Научная электронная библиотека

ГИБРИДНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ

Аксенов К. А., Гончарова Н. В.,

2.2.2. Анализ SIE-модели А.Ю. Филипповича

Интегрированная ситуационная, имитационная, экспертная модель А.Ю. Филипповича (SIE-модель) представлена в работе [18]. В силу того, что данная модель ориентирована на проблемную область допечатных процессов (полиграфии), отдельные ее фрагменты изложим в терминах модели процессов преобразования ресурсов.

SIE-модель представлена в виде нескольких различных уровней, соответствующих имитационному, экспертному и ситуационному представлению информации. Общие элементы либо дублируются (проецируются) на каждом уровне в различном представлении, либо содержатся в одном уровне. В последнем случае уровни имеют возможность обратиться к соответствующему элементу [18].

Первый уровень модели предназначен для описания структуры системы. Для этого каждому объекту (субъекту) сопоставляется блок. Все блоки соединяются между собой каналами взаимодействия. По этим каналам могут перемещаться динамические объекты (транзакты). Каждый блок определенное время обрабатывает транзакт и задерживает его на время, которое определяется интенсивностью работы устройства. Блоки не изменяют характеристики транзактов. Большинство блоков SIE-модели имеют свои аналоги в известных СИМ (AnyLogic, Arena, GPSS, Simio) и могут быть легко преобразованы.

В ситуационной модели мультиагентного процесса преобразования ресурсов (МППР) транзактам и блокам SIE-модели могут соответствовать соответственно ресурсы (Res, Order, Message) и преобразователи (Op, PR, Junction, Sender, Resiver), с учетом того, что они могут изменять характеристики транзактов.

На структурном уровне не существует возможности задания произвольных событий, сцепленных процессов, условных операторов и программ по изменению структуры модели. Для выполнения условных операторов используется специальный блок – селектор. Он осуществляет – обращение к БЗ, в которой хранятся соответствующие правила. В ситуационной модели МППР условия описываются непосредственно в элементах модели – преобразователях, агентах.

Для описания событий, которые могут возникать в результате обработки транзактов, изменения состояний объектов и поступления внешней информации используется второй уровень SIE-модели, называемый событийным. Если осуществить проекцию структурного уровня на событийный, то для каждого блока будут существовать, по крайней мере, два события начало обработки транзакта и окончание обработки транзакта, два состояния (занят и не занят) и один процесс (обработка транзакта) [18]. В ситуационной модели МППР явного разделения на уровни нет, существует единый процессно-событийный уровень, который также отражает процессный аспект.

Третьим уровнем SIE-модели является ситуационный уровень. Он предназначен для укрупненного моделирования системы. Каждому объекту на структурном уровне сопоставляется микроситуация. Некоторые объекты объединяются в один объект более высокого уровня. Вводятся абстрактные объекты или понятия, для которых определяются возможные ситуации. Ситуации и некоторые микроситуации определяются на основании правил, заложенных в ЭС. Микроситуации и ситуации связаны друг с другом, т. е. они зависят от общих (пересекающихся) атрибутов. Ситуационное моделирование заключается в задании некоторых характеристик, отдельных ситуаций и в определении с помощью ЭС оказываемых влияний. Особняком стоит экспертный уровень, который представляет собой базу знаний, хранящую всю информацию об остальных уровнях и дополнительные знания ЭС [18].

В системах с большой размерностью количество ситуаций и микроситуаций может быть велико. Иногда для упрощения вводят понятия уровня абстракции, т. е. выделяются области системы, для них определяются отдельно макроситуации, и на следующем уровне они рассматриваются как микроситуации или ситуации [18]. В ситуационной модели МППР уровням абстракции соответствуют уровни системного графа высокого уровня интеграции.

На структурном уровне SIE-модели составляется структурная схема системы, которая представляет собой совокупность связанных блоков. Под блоком понимается сложный объект (модель), в котором связи между внутренними и внешними атрибутами задаются с помощью формализмов. Каждый блок имеет условное графическое обозначение [18].

Совокупности типовых блоков (Устройство; Канал связи; Поток: Персонал (исполнитель работ); Распаковщик; Сборщик; Транзакт; Очередь; Селектор) структурного и событийного (Событие, Процесс) уровня SIE-модели, ориентированной на предметную область допечатных процессов, в ситуационной модели МППР может быть представлена совокупность ресурсов (Res), сообщений (Message), заявок (Order), средств (Mech), преобразователей (Op, PR, Junction, Resiver, Sender), очередей заявок (Queue). В основе структурного и событийного уровня SIE-модели, реализующего компонент СИМ, используется оригинальная технология виртуальных транзактов. Соответствие математической модели процесса преобразования ресурсов и схемы массового обслуживания было показано в [33, 38].

Экспертный уровень представляет собой базу знаний, в которой хранятся следующие описания:

1) типовых элементов (объектов, блоков) модели;

2) схем различных уровней;

3) программ-селекторов;

4) правил диагностирования ситуаций;

5) дополнительных правил, объектов и связей предметной области;

6) накопленного опыта экспертов и работы системы.

Для хранения информации о типовых элементах используется фреймовый подход. Схемы уровней. Каждая схема уровня представляет собой сеть, узлами которой являются типовые блоки.

Программы-селекторы представляют собой набор правил или методов, выполнение которых инициируется обращением к блоку селектора на структурном и событийном уровнях. В простейшем случае селектор реализует условный оператор, который всвою очередь представляет собой продукцию вида Если-То.

Ситуационный язык. Для описания объектов в БЗ, отношений между объектами и в качестве языка машины логического вывода на экспертном уровне SIE-модели используется специальный ситуационный язык, базирующийся на логике предикатов первого порядка и фреймах. В общем случае ситуационный язык может быть реализован в виде текстового запроса на ограниченном естественном языке (семиотическом), исчисления предикатов, визуального интерфейса. Разработанный язык позволяет [18]:

– создавать новые и удалять старые объекты СМ;

– изменять характеристики существующих объектов СМ;

– выдавать подробную информацию об объектах;

– осуществлять многокритериальный поиск объектов.

Анализ SIE-модели позволяет сформулировать следующие выводы:

1. SIE-модель, предложенная А.Ю. Филипповичем, может служить базой для создания ситуационной модели МППР.

2. Рассмотренная в данном разделе модель имеет следующие достоинства:

– аппарат/механизм диагностирования ситуаций;

– сочетание имитационного, экспертного и ситуационного подходов.

3. SIE-модель не удовлетворяет следующим требованиям модели МППР:

– наличию модели ЛПР (агента) и сообществ агентов (мультиагентной системы);

– проблемной ориентации на процессы преобразования ресурсов.