СИСТЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Российский патент 2005 года по МПК G06F17/00 G06N1/00 

Изобретение относится к технике аналогового, цифрового и цифроаналогового моделирования и анализа различных динамических процессов, происходящих в природе и обществе.

Известна информационно-аналитическая система для моделирования рациональной бизнес-системы компании (патент РФ №2171498, кл. G 06 F 17/00, пр. 08.11.2000 г.), содержащая компьютерное устройство концептуального описания бизнеса компании, компьютерное устройство факторного анализа внешней среды и, по меньшей мере, одно рабочее место оператора, предназначенное для ввода информационных баз данных внешних источников информации, при этом компьютерное устройство концептуального описания бизнеса компании выполнено с возможностью ввода реестра данных значений параметров бизнеса и предназначено для обработки упомянутых данных путем определения и ранжирования параметров показателей бизнеса о составе участников компании по маркетинговым показателям рынка продукции и стратегическим показателям бизнеса и формирования требований и ограничений упомянутых параметров, для анализа экономических и технологических факторов и показателей результатов деятельности компании, для составления реестра данных значений параметров бизнеса компании, компьютерное устройство факторного анализа внешней среды предназначено для сбора данных о состоянии соответствующих параметров внешней среды и расчета влияния их на параметры и факторы бизнеса компании. Система содержит компьютерное устройство моделирования бизнес-системы действующей компании, компьютерное устройство моделирования оптимальной структуры бизнес-системы компании, компьютерное устройство тестирования бизнес-системы компании, компьютерное устройство аналитического мониторинга бизнес-системы компании и компьютерное устройство реинжиниринга, при этом рабочее место оператора соединено с компьютерным устройством концептуального описания бизнеса компании, с компьютерным устройством факторного анализа внешней среды и с компьютерным устройством моделирования бизнес-системы действующей компании, предназначенным на основе данных о текущем состоянии параметров бизнес-процессов действующей компании, включающих критерии оценки эффективности субъектов и прецедентов бизнеса, данные о структуре и функциях компании, требования к качественным и количественным оценкам технологии и системы принятия решений, для анализа потоков данных о текущем состоянии упомянутой компании в реальном режиме времени, компьютерное устройство концептуального описания бизнеса компании соединено с компьютерным устройством моделирования оптимальной бизнес-системы компании, предназначенным на основе данных о субъектах и объектах внешнего окружения компании и потоков связей между ними для анализа маркетинговой и организационной моделей компании, построения системы управленческих процедур, структурирования потоков данных и сравнения информации об альтернативных вариантах бизнес-системы компании и формирования информации об оптимальной бизнес-системе компании, компьютерное устройство моделирования бизнес-системы действующей компании соединено с компьютерным устройством моделирования оптимальной бизнес-системы компании, соединенным с компьютерным устройством тестирования бизнес-системы компании, предназначенным для интегрированного сбора и обработки данных об оптимальной бизнес-системе компании, которое соединено с компьютерным устройством аналитического мониторинга бизнес-системы компании, предназначенным для сравнения параметров, полученных при упомянутом тестировании бизнес-системы компании, и параметров реестра данных значений параметров бизнеса компании, и, при необходимости формирования сигнала, содержащего информацию о корректировке оптимальной бизнес-системы компании, компьютерное устройство аналитического мониторинга бизнес-системы компании соединено с компьютерным устройством моделирования оптимальной бизнес-системы компании, с компьютерным устройством концептуального описания бизнеса компании и с компьютерным устройством моделирования бизнес-системы действующей компании, компьютерное устройство факторного анализа внешней среды соединено с компьютерным устройством реинжиниринга, предназначенным для установки соответствия данных бизнес-системы действующей компании с изменяющимися во времени внешними условиями и параметрами, и, при необходимости, при их отличии, для формирования информации об изменении параметров бизнеса компании компьютерное устройство реинжиниринга соединено с компьютерным устройством моделирования бизнес-системы действующей компании и с компьютерным устройством концептуального описания бизнеса компании.

Известное изобретение позволяет создать инструментарий для моделирования бизнес-систем на основе современных информационных технологий управления и единой методологии, базирующейся на межфункциональной природе развития бизнеса, учитывающей наибольшее количество факторов, влияющих на бизнес-процесс, интегрирующей различные аспекты деятельности компании.

Применение известной аналитической системы моделирования рациональной бизнес-системы компании ограничивается сравнительно простыми, узко специализированными задачами моделирования. При этом не учитывается возможное взаимное влияние различных внешних и внутренних факторов и не производится выявление взаимозависимостей как между самими факторами, так и между событиями, происходящими в моделируемом процессе. Что, в свою очередь, не позволяет приблизить процесс моделирования к реальным условиям, в которых происходят те или иные динамические процессы. В связи с чем функциональные возможности известной информационно-аналитической системы моделирования рациональной бизнес-системы компании ограничены.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание системы моделирования и анализа динамических процессов, позволяющей осуществлять построение модели исследуемого процесса (явления), способной изменяться в процессе работы системы и адаптироваться к текущему состоянию системы; т.е. построение активно-адаптивной системы моделирования и анализа сложных динамических процессов в различных сферах человеческой деятельности. Построение активно-адаптивной системы моделирования и анализа сложных динамических процессов позволит осуществлять оптимизацию моделируемых процессов и прогнозирование их возможных состояний, производить выработку последовательностей управляющих решений, позволяющих привести моделируемый процесс к заданному конечному состоянию, проводить оценку различных управленческих стратегий и оценивать их эффективность.

