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