el[i, l]x e l[ i,

j + 3]

end;

 

for

j: =

l

step

1

 

until

N

do

begin

 

 

CLAM [j]: = al [МГ+Т,

j+ T ];

 

 

 

 

for i : = 1 step 1 until Ml do

 

 

 

 

CLAM [j]: =CLAM~jJP-

j + f ]

end;

 

 

el [All

-2,

i +

3 ]x a l[i,

 

 

ALFA: for j : = l

 

step

1

until

N do

 

begin

DELTA

L [jJT^ -

CLAM [j];

 

 

for

i i =

1 step

1

until M —Ml

do

 

 

 

DELTA

L[j]: = DELTA

L[j] +

~

 

 

 

e2[M —Ml,

i + 3]xa2[i,

j + 1] end;

 

 

 

f i = 1;

for

j i =

1

step

1

until

F d o begin

 

 

 

if DELTA

L

[ j] < 0

then f: = o end;

 

 

 

if f Ф о

 

then begin Г; =

1 + 1;

 

 

 

 

ВЫВОД“ШГ if

1> L

 

then begin

ВЫВОД (19);

 

 

go to ALFA 4 end; go to ALFA 1 end;

 

 

 

A : = DELTA L[l];

 

N do begin

 

 

 

for

j : =

1 step

1

until

 

 

 

if DELTA L [j] <

A then begin

 

 

 

 

A: = DELTA L [j];

k: = j end end;

 

 

 

for

i; =

1 step

1 until

 

M—"Ml "do”

 

 

 

begin

e2 [i,

M—M l+ 4 ]s = o; ~

 

 

 

 

for j s =

1 step

1 until

M —Ml

do

 

 

 

e2"[i,

M -M l+ 4 ]T F "e2 [i, М- M

l + 4 ] + e2[i,

j +

3]

X a2 [i,

k]

end;

pi: =

1;

 

 

 

 

 

 

for i: =

l step

1 until

M—Ml

do begin

 

 

 

if e2 [i,

M— Ml + 4] <

о then

 

 

 

 

 

e2 [i,

M— Ml -(- 5]: =

1105 else

begin

 

 

 

pi : = o;

e2 [i,

M —Ml + 5 ]: = e2 [i, 3]/

 

 

 

e2 [i,

M — M l+ 4 ]

end; if p l = l

then

 

 

 

begin ВЫВОД (р1ГТ7); go to ALFA- 4 end;

 

 

 

B: = e2 [1,

M -M l + 5];

 

do begin

 

 

 

for

i : =

1 step 1 until

M—Ml

 

 

 

if e2 [i,

M— Ml + 5 ] < В then begin

 

 

 

B: = e2 [i,

M —Ml + 5];

r: = i end end;

 

 

 

e2[r,

2]: =

k;

e2 [r,

l]: = CLAM[k];

 

 

 

for

i: =

1

step

1

until

M—Ml

do

 

 

 

for

j: =

1 step

1

until

M—Ml + 1 do begin

 

 

 

if

i =

r

then e2 [i,

j +

2]: = e2 [r,

j]/e2 [r, k]

 

 

 

else e2 [i,

j +

2]: = e2 [i,

j + 2] — e2 [r, j]/e2 [r,

k]

end;

for

j:=

1 step

1 until

M—Ml + 1

do

 

 

 

begin

e2 [M — Ml + 1,

j ] : = o;

 

 

 

 

 

for

i: =

l step

1 until M —Ml

do

 

 

 

 

ё ^ [М -М Г Г 1 , П "Г ^е2[М -М Г + 1, j] +

 

 

 

e2 [i,

l]x e2 [i,

j + 2] end; go

to

ALFA;

 

 

 

ALFA

1: for j: = 1 step

1 until N do

 

 

 

begin

D: — 1; for

i: =

l step 1

until M—Ml

do

 

 

begin

if

e2 [i,

2] = j

then

begin D: = о; x [1,

j] : =

 

e2 [i,

3]

end end;

if

D ^ o thenx [1, j ] : = о end;

 

154

el [M l+ 2 , Ml + 5] i = el [M l+ 2 , M l+ 4 ] - e 2 [M -M l + 1, 3];

if el [Ml + 2,

Ml + 5] = о then go to ALFA

2;

SIGMA : = o;

Гог i: = 1 step 1 until M —Ml

do

SIGMA: = SIGMA + e2 [i\T j x el^L 3];

~

for

i: =

1

step

1 until

Ml

do begin

 

 

 

el [i +

1,

Ml + 5]: =

o;

for

j: =

1

step

1 until

N

do

el

 

[i+

1,

Ml + 5]: = el

[i —J—1(

M l-L-bj-F^lji, j]x x [l, j] end,

p2: =

1;

for

i: =

1 step

1 until

Ml +

1

do begin

if el

[i,

Ml + 5 ] < o

then

e [i,

Ml +

6]: = 1105 else

begin

 

p2: =

o;

el

[i,

Ml +

6]: = el [i,

 

3]/

 

el

[i,

 

M l+ 5 ]

end

end; if

p2 = 1

then

 

 

begin ВЫВОД (p2,

18); go to ALFA

4 end;

 

ATT^el

[1,

M l+ 6];

Ml + 1

do begin

 

for

i: =

1

step

1

until

 

if~el

[i,

Ml +

6] <

A1

then begin

 

 

 

A1: = el

[i,

Ml +

6];

rl: =

i end

end

 

 

 

el

[rl,

2]: =

1; el

[rl,

Ml +7J: =

1;

 

 

 

el

[rl,

1] : = SIGMA;