Для решения поставленной задачи система моделирования и анализа динамических процессов содержит, по меньшей мере, одно рабочее место оператора, предназначенное для ввода информационных баз данных из внешних источников информации, элементы логического выбора, предназначенные для перенаправления потока входящей информации на соответствующий выход в зависимости от результатов сравнения одного из входящих параметров с эталонным значением, записанным в памяти указанного элемента; центр управления системой, соединенный через шину опроса с каждым автоматом системы, которые, в свою очередь, соединены между собой, кроме того, автоматы объединены между собой посредством шины опроса автоматов, вход и выход каждого автомата являются соответственно сетевым входом и сетевым выходом автомата, вход и выход центра управления системой соединены последовательно с шиной опроса; система содержит первый блок рассыла инструкций, предназначенный для формирования выходящего информационного потока в виде последовательностей инструкций для автоматов, при этом выход каждого автомата системы через первый элемент логического выбора соединен со входом первого блока рассыла инструкций непосредственно и через второй элемент логического выбора, соединенный последовательно с первым элементом логического выбора, второй выход второго элемента логического выбора подключен к шине опроса, выход первого блока рассыла инструкций через третий элемент логического выбора соединен со входом каждого автомата системы и с шиной опроса, при этом через второй выход третьего элемента логического выбора выход первого блока рассыла инструкций соединен через соответствующий дополнительный элемент логического выбора и через шину опроса со входом каждого автомата, следующего за первым автоматом, с возможностью передачи управления автомату, следующему за опрошенным; центр управления системой содержит блок общих параметров модели, вход которого через четвертый элемент логического выбора соединен с выходом блока ввода начальных значений параметров, блок анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели, осуществляющий анализ указанных параметров с целью их оптимизации или завершения работы, блок генерации автоматов, блок ликвидации автоматов, блок изменения параметров автоматов, осуществляющий перенастройку автоматов посредством изменения значений управляющих параметров, и блок списка автоматов, второй блок рассыла инструкций, предназначенный, как и первый блок рассыла инструкций, для формирования выходящего информационного потока в виде последовательностей инструкций для автоматов, блок вывода результатов, первый коммуникационный блок и блок изменения текущего времени системы, при этом выход блока общих параметров модели через пятый элемент логического выбора соединен со входом блока анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели и через шестой элемент логического выбора, соединенный последовательно с пятым элементом логического выбора, - со входом первого коммуникационного блока, выход блока анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели через седьмой элемент логического выбора соединен со входом шестого элемента логического выбора, а по другому выходу седьмого элемента логического выбора блок анализа и оптимизации параметров автомата и общих параметров модели через восьмой элемент логического выбора соединен с блоком вывода результатов и со вторым блоком рассыла инструкций, выход второго блока рассыла инструкций через девятый элемент логического выбора соединен, с одной стороны, со входом первого коммуникационного блока, а с другой стороны - через соответствующие элементы логического выбора (десятый, одиннадцатый и двенадцатый) с блоками изменения параметров автоматов, генерации автоматов, ликвидации автоматов, выходы блоков генерации автоматов, ликвидации автоматов и изменения параметров автоматов и вторые выходы логических элементов на входе данных блоков соединены со входом блока списка автоматов, выход которого соединен со входом второго блока рассыла инструкций, выход блока вывода результатов связан через тринадцатый элемент логического выбора со входом блока завершения работы и со входом первого коммуникационного блока, выход первого коммуникационного блока соединен через четырнадцатый элемент логического выбора, с одной стороны, со входом четвертого элемента логического выбора, а с другой стороны - со входом блока изменения текущего времени системы, вход первого коммуникационного блока и выход блока изменения текущего времени системы соединены шиной опроса, при этом вход первого коммуникационного блока является входом центра управления системой, а выход блока изменения текущего времени системы является выходом центра управления системы; каждый автомат содержит блок общих параметров автомата, предназначенный для хранения параметров автомата, определяемых исходя из особенностей моделируемого процесса и функции, выполняемой автоматом, блок общих параметров событий, предназначенный для хранения параметров событий, обрабатываемых автоматом, блок очереди заявок, генератор событий, задающий имитацию событий, происходящих в автомате на каждом шаге моделируемого процесса, блок очереди событий, блок обработки событий, содержащий параметры обработки событий, второй коммуникационный блок, блок формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге, осуществляющий формирование выходящего информационного потока в виде последовательности инструкций для автоматов, и блок обработки входящих инструкций на текущем временном шаге, проводящий анализ имеющихся входящих инструкций, полученных автоматом на предыдущих временных шагах, вход второго коммуникационного блока является сетевым входом автомата, выход второго коммуникационного блока соединен со входом пятнадцатого элемента логического выбора, первый выход которого соединен со входом блока обработки входящих инструкций на текущем временном шаге, а другой выход пятнадцатого элемента логического выбора является сетевым выходом автомата, выход блока обработки входящих инструкций на текущем временном шаге через шестнадцатый элемент логического выбора соединен, с одной стороны, со входом блока общих параметров автомата, а с другой стороны, со входом семнадцатого элемента логического выбора, выходы которого соединены, с одной стороны - со входом блока общих параметров событий, а с другой стороны - со входом восемнадцатого элемента логического выбора, при этом выходы блоков общих параметров автомата и общих параметров событий соединены соответственно со входом семнадцатого элемента логического выбора и со входом восемнадцатого элемента логического выбора, выходы восемнадцатого элемента логического выбора соединены, с одной стороны, со входом блока очереди заявок, а с другой стороны - со входом девятнадцатого элемента логического выбора, выходы девятнадцатого элемента логического выбора соединены, с одной стороны, со входом генератора событий, а с другой стороны - со входом двадцатого элемента логического выбора, выходы двадцатого элемента логического выбора соединены, с одной стороны, со входом блока очереди событий, а с другой стороны - со входом двадцать первого элемента логического выбора, выходы двадцать первого элемента логического выбора соединены, с одной стороны, со входом блока обработки событий, а с другой стороны - со входом двадцать второго элемента логического выбора, при этом выход блока очереди заявок через двадцать третий элемент логического выбора соединен со входом генератора событий и со входом девятнадцатого элемента логического выбора, выход генератора событий через двадцать четвертый элемент логического выбора соединен со входом блока очереди событий и со входом двадцатого элемента логического выбора, выход блока очереди событий через двадцать пятый элемент логического выбора соединен со входом блока обработки событий и со входом двадцать первого элемента логического выбора, выход блока обработки событий соединен со входом двадцать второго элемента логического выбора, выходы двадцать второго элемента логического выбора соединены, с одной стороны, со входом блока формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге, а с другой стороны - со входом второго коммуникационного блока, соединенного также с выходом блока формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге.

Автомат - имитатор обслуживающего устройства. Например, в модели производственной линии автоматами могут быть обозначены различные узлы этой линии, выполняющие различные функциональные задачи.

Система состоит из автоматов, шины опроса автоматов, центра управления системой, блока рассыла инструкции автоматов. Количество автоматов в системе произвольно и определяется характером и сложностью решаемых задач в процессе построения модели исследуемого процесса (явления) и может изменяться в процессе работы системы. Все автоматы равноправны по отношению друг к другу. Взаимодействие автоматов между собой осуществляется посредством коммуникационных блоков, являющихся неотъемлемыми частями каждого из них.

Каждый из автоматов осуществляет свое функционирование в соответствии с управляющими параметрами и настройками, установленными в момент построения модели исследуемого процесса; а также в соответствии с инструкциями, полученными непосредственно в процессе функционирования системы от автоматов и центра управления системой.

Шина опроса автоматов определяет последовательность опроса автоматов и не осуществляет при этом каких-либо иных действий.

Структура автомата.

Каждый автомат имеет блочную структуру и содержит следующие блоки:

- блок общих параметров автомата;

- блок общих параметров событий;

- блок очереди заявок;

- блок генерации событий;

- блок очереди событий;

- обработчик событий;

- коммуникационный блок;

- блок обработки входящих инструкций на текущем временном шаге;

- блок формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге.

Блок общих параметров автомата содержит, как следует из названия блока, параметры автомата, которые определяются исходя из особенностей моделируемого процесса и функции, осуществляемой автоматом. Автоматы могут иметь различное количество параметров, характеризующих их работу.

Блок общих параметров событий автомата содержит параметры событий, которые обрабатываются автоматом, которые также определяются исходя из особенностей моделируемого процесса и функции, выполняемой автоматом.

Имитация событий, происходящих в автомате на каждом шаге моделируемого процесса, задается блоком генерации событий. Данным блоком фактически определяется характер функционирования автомата, через заданные стохастические закономерности, варьирование характеристик которых позволяет проводить эффективную адаптацию функционирования автомата в процессе проведения моделирования. События, сгенерированные блоком генерации событий, после генерации помещаются в очередь событий блока очереди событий.

