Реализация модели СМО в среде AnyLogic

Средства AnyLogic, поддерживают моделирование дискретно-событийных систем. Эти средства включают сущности, порождающие события, и сущности, позволяющие изменять состояние системы как реакцию на наступившие события. Основными средствами порождения событий в модели являются таймеры и стейтчарты (statecharts). Кроме базовых средств разработки дискретно-событийных систем, пользователю доступна библиотека Enterprise Library, в которой собраны высокоуровневые средства - блоки, позволяющие осуществлять моделирование широкого класса дискретно событийных систем массового обслуживания без использования программного кода на основе применения заранее определенных блоков библиотеки.

Библиотечные блоки значительно упрощают разработку указанных моделей в стиле drag and drop (перетащить и оставить). Библиотечные элементы в моделях могут быть дополнены низкоуровневыми средствами, которые включают:

-стейтчарты (карты состояний), позволяющие графически описать сложное дискретное поведение;

-таймеры и события, позволяющие выразить изменение поведения объекта во времени или наступлении некоторого события;

-возможности определения своих собственных типов транзакций (сообщений) для взаимодействия активных объектов;

-механизм обмена активных объектов сообщениями через порты.

В AnyLogic могут использоваться статические и динамические таймеры. В дискретно-событийных моделях необходимо включение стохастики в модель. Для этого в AnyLogic предусмотрены более 35 различных генераторов распределенных случайных величин. AnyLogic позволяет проведение экспериментов с моделью, выполнение анализа рисков, оптимизацию параметров модели. Библиотека Enterprise Library содержит несколько десятков блоков с предопределенной функциональностью, полное описание которых содержится в справочных материалах. Основные группы блоков:

-блоки управления потоком заявок;

-блоки классических ресурсов;

-блоки обработки;

-блоки транспортировки;

-блоки транспортировки по сети.

Блоки для управления потоком заявок имеют желтый цвет. К ним относятся: источник заявок (Source), сток (Sink), очередь заявок (Queue), разветвитель потоков (Split), сортировка заявок SelectOutput и др. Данная группа блоков удобна для создания моделей систем, относящихся к системам массового обслуживания. Группа блоков классических ресурсов включает в себя блоки Resource, ProcessQ и др. Объект Resource может создавать, хранить, выдавать и забирать ресурсы. Объект ProcessQ занимает ресурсы для заявки, задерживает заявку, а затем освобождает занятые ей ресурсы. Группа блоков обработки и включает два блока: задержку (Delay) и сервер (Server). Блок задержки удерживает каждую поступившую на его вход заявку на определенное время. Число возможных заявок, которые одновременно и независимо могут быть задержаны в одном блоке, определено параметром capacity. Время задержки может задаваться как реализация случайной величины, распределенной по некоторому закону. Блок задержки моделирует независимую обработку заявок, то есть время задержки каждой заявки в блоке не зависит от числа задержанных заявок, находящихся в блоке одновременно.

Сервер должен обеспечить такой режим, при котором каждая заявка получит определенное обслуживание. При этом на сервере на обслуживании могут находиться несколько заявок, поэтому время сервера делится между всеми заявками, одновременно находящимися в обработке. Группа блоков транспортировки по сети предназначены для имитации заявок, время обслуживания которых в системе зависит от геометрических характеристик системы. Подобными особенностями обладают не только организации социального обслуживания населения, например, больницы, банки, но и производственные системы с конвейерами, складские системы и т. п.

Рассмотрим типичную проблему массового обслуживания и то, как эта проблема может быть легко решена с использованием одной из библиотек, разработанных в AnyLogic. Системы массового обслуживания являются типичными системами дискретно- событийного типа. Среда AnyLogic открыта для разработки библиотек совершенно различного назначения. Из-за однотипности, похожести задач, решаемых моделями систем массового обслуживания, удобно отдельные блоки (генераторы заявок, обслуживающие приборы, очереди и т. п.) реализовать как набор (библиотеку) объектов, из которых может собираться структура конкретной модели и параметры которых можно настраивать в зависимости от характеристик моделируемой системы. Именно для этих целей в AnyLogic создана библиотека Enterprise Library. Она предоставляет высокоуровневый интерфейс для быстрого создания дискретно-событийных моделей с помощью блок-схем. Построим с помощью элементов библиотеки модель системы, предоставляющей сервисы - операционный зал банка.