Литература / Практикум_по_ИМ_16-04-14

Автомобили подъезжают к перекрестку в произвольные моменты времени, поэтому объект source также должен создавать заявки в случайные моменты времени.

Рис.6.17. Выбор заявок

Шаг 2. Для этого в строке свойств объекта source “Заявки прибывают согласно” нужно выбирать Времени между прибытиями. В появившемся поле ввода времени между прибытиями запишите exponential(1). Функция exponential генерирует реализацию случайной величины с экспоненциальным законом распределения.

Шаг 3. В свойствах объекта queue следует удалить связь с анимацией: в поле Фигура анимации панели свойств, удалите ссылку на polyline. Заявки, находящиеся в очереди, анимироваться не будут. Этот объект будет выполнять буферную функцию для предотвращения ошибки в момент, когда source создал заявку, а delay еще не готов ее принять.

Рис.6.18. Определение очереди Двигаясь в потоке, автомобили должны останавливаться перед стоп-

линией на красный сигнал светофора.

Шаг 4. Для моделирования движения с остановкой подходит объект Conveyor, который перемещает заявки по пути заданной длины с заданной скоростью (одинаковой для всех заявок), сохраняя их порядок и оставляя за-

141

данные промежутки между ними. Когда заявка достигает конца конвейера, но не может его покинуть, то она там и останется. Если конвейер – накапливающий, то он продолжит двигать заявки, которые имеют достаточно свободного места перед собой.

Шаг 5. Перенесите из палитры Enterprise Library на диаграмму класса Main объект conveyor и поместите его между queue и delay.

В свойствах объектов conveyor следует сделать следующие изменения:

•длина задается – укажите: согласно пути,

•расстояние между заявками – укажите: 55,

•фигура анимации – укажите на соответствующую ломаную.

Шаг 6. Для моделирования остановки автомобилей на красный свет необходимо в диаграмму установить элемент, останавливающий движение заявок – hold. Этот объект блокирует/разблокирует поток заявок на определенном участке блок-схемы. Если объект находится в заблокированном состоянии, то заявки не будут поступать на его входной порт, и будут ждать, пока объект не будет разблокирован. Поставьте объект hold после conveyor.

Шаг 7. Для определенного порядка передвижения заявок после светофора нужно поставить еще один conveyor после объекта hold. Тогда наша диаграмма примет следующий вид:

Рис.6.19. Потоковая диаграмма Каждая линия движения у нас будет состоять из двух ломаных линий.

Точка соединения ломаных линий будет находиться в месте остановки перед светофором. Для каждой линии движения будет своя потоковая диаграмма. Для анимации движения заявок (автомобилей) по конвейеру (зоне остановки перед светофором) нужно нарисовать ломаные линии и связать их с соответствующим объектом conveyor.

Как видно на рисунке, не всем линиям подходит наша диаграмма. Линии, которые не поворачивают, нужно разделить, для каждой части линии нужно сделать первоначальную диаграмму. Получаем следующую диаграм-

му (рис.6.21).

142

Рис.6.20

Рис.6.21. Разветвленная потоковая диаграмма Заметьте, что для любого выделенного объекта внизу появляется панель

его свойств, в котором можно изменить параметры и, в частности, имя объекта, если это необходимо. Структурные ошибки при рисовании стейтчарта

– повисшие переходы, дублированные указатели начального состояния и т.

143

п. – выделяются в панели Проекты значком Х красного цвета и записью в панели Ошибки. Выделенные переходы должны иметь на концах зеленые точки, если точки белые, это значит, что переход не соединен с состоянием – висит.

Шаг 8. Построение модели светофора Построим модель регулируемого дорожного движения со светофором,

разрешающим или запрещающим движение транспорта. Светофор работает в автоматическом режиме. В каждом состоянии светофор находится определенный постоянный период времени.

На диаграмму класса активного объекта Model поместим Начало диаграммы состояний из панели Диаграмма состояний и назовите ее Для автомобилей.

Для того чтобы построить стейтчарт, следует использовать элементы из палитры Диаграмма состояний.

Рис.6.22. Диаграмма состояний

Всоответствии с алгоритмом работы светофора помимо начального состояния в модель нужно ввести дополнительные состояния (рис. 6.23.). Начальное состояние назовите движение – движение автомобилям разрешено (зеленый свет), затем светофор переходит в состояние внимание – внимание (мигающий зеленый), медленно – приготовиться к остановке (желтый свет), остановка транспорта stop – запрет движения (красный свет) и приготовиться – приготовиться к движению (красный и желтый свет горят одновременно).

Шаг 9. Состояние внимание представим гиперсостоянием с парой переключающихся элементарных состояний: в одном из них зеленый горит (состояние А), в другом – нет (состояние В). Постройте эти состояния и соедините их переходами, как показано на рисунке ниже. Зададим условия срабатывания переходов. Переходы в нашем автоматическом светофоре выполняются по таймауту, т. е. по истечении интервала времени, который прошел

смомента прихода системы в данное состояние.

Всостоянии движение светофор находится 10 секунд, 6. затем 7 секунд зеленый сигнал мигает, 3. в состоянии медленно 4 секунды горит желтый, 4.

144

втечение 10 секунд движение запрещено и 6. 4 секунды светофор находится

всостоянии приготовиться.

Рис.6.23. Модель светофора В каждом состоянии светофора должен гореть определенный сигнал: в

состоянии движение должен гореть зеленый, в состоянии приготовиться должны гореть красный и желтый одновременно и т. п. Создайте три параметра логического типа: красный, желтый и зеленый, которые будут принимать истинное значение тогда, когда у светофора горит соответствующий сигнал: красный, желтый или зеленый (рис. 6.24).