Связь каждого автомата со всей системой в целом осуществляется через коммуникационный блок. Вход и выход автомата являются сетевыми и являются соответственно входом и выходом.

Коммуникационной блок содержит параметры связей, сетевой вход и сетевой выход и осуществляет управление параметрами связей. Функция коммуникационного блока - обеспечение связей между элементами системы (прием - передача потока информации).

Блок очереди заявок содержит параметры очереди заявок и осуществляет формирование очереди заявок и управление параметрами очереди заявок.

Блок очереди событий содержит параметры очереди событий, формирует очередь событий и осуществляет управление параметрами очереди событий.

Обработчик событий содержит параметры обработки событий и осуществляет управление параметрами обработчика событий.

Инструкции - набор директив, указаний, команд и т.п., формируемых при опросе конкретного автомата и адресуемых автоматам, подключенным к шине опроса автоматов.

Назначение автомата в том, что он:

- осуществляет прием и обработку входящих информационных потоков, полученных от автоматов и центра управления системой;

- осуществляет собственную перенастройку посредством изменения значений управляющих параметров в соответствии с полученными из информационных потоков инструкциями;

- формирует очередь заявок на генерацию в последующие моменты времени определенных для него событий и изменение значений управляющих параметров;

- осуществляет генерацию определенных для него событий в соответствии с установленными параметрами и имеющимися заявками;

- формирует очередь событий, ожидающих обработки;

- осуществляет обработку событий, включенных в очередь событий в соответствии с установленными параметрами и способами обработки;

- осуществляет формирование выходящего информационного потока в виде последовательности инструкций для автоматов, включая при этом и самого себя;

- осуществляет передачу информационных потоков в сетевые входы автоматов, подключенных к шине опроса автоматов, действуя при этом через блок рассыла инструкций.

Информационные потоки возникают непосредственно в процессе работы системы и включают в себя инструкции по изменению любых параметров управляющих работой автоматов, включая команды на активацию (генерацию) и деактивацию (ликвидацию) автоматов.

Центр управления системой (ЦУС) содержит:

- блок общих параметров модели;

- блок анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели;

- блок вывода результатов;

- блок генерации автоматов;

- блок ликвидации автоматов;

- блок изменения параметров автомата;

- блок списка автоматов;

- блок рассыла инструкций на оптимизацию автоматов;

- коммуникационный блок.

Центр управления системой выполняет следующие функции:

- осуществляет анализ состояния системы; производит оптимизацию параметров автоматов;

- осуществляет генерацию новых автоматов и их подключение к шине опроса автоматов;

- осуществляет активацию ранее деактивированных автоматов;

- осуществляет ликвидацию автоматов и их отключение от шины опроса автоматов;

- осуществляет деактивацию автоматов без их отключения от шины опроса автоматов;

- управляет процессом опроса автоматов; осуществляет перенастройку автоматов посредством изменения значений управляющих параметров;

- осуществляет формирование выходящего информационного потока в виде последовательности инструкций для автоматов;

- осуществляет передачу информационных потоков в сетевые входы автоматов, включенных в систему, действуя при этом через блок рассыла инструкций на оптимизацию автоматов.

Каждый блок системы в целом осуществляет обработку потока информации, поступающей на вход блоков с выходов соответствующих блоков.

Вся система работает в пошаговом режиме. Шаг - элементарный период времени (секунда, минута, час, сутки и т.п.), выбираемый исходя из характера решаемой задачи в процессе построения модели.

Моделируемый период времени - совокупность элементарных периодов времени (шагов), по истечении которых моделирование процесса будет завершено.

На каждом шаге выполняются:

- анализ состояния системы;

- процедуры оптимизации параметров автоматов;

- отображение состояния системы и вывод текущих результатов в соответствии с заданными установками;

- генерация (создание) новых автоматов и их подключение со следующего шага к шине опроса автоматов на основании результатов произведенной оптимизации параметров автоматов;

- активация ранее деактивированных автоматов на основании результатов произведенной оптимизации параметров автоматов;

- ликвидация автоматов и их отключение со следующего шага от шины опроса автоматов на основании результатов произведенной оптимизации параметров автоматов;

- деактивация ранее активированных автоматов на основании результатов произведенной оптимизации параметров автоматов;

- обновление управляющих параметров настройки автоматов;

- последовательный опрос всех автоматов, подключенных к шине опроса на момент его проведения в порядке их подключения;

- обработка каждым из автоматов входящих информационных потоков, полученных от автоматов через блок рассыла инструкций и центра управления системой через блок рассыла инструкций на оптимизацию автоматов;

- формирование каждым из опрашиваемых автоматов очередей заявок на генерацию в последующие моменты времени определенных для него событий и изменение значений управляющих параметров;

- генерация каждым из автоматов определенных для него событий в соответствии с установленными параметрами и имеющимися заявками;

- формирование каждым из опрашиваемых автоматов очередей событий, ожидающих обработки;

- обработка каждым из опрашиваемых автоматов событий, подлежащих выполнению, включенных в очередь событий в соответствии с установленными параметрами и способами обработки;

- формирование каждым из опрашиваемых автоматов выходящего информационного потока в виде последовательности инструкций для автоматов;

- передача информационных потоков через блок рассыла инструкций в сетевые входы автоматов, подключенных к шине опроса автоматов.

При этом на каждом шаге всегда выполняются только те действия, которые подлежат выполнению в текущем периоде времени (на текущем временном шаге).

По истечении моделируемого периода времени (последовательного прохождения всех шагов) работа системы завершается выводом полученных результатов в соответствии с заданными установками системы.

Работа всей системы, а следовательно, и опрос автоматов начинается по команде, поступающей из центра управления системой (ЦУС).

В процессе опроса автоматов на текущем временном шаге определяется необходимо или нет осуществлять рассыл инструкций каждому из автоматов системы. Необходимость в рассыле инструкций устанавливается исходя из того, насколько начальные параметры автомата, их количественный и функциональный состав являются оптимальными для осуществления конкретного динамического процесса, вероятностный характер развития которого задан с помощью блоков общих параметров модели (центра управления системой) и генерации событий (автоматов).

Величина текущего временного шага задается в блоке общих параметров модели, исходя из характера моделируемого процесса, и является величиной, характерной для конкретных типов динамических процессов.

После того, как на текущем временном шаге опрос автоматов завершается, их параметры, количественный и функциональный состав оптимизируются в процессе рассыла инструкций.

После осуществления системой всех действий, подлежащих выполнению на текущем временном шаге, информация о завершении опроса автоматов поступает на вход центра управления системой (ЦУС), который, получив данную информацию и осуществив анализ и оптимизацию параметров автоматов, производит переход к следующему временному шагу и начинает проведение опроса автоматов уже на следующем временном шаге.

Таким образом, рассчитав и задав количество и величину текущего временного шага моделируемого процесса, исходя из вероятностной длительности всего процесса в целом, осуществляется последовательный опрос автоматов, участвующих в работе системы на каждом временном шаге. В процессе такого опроса осуществляется оптимизация моделируемого процесса по количественному и функциональному составу автоматов, оптимизация параметров автоматов и всего процесса в целом.

Центр управления системой.

Исходя из особенностей моделируемого процесса, осуществляется выбор параметров модели и автоматов. Начальные параметры модели и автоматов перед началом работы системы вводятся, например, оператором.