Ml + 1

do

 

 

 

 

for

i : = l

step

1

until

 

 

 

 

for

j: =

l

step

1

until

M l + 2

do begin

 

if

i =

 

rl

 

then

el

[i,

j + 2]: = el [rl,

j]/el [rl,

1]

else el [i, j + 2]: = el [i, j + 2] — (el

[rl, j]/el [rl, 1])

Xel [i,

1] end;

go to ALFA

3;

 

ALFA

2: foTT: =^1 + 1

step

1 until

L do

for

j: =-l

step1

until

 

N do x [i, j]: = o ;

for

i:=

1

step1

until

 

L do

 

 

for

j: =

l

step1

until

 

N do

 

 

7 [i,

j]: = x~jT. j] x el

[i, 3fxel [i,

M l+7];

for

j: =

1

step 1

until

N do begin

 

XOPT

[j]f=b;

foFIT =

1 Ttep 1 until 1 do

XOPT

[j]: = XOPT

[j] + y[i,

j] end;

ВЫВОД (XOPT);

ALFA 4: end end end end

Г л а в а б

КОМПЛЕКСНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ СТЭС

6.1. Вывод комплексной имитационной модели прогнозирования развития СТЭС

В предыдущих плавах были рассмотрены основные математико­ статистические модели, с помощью которых решаются задачи отдельных подсистем функционирования СТЭС. В целях комплекс­ ной оценки прогнозных решений с позиции представления отрасли как сложной системы необходимо построение комплексной имита­ ционной модели прогнозирования развития СТЭС.

Имитационная модель —есть общее логико-математическое представление системы, запрограммированное для решения на ЭВМ. Математические модели, использующиеся при имитации, могут быть различного типа. *

Имитационная модель обладает всеми или некоторыми из характеристик детерминированной, стохастической моделей и мо­ дели математического ожидания и выступает, как правило, в качестве динамической модели управления, т. е. модели многоша­ гового изменения, позволяющей рассматривать проблему в целом. В частности, имитационная модель прогнозирования развития СТЭС является комплексной моделью многошагового изменения, вклю­ чающей в себя все указанные типы моделей.

Имитационные модели прогнозирования развития СТЭС осно­ вываются на „проигрывании11 на ЭВМ случайных вариантов разви­ тия системы, образованных с помощью методов статистических испытаний. Для реализации подобной имитационной модели необ­ ходимо наличие достаточного количества исходной статистической информации. Следует помнить, что результаты, полученные ими­ тацией, т. е. по какой-то экспериментальной схеме, целиком обус­

*

Д е т е р м и н и р о в а н н а я модель — аналитическое представление сис­

темы,

при котором для данного множества входных значений на выходе может

быть получен единственный результат.

Н е д е т е р м и н и р о в а н н о й ,

или с т о х а с т и ч е с к о й , является такая

модель,

в которой

функциональные

соотношения зависят от случайных пара­

метров.

Выходной

показатель такой модели для данного набора входных зна­

чений может быть представлен только в вероятностном смысле.

Модель м а т е м а т и ч е с к о г о

о ж и д а н и я— модель, в которой строятся

случайные величины, математическое ожидание которых равно интересующим нас характеристикам.

156

ловливаются вводимыми в неё данными. Поэтому необходимо с известной осторожностью трактовать результаты моделирования, приписывая им определенную статистическую достоверность.

Определение основных показателей оптимального варианта прогноза развития СТЭС происходит путем многократного „проиг­ рывания” на модели, после чего осуществляется математико-ста­ тистический анализ эксперимента по установленным критериям.

При исследовании СТЭС вводится понятие „вариант развития системы” (состояние системы), под которым следует понимать набор показателей, полностью характеризующий различные сто­ роны её функционирования. Многократное „проигрывание” заклю­ чается в том, что, изменяя значения показателей с определенным шагом, перебираются все возможные варианты развития системы и в процессе проводимого анализа устанавливаются и оценива­ ются основные показатели её функционирования.

Имитационное моделирование дает возможность оценивать эффективность и целесообразность тех или иных прогнозных реше­ ний, воспроизводить работу конкретных подсистем СТЭС, опре­ деляя их устойчивость и надежность в смысле адекватности реаль­ ным процессам, автоматизировать управление развитием СТЭС и принятием прогнозных решений.

Применение метода имитационного моделирования для реше­ ния указанных задач объясняется также следующими причинами;

отсутствием анаяитических методов решения; наличием достаточного количества исходной информации о мо­

делируемой системе, обеспечивающей достоверность моделиро­ вания;

чрезвычайно большим объемом вычислений, выполнение кото­

рого вручную практически невозможно;

помощью лабораторных

невозможностью анализа

системы с

или натуральных экспериментов.

 

Процесс имитации, в том

числе и процесс имитации прогно­

зирования развития СТЭС, состоит из следующих этапов:

1.

Вывод комлексной математической модели исследуемой сис­

темы,

включающей в себя математические

модели всех входящих

внеё подсистем с описанием их взаимосвязей.

2.Составление пошагового алгоритма реализации задачи прог­ нозирования развития СТЭС. Пошаговый алгоритм показывает общий порядок действий без каких-либо деталей, т. е. отображает общую структуру процесса.

3.Построение блок-схемы рассматриваемого алгоритма, дающей наглядное графическое представление реализации комплексной

модели.

4.Составление моделирующего алгоритма для реализации комплексной имитационной модели развития СТЭС.

5.Составление по вышеуказанным алгоритмам и блок-схемам общей блок-схемы и программы для реализации задачи прогнози­ рования развития СТЭС на ЭВМ.

157

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