Начальные значения этих булевых параметров можно не задавать: по умолчанию они будут равны false. Мы создали стейтчарт именно для управления значениями этих параметров, каждое состояние отвечает за зажигание своего света или их комбинации. Например, в состоянии медленно должен гореть желтый, в состоянии stop должен загореться красный свет, а в состоянии приготовиться должны гореть красный и желтый одновременно.

Рис.6.24. Параметры

145

Шаг 10.

1. В свойствах состояния движение в поле Действие при входе запишите зеленый=true;, а в поле Действие при выходе запишите зеленый = false; (рис.6.25).

Рис.6.25. Свойства состояния движения

2.То же самое запишите для состояния В гиперсостояния внимание, а у состояния А эти поля нужно оставить пустыми – когда светофор находится в этом состоянии, он не горит.

3.Аналогично, в состоянии медленно нужно включить желтый сигнал, т. е. при входе в это состояние установить параметр желтый в true, а при выходе из этого состояния установить его в false.

4.Для состояния stop аналогично опишите состояния параметра красный, а для состояния приготовиться оба параметра красный и желтый нужно установить в true при входе, и в false при выходе.

Шаг 11. Презентация модели рисуется в той же диаграмме (в графическом редакторе), в которой задается и диаграмма моделируемого процесса. Графические объекты цвета сигналов светофора в презентации имеют динамические параметры, все остальные – статические. Светофор строится из трех овалов. Установим динамическое значение цвета верхнего сигнала светофора: если переменная красный истинна, то цвет должен быть red (красный), в противном случае его цвет нужно установить gray (серый). Это записывается следующим условным выражением на языке Java:

красный? red: gray

Цвет среднего и нижнего овалов следует установить в поле их динамических значений соответственно так:

желтый? yellow: gray зеленый? green: gray

red, yellow, green и gray – предопределенные константы, обозначающие стандартные цвета.

146

Для состояний go и stop пропишем команды для активации объектов hold.

Рис.6.26. Состояние go

Шаг 12. Размещения графиков. Чтобы представить процесс очереди машин и время пребывания, разместим два графика. Первый график отображает среднее значение машин в очереди. Для размещения этого графика нужно использовать палитру «Статистика» и элемент «Столбиковая диаграмма» .

Рис.6.27. Столбиковая диаграмма Шаг 13. Добавьте элемент данных. Задайте подпись «Длина очереди».

Выберите цвет, а затем в качестве значения задайте выражение:

queue.statsSize.mean()

здесь метод mean() – возвращает среднюю длину очереди.

При вводе выражения можно использовать помощник AnyLogic. Для этого следует нажать комбинацию клавиш CTRL + SPACE. После ввода выражения нужно сменить ориентацию графика. Нужно открыть вкладку «Внешний вид» и изменить направление столбцов.

147

Рис.6.28. Направление столбцов Шаг 14. Для второго графика нам необходимо создать класс заявки.

Класс содержит два глобальных атрибута:

enteredSystem – время появления клиента в системе;startWaiting – время начала ожидания обслуживания.

Рис.6.29. Класс для учета времени Размещение класса выполняется путем вызова диалога, показанного на

рисунке. Для этого следует получить контекстное меню для корневого класса на дереве проекта и выполнить команду «Создать > Java класс» (рис.

6.30).

Рис.6.30. Создание класса В результате открывается диалог создания класса. На первом шаге нуж-

но задать имя класса и имя базового класса, который будет расширять новый класс. При работе с заявками в качестве такого класса выступает системный класс com.xj.anylogic.libraries.enterprise.Entity. Он представляет собой абст-

рактную заявку.

Рис.6.31. Создание класса, первая фаза Шаг 15. Затем следует перейти ко второму шагу и задать поля класса –

атрибуты, так как это показано на рисунке.

148

Рис.6.32. Создание класса, завершение

В результате будет создан класс Java, код которого можно открыть и отредактировать при необходимости.

Шаг 16. Затем разместите в модель из палитры «Статистика» элемент «Гистограмма» и элемента «Данные гистограммы». Гистограмма будет отображать распределение времени в системе на основе данных, собранных в элементе «Данные гистограммы». Назовите этот элемент назовите timeInSystemDistr (распределение времени пребывания в системе).

Откройте гистограмму, нажмите кнопку «Добавить данные». Задайте заголовок «Время в системе», в поле «Данные» задайте timeInSystemDistr, подберите цвет гистограммы. При настройке гистограммы должен быть активен флажок «Отображать плотность вероятности».

Рис.6.33. Гистограммы

Шаг 17. Откройте элемент Source и измените его настройки. На вкладке «Основные» установите свойства:

класс заявки: Customer

новая заявка: new Customer()

действие при выходе: entity.enteredSystem=time().

с помощью оператора new получают новый экземпляр заявки. Для обращения к атрибутам экземпляра служит указатель entity. При покидании заявки источника фиксируется время выхода.

Откройте элемент Conveyor и установите параметры. Класс заявки: Customer

149

Действие при входе: timeInSystemDistr.add(time()-entity.enteredSystem)

Данные настройки позволяют зафиксировать время пребывания заявки в системе от входа до ее обработки. Элемент «Данные гистограммы» содержит метод add, с помощью которого добавляют данные.

Рис.6.34. Гистограмма параметров системы Вертикальная линия отображает среднее значение распределения. Для

отображения среднего значения времени откройте последовательно гистограммы и на вкладке «Основные» установите флажок «Отображать среднее», подберите цвет линии.

Шаг 18. Также модернизируем внешний вид нашего перекрестка.

Рис.6.35. Дорога

Рис.6.36. Интерфейс модели

150