В процессе работы системы осуществляется анализ и оптимизация параметров автоматов и общих параметров модели, для этого в систему включен соответствующий блок.

В схеме ЦСУ присутствует также блок списка автоматов, который содержит информацию об автоматах, количественный, параметрический и функциональный состав которых был определен перед началом работы системы в процессе ввода начальных параметров.

Если в процессе работы системы будет сделан вывод о том, что целесообразно осуществление оптимизации автоматов, через соответствующий блок будет проведена рассылка инструкций на оптимизацию автоматов. Оптимизация автоматов может быть осуществлена:

1) В виде принятия решения о создании (генерации) нового автомата или активации ранее деактивированного. Для этого в схеме ЦСУ введен блок генерации автоматов. В случае принятия решения о создании (генерации) нового автомата данным блоком осуществляется создание нового автомата, отсутствующего в блоке списка автоматов перед началом работы системы, включение его в список автоматов системы и подключение к шине опроса автоматов. В случае принятия решения об активации ранее деактивированного автомата данным блоком производится восстановление доступности данного автомата в списке автоматов системы и подключение к шине опроса автоматов.

2) В виде принятия решения о ликвидации или деактивации автомата. Ликвидация автомата осуществляется блоком ликвидации автомата посредством ограничения доступа к информации об автомате, содержащейся в списке автоматов системы, и отключения автомата от шины опроса автоматов без возможности его последующего использования. В случае же деактивации автомата блоком ликвидации автомата производятся те же действия, что и при ликвидации автомата, однако при этом сохраняется возможность его дальнейшего использования после выполнения процедуры активации.

Таким образом, наличие или отсутствие того или иного автомата в схеме их опроса (подключения к шине опроса автоматов) с сохранением их в списке автоматов, участвующих в работе процесса, обеспечивает статистическую целостность полученных результатов, полноту и достоверность результатов моделирования.

3) В виде принятия решения об изменении параметров автомата.

Отличие предлагаемой системы моделирования и анализа динамических процессов от известных систем в наличии блоков генерации и ликвидации автоматов - обслуживающих устройств.

Система не только оптимизирует параметры заданных перед началом работы системы автоматов (как в известных системах), но и изменяет их количественный, функциональный и параметрический состав, что позволяет на каждом временном шаге оптимизировать систему не только путем изменения параметров заданных автоматов, но и путем введения новых или исключения из схемы опроса имеющихся автоматов. В процессе такой оптимизации осуществляется постоянное уточнение взаимовлияния различных параметров системы, корректировка связей между ними, выбор оптимальных связей исходя из степени взаимного влияния параметров друг на друга.

Сохранение в списке автоматов выбывших из опроса, на каком-либо временном шаге, автоматов позволяет значительно повысить достоверность модели и результатов ее анализа. При моделировании динамических процессов, имеющих вероятностный характер изменения, важно сохранить все статистические данные о процессе, поскольку точность результатов моделирования определяется полнотой собранной статистической информации.

Особенностью структуры автомата в соответствии с предлагаемым изобретением является наличие в нем блока генератора событий, блока формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге, блока обработки входящих инструкций на текущем временном шаге и коммуникационного блока.

В зависимости от характера моделируемого процесса в генераторе событий задаются стохастические закономерности наступления событий, характерных для данного процесса. Очередь событий в блоке очереди событий формируется из сгенерированных событий, также с учетом вероятностной последовательности событий. В процессе обработки заданных событий определяется необходимость проведения корректировок в параметрах автомата и событий. С этой целью в автомат введены блок формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге и блок обработки входящих инструкций на текущем временном шаге. В течение текущего временного шага в процессе работы системы с помощью данных блоков проводятся соответствующие корректировки общих параметров автомата и параметров событий. Необходимость проведения таких корректировок выявляется в процессе обработки событий, когда выявляется несоответствие или неоптимальность заданных изначально параметров автомата и событий относительно параметров моделируемого процесса (модели). Изменение хотя бы одного параметра автомата или события влечет необходимость рассыла инструкций в другие части системы для проведения соответствующих корректировок. Рассыл инструкций осуществляется по адресам, определенньм автоматом, сделавшим выводы о необходимости рассыла инструкции. Адреса являются составной частью инструкции. Автомат рассылает инструкции другим автоматам через блок рассыла инструкций.

После проведения оптимизации параметров автомата и событий на сетевой выход автомата поступает информация в виде рассыла инструкций о необходимости проведения соответствующих корректировок в системе в целом.

Таким образом, предлагаемая система моделирования и анализа динамических процессов позволяет расширить ее функциональные возможности по сравнению с известными системами, повысить точность и достоверность моделирования и анализа за счет того, что она обеспечивает учет и взаимовлияние всех элементов системы, позволяет осуществлять оптимизацию количественного, функционального и параметрического состава системы в процессе ее работы. Учитывается взаимовлияние различных элементов схемы друг на друга и на связи между ними. Точность моделирования также обеспечивается за счет того, что в статистической обработке данных, полученных в процессе работы системы, участвуют все ее элементы, присутствовавшие на различных этапах процесса. Полнота обрабатываемых данных обеспечивает достоверность обработки и точность получаемых результатов.

Таким образом, предлагаемая система моделирования и анализа динамических процессов решает следующие задачи:

- обеспечивает выявление взаимосвязей между различньми параметрами динамических процессов (например, финансово-хозяйственной деятельности предприятия) и их последующий мониторинг;

- обеспечивает определение взаимного влияния различных параметров системы друг на друга;

- позволяет провести классификацию и ранжирование параметров;

- обеспечивается нахождение оптимальной стратегии управления процессом.

Из уровня техники не выявлено решений, касающихся систем моделирования и анализа динамических процессов, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности - "новизна".

Совокупность признаков изобретения, обеспечивающих расширение функциональных возможностей, точности и достоверности системы моделирования и анализа динамических процессов, позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема опроса автоматов.

На фиг.2 изображена функциональная схема центра управления системой.

На фиг.3 изображена функциональная схема автомата.

Система моделирования и анализа динамических процессов содержит следующие блоки:

1. ЦУС - центр управления системой.

2. А1 -автомат 1.

3. А2 - автомат 2.

4. An - автомат n.

5. РИ - рассыл инструкций.

6-14 - элементы логического выбора.

15. ВНЗП - ввод начальных значений параметров.

16. ОПМ - общие параметры модели.

17. АиОПАиОПМ - анализ и оптимизация параметров автоматов и общих параметров модели.

18. ВР - вывод результатов.

19. ГА - генерация автоматов.

20. ЛА - ликвидация автоматов.

21. ИПА - изменение параметров автомата.

22. СА - список автоматов.

23. РИнОА - рассыл инструкций на оптимизацию автоматов.

24. ЗРС - завершение работы системы.

25. КБ - коммуникационный блок.

26. ИТВС - изменение текущего времени системы.

27. ШОА - шина опроса автоматов.

28 - 38 - элементы логического выбора.

39. КБ - коммуникационный блок.

40. ОВИнТВШ - обработка входящих инструкций на текущем временном шаге.

41. ОПА - общие параметры автомата.

42. ОПС - общие параметры событий.

