Simulace.info - User contributions [en]

SS 2012/2013/cs

2013-06-28T02:19:10Z

Michael Hapala:

{{DISPLAYTITLE:LS 2012/2013}}

Semestrální práce (simulace) z letního semestru 2012/2013. Sem přidejte odkaz na stránku s Vaší prací.
Nejprve je třeba nechat schválit [[Assignment SS 2012/2013/cs|zadání práce]].

=Vypracovaná témata LS 2012/2013=
* Marta Machová, xmacm45 - [[Koloběh uhlíku]]
* Filip Svatoš, xsvaf02 - [[Multiagentní simulace ne/platících cestujících MHD skrze kostru PPGwP]]
* Filip Marek, xmarf08 - [[Simulace spokojenosti obyvatel ve městě]]
* Ondřej Kuděla, xkudo04 - [[Optimalizace zisku eshopu]]
* Pavlína Smržová, xsmrp03 - [[Ekonomika malého hotelu]]
* Kristýna Gubišová, xgubk00 - [[http://www.simulace.info/index.php/User_talk:Xgubk00 Přesýpací hodiny]]
* Achatov Igor, xachi01 - [[Imitační model výrobního podniku (cukrárny)]]
* Martin ŠVerák, xsvem32 - [[Atraktivita pekárny]]
* Michael Hapala, xhapm05 - [[User:Michael Hapala|Modelování přenosu nákazy klíšťové encefalitidy]]

User:Michael Hapala

2013-06-28T02:15:01Z

Michael Hapala: Created page with "Tato stránka je slouží jako '''Výzkumná zpráva simulace "Modelování přenosu nákazy klíšťové encefalitidy"''' k semestrálnímu projektu pro předmět 4IT495 Simu..."

Tato stránka je slouží jako '''Výzkumná zpráva simulace "Modelování přenosu nákazy klíšťové encefalitidy"''' k semestrálnímu projektu pro předmět 4IT495 Simulace systémů (LS 2012/2013) na VŠE v Praze.

=Zadání=
* '''Název simulace:''' Modelování přenosu nákazy klíšťové encefalitidy
* '''Předmět:''' 4IT495 Simulace systémů (LS 2012/2013)
* '''Autor:''' Michael Hapala
* '''Typ modelu:''' Multiagentní simulace
* '''Modelovací nástroj:''' [http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ NetLogo]
Původní zadání viz: [[User talk:Michael Hapala‎]]

=Definice problému=
Model prezentuje přenos viru klíšťové encefalitidy z hlodavců na klíšťata (rod ixodes), přenos v rámci populace klíšťat a přenos z klíšťat na člověka. Prostředí představuje místo s vysokou frekvencí výskytu hlodavců a klíšťat do kterého vstupují lidé, z nichž někteří se proti přisátí chrání repelentem/vhodným oblečením a proti nákaze virem encefalitidy očkováním. Důvodem vytvoření modelu je vytvoření výzkumné zprávy. Předmětem zkoumání je podíl lidí nakažených virem v závislosti na podílu očkovaných lidí, počtu hlodavců a počátečního počtu klíšťat.

=Metoda=

Vzhledem k tomu, že je potřeba vytvořit model s dvoudimenzionální prostředím a dynamickými vlastnostmi, kde probíhá velké množství interakcí mezi modelovanými prvky, jeví se jako jednoznačně nejvhodnější přístup k řešení použití multiagentní simulace. Za simulační prostředí bylo zvoleno Netlogo.

=Model=

==Popis modelu==

V modelu jsou zastoupeny 3 druhy agentů – hlodavci, klíšťata a lidé.
Počet hlodavců se během simulace nemění, určité procento z nich je rezerovárem viru encefalitidy. Hlodavci mají tyto vlastnosti:

rodents_pace - rychlost pohybu hlodavce
rodent_female? - je hlodavec samice?
rodent_with_TBEV? - je hlodavec rezervoárem viru encefalitidy?

