Record Details

Teaching modelling of distributed information and control systems to students using the method of simulation modelling

Open Education

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Teaching modelling of distributed information and control systems to students using the method of simulation modelling
Обучение студентов моделированию распределенных информационно- управляющих систем методом имитационного моделирования
 
Creator A. Gabalin V.; V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences
А. Габалин В.; Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
 
Subject teaching modelling; simulation models; GPSS system; information and control system system structure
обучение моделированию; имитационные модели; система GPSS; информационно-управляющая система; структура системы
 
Description Mathematical modelling is one of the most effective means to study the complex systems and processes. One of the most convenient means of mathematical modelling used in the analysis of functioning of systems of this class are simulation models that describe the structure and behavior of the system in the form of a program for the PC and allow conducting computer experiments with the aim of obtaining the necessary data on the functioning of the elements and the system as a whole during certain time intervals. Currently, the simulation tools market presents a large number of different simulation systems. However, the selection of suitable tools is very important. Specialized programs in particular are GPSS World, MATLAB/ Simulink, and AnyLogic. Distributed information and control systems (ICS) are dispersed in space multifunctional coherent set of stationary and moving elements with developed technical means of reception, transmission and processing of information. The task is to determine a rational structure of ICS, system-planned indicators of quality of development and functioning of which meet specified requirements under given structural constraints, characteristics of information flows, and parameters of technical tools. For experimental research of functioning processes of the described system a simulation model was developed. This model allows obtaining and evaluating such functional characteristics as the degree of technical means utilization, waiting time of information in queues for service, the level of efficiency of transmission and processing of information, the time of forming a single media and etc. The model also allows evaluating the performance of the system depending on the flight schedule, flight paths, characteristics of technical means, the system structure, failure of individual elements and depending on other parameters. The developed simulation model in GPSS allows students to master the subject area deeply enough – the system of collecting telemetry, ballistic and other information, to understand how the devices for collecting and transmitting information operate, how their work is described with simulation models and how you can analyze and adjust the structure and characteristics of the entire simulated system and its separate elements with the use of the simulation model. A course paper is done based on the given model.
Математическое моделирование является одним из наиболее эффективных средств исследования самых сложных систем и процессов. Одним из наиболее удобных средств математического моделирования, применяемых при анализе функционирования систем рассматриваемого класса, являются имитационные модели, которые описывают структуру и поведение системы в виде программы для ПК и позволяют проводить машинные эксперименты с целью получения необходимых данных о функционировании элементов и системы в целом в течение определенных интервалов времени. В настоящее время на рынке средств имитационного моделирования представлено достаточно обширное количество различных систем имитационного моделирования. Вместе с тем, выбор подходящих инструментальных средств является весьма важной задачей. Специализированными программами, в частности, являются: GPSS World, MATLAB/Simulink , а также AnyLogic. Распределенные информационно-управляющие системы (ИУС) представляют собой рассредоточенные в пространстве многофункциональные взаимосвязанные совокупности стационарных и подвижных элементов с развитыми техническими средствами приема, передачи и обработки информации. Задача заключается в том, чтобы при заданных структурных ограничениях, характеристиках информационных потоков, параметрах технических средств определить рациональную структуру ИУС, системно-плановые показатели качества развития и функционирования которой удовлетворяют заданным требованиям. Для экспериментальных исследований процессов функционирования описанной системы была разработана имитационная модель. Эта модель позволяет получать и оценивать такие функциональные характеристики как степень загрузки технических средств, длительность ожидания информации в очередях на обслуживание, уровень оперативности передачи и обработки информации, время формирования единого носителя и др. Модель позволяет также оценивать качество функционирования системы в зависимости от расписания полетов, траекторий движения ЛА, характеристик технических средств, структуры системы, выхода из строя отдельных элементов и от других параметров. Разработанная имитационная модель на GPSS позволяет студентам достаточно глубоко освоить предметную область - систему сбора телеметрической, баллистической и другой информации, разобраться как работают устройства передачи и сбора информации, как описывается их работа с помощью имитационной модели и как с помощью имитационной модели можно анализировать и корректировать структуру и характеристики всей моделируемой системы и отдельных ее элементов. На базе данной модели построена курсовая работа. 
 
Publisher Plekhanov Russian University of Economics
 
Contributor —
—
 
Date 2017-07-08
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://openedu.rea.ru/jour/article/view/408
10.21686/1818-4243-2017-3-13-21
 
Source Open Education; № 3 (2017); 13-21
Открытое образование; № 3 (2017); 13-21
2079-5939
1818-4243
10.21686/1818-4243-2017-3
 
Language rus
 
Relation http://openedu.rea.ru/jour/article/view/408/326
Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. СПб.: Корона, 2004.
Советов Б.Я. Имитационное моделирование систем. Петродворец: ВУНЦ ВМФ, 2010.
Киндинова В.В., Кринецкий Е.О., Кузнецова Е.В. Проблемы преподавания имитационного моделирования при подготовке специалистов аэрокосмической области. Материалы международной конференции по неравномерным процессам в соплах и струях. М.: МАИ, 2016. C. 555–556.
Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 400 с.
Кузнецова Т.А., Мещеряков В.А. Сравнение программных средств имитационного моделирования систем массового обслуживания. Материалы международной научно-практической конференции студентов и аспирантов. Омск: Фонд национальной стратегии развития. 2015. C. 187–192.
Мещеряков В.А., Денисов В.П. Экономико- математические методы: основные понятия и применение в выпускной квалификационной работе: учебное пособие. Омск: ОмГТУ, 2010. 84 с
Томашевский В.Н. Имитационное моделирование в среде GPSS М. Бестселлер, 2010.
Рыжиков Ю.И. Оценка системы моделирования GPSS WORLD // Информационно-управляющие системы. 2003. №2–3. C. 30–38.
Мещеряков В.А., Денисов В.П., Денисова Л.А. Обучение студентов имитационному моделированию систем массового обслуживания в MATLAB // Сб. матер. 1 форума Сибири. Омск: ООО «Асмин Принт». 2013. С. 179–181.
Мещеряков В.А. Программное обеспечение научного творчества студентов при изучении экономико-математических дисциплин // Восемнадцатые Апрельские Экономические Чтения. Матер. межд. научн.-практ. конф. (23 апреля 2013 г.) Омск: ООО «Компания «ПА- РАГРАФ», 2013. С. 227–229.
Наумов В.Н. Об обучении студентов направления «Бизнес-информатика» моделированию систем // Бизнесинформ. 2012. №7. С. 189–193.
Лычкина Н.Н. Имитационное моделирование экономических процессов. Учебное пособие. М.: ИНФРА-М, 2012. 254 с.
Горбунов А.Р., Лычкина Н.Н. Парадигмы имитационного моделирования: новое в решении задач стратегического управления // Бизнес-информатика. 2007. №2. С. 60–66.
Цвиркун А.Д., Акинфиев В.К., Филиппов В.А. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1985.
Габалин А.В. Вопросы оптимизации структуры распределенных систем обработки информации // Прикладная информатика. 2007. №6.
Габалин А.В. Применение математических моделей для управления сложными системами // 54 научная конференция МФТИ «Проблемы фундаментальных и прикладных, естественных и технических наук в современном информационном обществе». Секция корпоративных систем управления. Матер. конф. М.: МФТИ, 2011.
Габалин А.В. Применение математического моделирования на этапе проектирования информационных систем // Тезисы научной сессии НИЯУ, секция информационно-телекоммуникационые системы. М.: МИФИ, 2011. Т. 3.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).