43. 03 - очередь заявок.

44. ГС - генератор событий.

45. ОС - очередь событий.

46. ОбС - обработчик событий.

47. ФВИнТВШ - формирование выходящих инструкций на текущем временном шаге.

48-58 - элементы логического выбора.

Алгоритм работы системы моделирования и анализа динамических процессов.

Работа системы моделирования и анализа динамических процессов в соответствии с предлагаемым изобретением осуществляется в процессе опроса на текущих временных шагах автоматов - обслуживающих устройств системы (фиг.1). Назначение опроса автоматов системы в том, чтобы по его итогам внести соответствующие корректировки и изменения в количественный, функциональный и параметрический состав автоматов системы и связей между ними путем рассылки соответствующих инструкций автоматам.

Управляющий сигнал на начало опроса автоматов на текущем временном шаге поступает из центра управления системой 1.

Опрос всегда начинается с первого автомата 2, подключенного к шине опроса автоматов. На данном этапе блок рассыла инструкций не активирован и рассыл инструкций не осуществляется. В связи с чем сигнал с выхода автомата 2 через выход "нет" элемента 6 логического выбора поступает на вход элемента 7 логического выбора.

Если на выходе автомата 2 были сформированы инструкции, элемент 7 делает вывод о необходимости рассыла инструкций и с выхода "да" выдает директиву блоку 5 на рассыл инструкций, происходит активация блока 5.

Если рассыл инструкций проводить не надо, система по шине опроса переходит к опросу следующего автомата 3 и т.д.

Блок 5 рассыла инструкций выполняет свою функцию, если он активирован.

Активирование блока 5 производится в случае необходимости рассыла инструкций, сформированных на выходах автоматов 2, 3, 4. В этом случае из блоков 2, 3, 4 через выход "нет" элементов 6, 8, 10 логического выбора и выход "да" элементов 7, 9, 11 логического выбора на вход блока 5 поступает сигнал на рассыл инструкций. После этого блок 5 считается активированным до момента завершения рассыла инструкций.

Рассыл инструкций производится по адресам, указанным в инструкциях, ими могут быть блоки 2, 3, 4. Рассыл инструкций производится блоком 5 рассыла инструкций через выход "нет" элемента 12 логического выбора. В этом случае блоки, получившие инструкции, после их получения возвращают управление блоку 5 рассыла инструкций с выходов "да" элементов 6, 8, 10 логического выбора.

После завершения рассыла инструкций блок 5 рассыла инструкций деактивируется и через выход "да" элемента 12 логического выбора переходит к элементам 14 и 13 логического выбора в зависимости от того, рассыл инструкций какого из автоматов производился 2, 3 или 4. В результате чего через элементы 14 и 13 и шину опроса автоматов управление передается автомату, следующему за опрошенным.

После того, как на текущем временном шаге опрос всех автоматов системы завершился, управление передается центру управления системой 1, где производится анализ результатов, полученных на текущем временном шаге, оптимизация состава автоматов и их параметров, вывод результатов и переход к следующему текущему временному шагу. После чего, в том случае если моделируемый период времени не исчерпан и не поступало требований на завершение процесса моделирования, подается новый управляющий сигнал на начало опроса автоматов на следующем текущем временном шаге из центра управления системой 1.

Центр управления системой (фиг.2) работает по следующему алгоритму.

В зависимости от типа и характера процесса, который необходимо смоделировать и проанализировать, осуществляется выбор начальных значений параметров моделируемого процесса и автоматов. Вся собранная информация о моделируемом процессе (входящая информация) предварительно обрабатывается, приводится в вид, удобный для обработки.

Начальные параметры модели и автоматов вводятся в блок 15 - блок ввода начальных значений параметров. Блок 15 содержит конкретные значения параметров модели и автоматов, сгруппированных для удобства их дальнейшей обработки по видам и рангам. В этом же блоке производится и формирование всех элементов системы моделирования в целом, включая список автоматов и параметры их работы.

Посредством блока 15 общие параметры модели и автоматов могут быть изменены оператором в любой момент работы системы. Таким образом, оператору предоставляется возможность не только определять в соответствии с поставленной задачей состав, структуру модели и ее параметры, но и оперативно вмешиваться в ее системы, изменяя ход моделируемого процесса.

Сигнал с выхода блока 15 через элемент 28 логического выбора, определяющий необходимость в изменении общих параметров модели, поступает в общую схему центра управления системой.

Работа системы на первом временном шаге заключается в проверке необходимости изменения параметров модели и передаче управления коммуникационному блоку 25 для начала опроса автоматов. При этом для элементов 28 и 38 логического выбора устанавливается выход "да", а для элементов 29 и 30 логического выбора - "нет".

Критерием необходимости внесения изменений в систему является сравнение значений параметров блока 16 общих параметров модели и блока 15 начальных значений параметров. Если при опросе значения параметров данных блоков расходятся, следовательно, последуют соответствующие изменения параметров, содержащихся в блоке 16 общих параметров модели.

После завершения опроса автоматов на текущем временном шаге управление передается через коммуникационный блок 25 и выход "нет" элемента 38 логического выбора элементу 28 логического выбора.

В этом случае, если по результатам опроса автоматов на текущем временном шаге не требуется изменений общих параметров модели и значения общих параметров модели в блоке 15 совпадают со значениями, установленными в блоке 16 общих параметров модели, сигнал с выхода "нет" элемента 28 поступает на вход элемента 29 логического выбора. В противном случае в блоке 16 общих параметров модели производится необходимая корректировка их значений.

В случае необходимости проведения анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели сигнал с выхода "да" элемента 29 логического выбора поступает на вход блока 17 анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели.

Если анализ и оптимизация нецелесообразны, тогда сигнал с выхода "нет" элемента 29 поступает на вход элемента 30 логического выбора.

В случае необходимости вывода результатов сигнал с выхода "да" элемента 30 поступает на вход блока 18 вывода результатов.

Если вывод результатов нецелесообразен, тогда сигнал с выхода "нет" элемента 30 поступает на вход коммуникационного блока 25.

В случае передачи управления коммуникационному блоку 25 элементами 30, 32 и 37 логического выбора дальнейшая передача управления производится блоку 26 изменения текущего времени системы через выход "да" элемента 38. Происходит переход к следующему временному шагу, после чего из блока 26 производится переход на начало опроса автоматов на текущем временном шаге и управление передается шине опроса автоматов 27.

После завершения опроса автоматов на текущем временном шаге управление снова передается через коммуникационный блок 25 и выход "нет" элемента 38 элементу 28 и т.д.

Если по результатам работы блока 17 будет сделан вывод о том, что анализ и оптимизация параметров автоматов и общих параметров модели не нужен, сигнал с выхода блока 17 через выход "нет" элемента 31 поступит на вход элемента 30. После чего элемент 30 выполняет свои действия так, как было описано выше.

Если по результатам работы блока 17 будет сделан вывод о завершении работы или о проведении оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели, тогда сигнал с выхода "да" элемента 31 поступает на вход элемента 33. В этом случае, если в блоке 17 было принято решение о необходимости завершения работы, сигнал с выхода "да" элемента 33 поступает на вход блока 18 вывода результатов, после чего сигнал "да" с выхода элемента 32 поступает в блок 24 завершения работы системы.

Если по результатам работы блока 17 будет сделан вывод о необходимости оптимизации параметров автоматов, тогда сигнал через выход "нет" элемента 33 поступает на вход блока 23 рассыла инструкций на оптимизацию автоматов. После чего блок 23 активируется и находится в таком состоянии до завершения рассыла инструкций на оптимизацию автоматов.

До тех пор, пока блок 23 находится в активированном состоянии (происходит рассыл инструкций на оптимизацию автоматов), сигнал с выхода блока 23 через выход "нет" элемента 37 поступает на входы блоков 19, 20, 21 через соответствующие элементы 34, 35, 36 логического выбора в зависимости от характера выполняемой инструкции по оптимизации автоматов и их функционального назначения.

При обработке инструкции на изменение параметров автоматов с выхода "да" элемента 36 сигнал поступает на вход блока 21 изменения параметров автоматов. После исполнения поступившей инструкции блоком 21 изменения параметров автомата управление передается блоку 22 списка автоматов для выполнения необходимых корректировок списка автоматов.

При обработке инструкции на ликвидацию или деактивацию автомата с выхода "нет" элемента 36 и выхода "да" элемента 35 сигнал поступает на вход блока 20 ликвидации автомата. После исполнения поступившей инструкции блоком 20 ликвидации автомата управление передается блоку 22 списка автоматов для выполнения необходимых корректировок списка автоматов.

При обработке инструкции на создание или активацию автомата с выходов "нет" элементов 36, 35 и выхода "да" элемента 34 сигнал поступает на вход блока 19 генерации автомата. После исполнения поступившей инструкции блоком 19 генерации автомата управление передается блоку 22 списка автоматов для выполнения необходимых корректировок списка автоматов.

После завершения блоком 22 необходимых корректировок списка автоматов управление снова передается блоку 23.

В том случае, если рассыл инструкций на оптимизацию автоматов еще не завершен, описанный выше цикл повторяется снова до тех пор, пока все инструкции на оптимизацию автоматов не будут обработаны.

После завершения обработки всех инструкций на оптимизацию автоматов блок 23 рассыла инструкций на оптимизацию автоматов деактивируется и сигнал с выхода блока 23 через выход "да" элемента 37 поступает на вход коммуникационного блока 25.

В том случае, если управление коммуникационному блоку 25 передается элементами 30, 32 и 37, с выхода блока 25 подается сигнал через выход "да" элемента 38 на вход блока 26 изменения текущего времени системы для перехода к опросу автоматов на следующем текущем временном шаге.

В случае же поступления в коммуникационный блок 25 входящего сигнала от шины опроса автоматов 27 после завершения опроса автоматов на текущем временном шаге с выхода коммуникационного блока 25 подается сигнал через выход "нет" элемента 38 элементу 28, который осуществляет свои действия так, как описано выше. И система снова переходит к анализу итогов своей работы на текущем временном шаге.

Таким образом, работа элемента 38 зависит от того, откуда поступил сигнал на вход коммутационного блока 25. Если на вход блока 25 сигнал поступил по завершении опроса автоматов на текущем временном шаге, сигнал проходит через выход "нет" данного элемента. В противном случае сигнал проходит через выход "да".

Вход и выход каждого автомата (фиг.3) являются соответственно сетевьм входом и сетевьм выходом. Таким образом, информация в автомат может поступить только из системы и быть передана только в систему. Других внешних связей (вне системы) автомат не имеет. По сетевому входу автомат осуществляет прием входящих информационных потоков, полученных от других автоматов через блок рассыла инструкций и центра управления системой. По сетевому выходу автомат осуществляет передачу выходящих из него информационных потоков (инструкций) блоку рассыла инструкций.

По сетевому входу сигнал поступает на вход коммуникационного блока 39, являющегося неотъемлемой частью структуры автомата.

В момент начала работы автомат не содержит никаких выходящих инструкций для других автоматов, поскольку они формируются автоматом только после завершения своей работы на текущем временном шаге.

В том случае, если обращение к автомату через сетевой вход произведено блоком 5 рассыла инструкций (фиг.1) и данный блок активирован, коммуникационным блоком 39 автомата производится только прием переданных ему инструкций, после чего через выход "да" элемента 48 на сетевой выход подается сигнал о завершении работы автомата.

Если же обращение к автомату инициировано шиной опроса автоматов, то коммуникационным блоком 39 через выход "нет" элемента 48 управление передается блоку 40 обработки входящих инструкций на текущем временном шаге, который производит анализ имеющихся входящих инструкций, полученных автоматом на предыдущих временных шагах.

Входящие инструкции, полученные автоматом от блока 5 рассыла инструкций (фиг.1) на текущем временном шаге, принимаются к обработке только на следующем текущем временном шаге.

Поэтому при первом временном шаге сигнал с выхода блока 40 через выходы "нет" элементов 49, 50 и выход "да" элемента 51 подается на вход блока 43 очереди заявок в случае наличия в блоке нереализованных заявок или далее через выход "нет" элемента 51 к элементам 52, 53, 54, 58.

Блок 43 содержит заявки на генерацию событий, обрабатываемых данным автоматом, и формирует очередь из таких заявок. Заявки на генерацию событий задаются входящими инструкциями, полученными автоматом от блока 5 рассыла инструкций (фиг.1). В связи с чем работа блока 43 начинается с помещения в очередь заявок, полученных автоматом на предыдущем временном шаге.

В том случае, если в очереди заявок имеется на момент проведения опроса хотя бы одна заявка, время исполнения которой наступило, блок 43 посылает через выход "да" элемента 55 сигнал на вход блока 44 генератора событий. В противном случае через выход "нет" элемента 55 управление передается элементу 52 логического выбора.

Элементом 52 через выход "да" передается управление блоку 44 генератора событий только в том случае, если на текущем временном шаге общими параметрами автомата и общими параметрами событий предусмотрена генерация событий, обрабатываемых данным автоматом или же входящими инструкциями, полученными автоматом от блока 5 рассыла инструкций (фиг.1), определена необходимость изменения общих параметров генератора событий. В связи с чем работа блока 44 начинается с корректировки общих параметров генератора событий, полученных автоматом на предыдущем временном шаге, при наличии таковых.

Если же генерация событий на текущем временном шаге не предусмотрена или корректировка общих параметров генератора событий не требуется, элементом 52 через выход "нет" управление передается элементу 53.

Блок 44 генератора событий содержит в себе стохастические закономерности происхождения событий, обрабатываемых данным автоматом, и их параметры. Работа блока 44 генератора событий осуществляется по определенному алгоритму, который задается при вводе начальных значений параметров системы в зависимости от особенностей моделируемого процесса и характера происходящих в нем динамических процессов с учетом вероятности происхождения событий данного вида, присущих данному процессу. Точность процесса моделирования, как уже отмечалось, определяется именно тем, как точно задан алгоритм этого процесса в блоке 44 генератора событий.

В том случае, если в результате работы блоком 44 генератора событий сгенерировано происхождение хотя бы одного события, обрабатываемого данным автоматом, блок 44 посылает через выход "да" элемента 56 сигнал на вход блока 45 очереди событий. В противном случае через выход "нет" элемента 56 управление передается элементу 53.

Элементом 53 через выход "да" передается управление блоку 45 очереди событий только в том случае, если на текущем временном шаге входящими инструкция, полученными автоматом от блока 5 рассыла инструкций (фиг.1), задана корректировка параметров очереди событий. В связи с чем работа блока 45 очереди событий в этом случае начинается с корректировки параметров очереди событий. Если же корректировка параметров очереди событий на текущем временном шаге не задана, элементом 53 через выход "нет" управление передается элементу 54.

В том случае, если в очереди событий имеется на момент проведения опроса хотя бы одно событие, время наступления которого наступило, блок 45 посылает через выход "да" элемента 57 сигнал на вход блока 46 обработчика событий. В противном случае через выход "нет" элемента 57 управление передается элементу 54.

Элементом 54 через выход "да" передается управление блоку 46 обработчика событий только в том случае, если на текущем временном шаге общими параметрами автомата и общими параметрами событий предусмотрена обработка событий, обрабатываемых данным автоматом или же входящими инструкциями, полученными автоматом от блока 5 рассыла инструкций (фиг.1), определена необходимость изменения общих параметров обработчика событий. В связи с чем работа блока 46 обработчика событий в этом случае начинается с корректировки параметров обработчика событий.

Если же обработка событий на текущем временном шаге не предусмотрена или корректировка общих параметров обработчика событий не требуется, элементом 54 через выход "нет" управление передается элементу 58.

После завершения своей работы блок 46 обработчика событий передает управление элементу 58.

Таким образом, на вход каждого из блоков - 43, 44, 45 и 46 сигнал может поступать как с выхода одного блока на вход другого в указанной последовательности (в случае, если необходимо произвести изменения относительно начального состояния этих блоков), так и из сети для соответствующей обработки поступающих инструкций в соответствии с функциональным назначением каждого блока.

В том случае, если все входящие инструкции обработаны, но есть необходимость формирования выходящих инструкций, с выхода "да" элемента 58 сигнал поступает на вход блока 47 формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге. В противном случае с выхода "нет" элемента 58 сигнал поступает на вход коммуникационного блока 39 для завершения работы автомата на текущем временном шаге.

После формирования выходящих инструкций в блоке 47 управление также передается коммуникационному блоку 39 для завершения работы автомата на текущем временном шаге.

Коммуникационный блок 39 после получения управления от элемента 59 или блока 47 формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге через выход "да" элемента 48 логического выбора подает на сетевой выход сигнал о завершении работы автомата и необходимости осуществления рассыла инструкций, сформированных блоком 47, другим автоматам. На этом опрос автомата заканчивается.

Элементы логического выбора могут быть получены аналогично блоку 18 анализа параметров по патенту РФ №2101762, содержащему несколько ячеек ОЗУ, в которых записаны эталонные значения параметров, и одной ячейки ОЗУ, куда записывается поступившее значение параметра. Поступившее значение сравнивается с эталонным, и на соответствующий выход блока поступает сигнал, соответствующий значению входного параметра. Функция элементов логического выбора - перенаправление потока входящей информации. На входе и выходе элементов логического выбора - поток информации, который необходимо соответствующим образом перенаправить в зависимости от результата сравнения одного из его параметров с эталонным значением. В зависимости от результатов этого сопоставления поток информации перенаправляется на соответствующий выход элемента логического выбора.

Блок 15 ввода начальных значений параметров (ВНЗП) пояснений не требует, это не что иное, как действия оператора, осуществляющего ввод начальных значений параметров моделируемого процесса.

Блок 16 общих параметров модели (ОПМ) предназначен для ввода, хранения данных - общих параметров модели, считывания и обновления данных и т.п. и может быть выполнен аналогично устройству по патенту РФ №2101762. При этом входом блока 16 ОПМ является вход блока 14 управления устройства по патенту №2101762. Выходом блока 16 ОПМ является выход блока 11 оперативной памяти устройства по патенту №2101762.

Блок 17 анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели (АиОПАиОПМ) может быть получен аналогично устройству для выбора рационального варианта по патенту РФ №2202822, предназначенному для принятия решений с учетом экспертных оценок. При этом с выхода элемента логического выбора 29 на вход блока 17 засылаются параметры, характеризующие текущую ситуацию. Параметры эталонной ситуации устанавливаются в момент построения модели исследуемого процесса, а также в соответствии с инструкциями, полученными непосредственно в процессе функционирования системы от автоматов и центра управления системой, и хранятся, в блоке 16 - общих параметров модели, блоке 41 - общих параметров автомата, блоке 42 - общих параметров событий.

Блок 17 в заявляемом изобретении по результатам работы системы на предыдущем шаге устанавливает необходимость осуществления анализа и оптимизации общих параметров автоматов и модели и непосредственно осуществляет такой анализ и оптимизацию, т.е. блок 17 осуществляет оперативный ситуационный контроль.

Вывод результатов (блок 18 - ВР) может быть осуществлен следующим образом: с помощью устройства, полученного аналогично устройству для регистрации параметров технологических процессов по патенту №2117988, осуществляется регистрация параметров, а затем осуществляется вывод этих результатов на дисплей, на печатающее устройство и т.п.

Блок 19 - генерация (создание) автоматов (ГА), блок 20 - ликвидация автоматов (ЛА), блок 22 - список автоматов (СА) могут быть реализованы аналогично устройству для хранения и поиска информации в памяти по патенту РФ №2101762.

Блок 21 - изменение параметров автомата (ИПА), блок 23 - рассыл инструкций на оптимизацию автоматов (РИнОА), блок 5 - рассыл инструкций (РИ) могут быть получены аналогично устройству обработки данных по патенту РФ №2137182.

Коммуникационные блоки 25 и 39 (КБ) предназначены для передачи данных и могут быть получены аналогично модулю коммуникационной сети по патенту РФ №2178584, предназначенному для использования при построении средств коммутации многопроцессорных вычислительных и управляющих систем, систем сбора информации и информационно-измерительных систем.

В блоке 26 - изменение текущего времени системы (ИТВС) - происходит изменение значения переменной (времени) на единицу. Данный блок может быть получен аналогично устройству для хранения и поиска информации в памяти по патенту РФ №2101762.

Блок 27 - шина опроса автоматов (ШОА) может быть получен аналогично шинной системе для передачи сообщений по патенту РФ №2199186.

Блок 40 - обработки входящих инструкций на текущем временном шаге (ОВИнТВШ), блок 41 - общих параметров автомата (ОПА), блок 42 - общих параметров событий (ОПС), блок 43 - очередь заявок (03), блок 44 - генератор событий (ГС), блок 45 - очередь событий (ОС), блок 46 - обработчик событий (ОбС), блок 47 - формирование выходящих инструкций на текущем временном шаге (ФВИнТВШ) могут быть получены аналогично программному автомату по патенту РФ №2106675. Программный автомат по патенту №2106675 обладает достаточной степенью универсальности, позволяет благодаря наличию матриц перестраивать автомат на различные алгоритмы управления.

Изобретение относится к технике аналогового, цифрового и цифроаналогового моделирования и анализа различных динамических процессов, происходящих в природе и обществе. Техническим результатом является создание системы моделирования и анализа динамических процессов, позволяющей осуществлять построение модели исследуемого процесса (явления), способной изменяться в процессе работы системы и адаптироваться к текущему состоянию системы. Система состоит из автоматов, шины опроса автоматов, центра управления системой. Количество автоматов в системе произвольно и определяется характером и сложностью решаемых задач в процессе построения модели исследуемого процесса (явления) и может изменяться в процессе работы системы. Взаимодействие автоматов между собой осуществляется посредством коммуникационных блоков. 3 ил.

Система моделирования и анализа динамических процессов, содержащая, по меньшей мере, одно рабочее место оператора, предназначенное для ввода информационных баз данных из внешних источников информации, элементы логического выбора, предназначенные для перенаправления потока входящей информации на соответствующий выход в зависимости от результатов сравнения одного из входящих параметров с эталонным значением, записанным в памяти указанного элемента; центр управления системой, соединенный через шину опроса с каждым автоматом системы, которые, в свою очередь, соединены между собой, кроме того, автоматы объединены между собой посредством шины опроса автоматов, вход и выход каждого автомата являются соответственно сетевым входом и сетевым выходом автомата, вход и выход центра управления системой соединены последовательно с шиной опроса; система содержит первый блок рассыла инструкций, предназначенный для формирования выходящего информационного потока в виде последовательностей инструкций для автоматов, при этом выход каждого автомата системы через первый элемент логического выбора соединен со входом первого блока рассыла инструкций непосредственно и через второй элемент логического выбора, соединенный последовательно с первым элементом логического выбора, второй выход второго элемента логического выбора подключен к шине опроса, выход первого блока рассыла инструкций через третий элемент логического выбора соединен со входом каждого автомата системы и с шиной опроса, при этом через второй выход третьего элемента логического выбора выход первого блока рассыла инструкций соединен через соответствующий дополнительный элемент логического выбора и через шину опроса со входом каждого автомата, следующего за первым автоматом, с возможностью передачи управления автомату, следующему за опрошенным; центр управления системой содержит блок общих параметров модели, вход которого через четвертый элемент логического выбора соединен с выходом блока ввода начальных значений параметров, блок анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели, осуществляющий анализ указанных параметров с целью их оптимизации или завершения работы, блок генерации автоматов, блок ликвидации автоматов, блок изменения параметров автоматов, осуществляющий перенастройку автоматов посредством изменения значений управляющих параметров, и блок списка автоматов, второй блок рассыла инструкций, предназначенный, как и первый блок рассыла инструкций, для формирования выходящего информационного потока в виде последовательностей инструкций для автоматов, блок вывода результатов, первый коммуникационный блок и блок изменения текущего времени системы, при этом выход блока общих параметров модели через пятый элемент логического выбора соединен со входом блока анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели и через шестой элемент логического выбора, соединенный последовательно с пятым элементом логического выбора - со входом первого коммуникационного блока, выход блока анализа и оптимизации параметров автоматов и общих параметров модели через седьмой элемент логического выбора соединен со входом шестого элемента логического выбора, а по другому выходу седьмого элемента логического выбора блок анализа и оптимизации параметров автомата и общих параметров модели через восьмой элемент логического выбора соединен с блоком вывода результатов и со вторым блоком рассыла инструкций, выход второго блока рассыла инструкций через девятый элемент логического выбора соединен с одной стороны - со входом первого коммуникационного блока, а с другой стороны через соответствующие элементы логического выбора - десятый, одиннадцатый и двенадцатый - с блоками изменения параметров автоматов, генерации автоматов, ликвидации автоматов, выходы блоков генерации автоматов, ликвидации автоматов и изменения параметров автоматов и вторые выходы логических элементов на входе данных блоков соединены со входом блока списка автоматов, выход которого соединен со входом второго блока рассыла инструкций, выход блока вывода результатов связан через тринадцатый элемент логического выбора со входом блока завершения работы и со входом первого коммуникационного блока, выход первого коммуникационного блока соединен через четырнадцатый элемент логического выбора с одной стороны со входом четвертого элемента логического выбора, а с другой стороны - со входом блока изменения текущего времени системы, вход первого коммуникационного блока и выход блока изменения текущего времени системы соединены шиной опроса, при этом вход первого коммуникационного блока является входом центра управления системой, а выход блока изменения текущего времени системы является выходом центра управления системы; каждый автомат содержит блок общих параметров автомата, предназначенный для хранения параметров автомата, определяемых, исходя из особенностей моделируемого процесса и функции, выполняемой автоматом, блок общих параметров событий, предназначенный для хранения параметров событий, обрабатываемых автоматом, блок очереди заявок, генератор событий, задающий имитацию событий, происходящих в автомате на каждом шаге моделируемого процесса, блок очереди событий, блок обработки событий, содержащий параметры обработки событий, второй коммуникационный блок, блок формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге, осуществляющий формирование выходящего информационного потока в виде последовательности инструкций для автоматов, и блок обработки входящих инструкций на текущем временном шаге, проводящий анализ имеющихся входящих инструкций, полученных автоматом на предыдущих временных шагах, вход второго коммуникационного блока является сетевым входом автомата, выход второго коммуникационного блока соединен со входом пятнадцатого элемента логического выбора, первый выход которого соединен со входом блока обработки входящих инструкций на текущем временном шаге, а другой выход пятнадцатого элемента логического выбора является сетевым выходом автомата, выход блока обработки входящих инструкций на текущем временном шаге через шестнадцатый элемент логического выбора соединен с одной стороны со входом блока общих параметров автомата, а с другой стороны - со входом семнадцатого элемента логического выбора, выходы которого соединены с одной стороны со входом блока общих параметров событий, а с другой стороны - со входом восемнадцатого элемента логического выбора, при этом выходы блоков общих параметров автомата и общих параметров событий соединены соответственно со входом семнадцатого элемента логического выбора и со входом восемнадцатого элемента логического выбора, выходы восемнадцатого элемента логического выбора соединены с одной стороны со входом блока очереди заявок, а с другой стороны - со входом девятнадцатого элемента логического выбора, выходы девятнадцатого элемента логического выбора соединены с одной стороны со входом генератора событий, а с другой стороны - со входом двадцатого элемента логического выбора, выходы двадцатого элемента логического выбора соединены с одной стороны - со входом блока очереди событий, а с другой стороны - со входом двадцать первого элемента логического выбора, выходы двадцать первого элемента логического выбора соединены с одной стороны - со входом блока обработки событий, а с другой стороны - со входом двадцать второго элемента логического выбора, при этом выход блока очереди заявок через двадцать третий элемент логического выбора соединен со входом генератора событий и со входом девятнадцатого элемента логического выбора, выход генератора событий через двадцать четвертый элемент логического выбора соединен со входом блока очереди событий и со входом двадцатого элемента логического выбора, выход блока очереди событий через двадцать пятый элемент логического выбора соединен со входом блока обработки событий и со входом двадцать первого элемента логического выбора, выход блока обработки событий соединен со входом двадцать второго элемента логического выбора, выходы двадцать второго элемента логического выбора соединены с одной стороны со входом блока формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге, а с другой стороны - со входом второго коммуникационного блока, соединенного также с выходом блока формирования выходящих инструкций на текущем временном шаге.