Počet klíšťat v modelu je proměnlivý, klíšťata se množí, samice umírá po nakladení vajíček, samec po určitém počtu páření, klíště může umřít na nedostatek potravy nebo kvůli stáří. Klíšťata v modelu procházejí třemi stadii - larvy, nymfy a dospělého jedince. Na začátku vývoje larvy a nymfy je klidové období, kdy nesají, jinak klíště musí sát, po určité době bez potravy zahyne. Klíšťata se páří potkáním samice a samce klíšťěte na hlodavci, z dané samice se pak vylíhne určitý počet larv klíšťat (po vizuální stránce v modelu jako malá klíšťata).

ticks_pace - rychlost pohybu klíštěte
tick_ixodes_current_number_of_days_without_food_of_adults - aktuální doba dospělého klíštěte bez přisátí ve dnech
tick_ixodes_current_number_of_ticks_without_food_of_adults - aktuální doba dospělého klíštěte bez přisátí v simulačních krocích
tick_ixodes_age_in_days - věk klíštěte ve dnech
tick_ixodes_age_in_ticks - věk klíštěte v simulačních krocích
tick_ixodes_number_of_attaches_to_host - počet přisátí klíštěte na hostitele
tick_ixodes_time_to_feed_left_in_ticks - doba, po jakou bude klíště přisáté v simulačních krocích
number_of_matings_left_for_tick_ixodes_male_adult - kolikrát se samec klíštěte může před smrtí pářit
carried_by - člověk nebo hlodavec, na kterém je klíště přisáté, v dané chvíli nemusí být nikdo
tick_active? - je klíště v aktivním období (tedy
tick_on_host? - je klíště přisáté na hostiteli?
tick_on_rodent_mating? - páří se klíště?
tick_mature? - je klíště dospělé
tick_female? - je klíště samička?
tick_infected? - je klíště infikované virem encefalitidy?
tick_female_ready_to_lay_eggs? - je samice klíštěte připravena položit vajíčka?

Do prostředí vstupují lidé na levé straně obrazovky, během průchodu se na ně mohou přisát klíšťata. Na pravé straně obrazu lidé odcházejí - jejich želvy umírají (příkaz die), stejně jako želvy přisátých klíšťat na odcházejících lidech.
Lidé, kteří mají v modelu modré kalhoty jsou chráněni repelentem/vhodným oblečením, lidé v zelené barvě jsou očkováni proti encefalitidě, lidé v modré barvě nejsou očkováni, růžová/červená barva člověka/klíštěte/hlodavce značí infikování virem resp. funkci nosiče viru. Černá barva člověka značí, že člověk na encefalitidu zemře.
Lidé mají tyto vlastnosti:

people_pace - rychlost pohybu člověka
person_protected_by_repelent_or_clothing? - je osoba chráněná repelentem/vhodným oblečením?
person_vaccinated? - je osoba očkovaná?
person_infected? - je osoba nakažená encefalitidou?
person_going_to_die? - zemře osoba na nákazu encefalitidou?

Model má pak tyto globální vlastnosti:

percentage_of_people_deaths_from_encephalitis_infection - procento lidí, kteří umírají na nákazu encefalitidou
probability_of_infection_transmission_from_ticks_to_people - pravděpodobnost přenosu nákazy z infikovaného přisátého klíštěte na člověka
vaccination_efficiency - účinnost očkování
total_number_of_people - celkový počet lidí, kteří prošli simulačním během
number_of_infected_people - počet lidí
number_of_dead_people - počet mrtvých lidí z nákazy encefalitidou
number_of_ticks_per_day - kolik kroků simulace proběhne k odpočítání jednoho simulovaného dne
ticks_ixodes_length_of_dormancy_of_larva_in_days - délka klidového období larvy klíštěte ve dnech
ticks_ixodes_length_of_dormancy_of_larva_in_ticks - délka klidového období larvy klíštěte v simulačních krocích
ticks_ixodes_length_of_maturing_to_nymph_in_days - délka aktivního období larvy klíštěte ve dnech
ticks_ixodes_length_of_maturing_to_nymph_in_ticks - délka aktivního období larvy klíštěte v simulačních krocích
ticks_ixodes_length_of_dormancy_of_nymph_in_days - délka klidového období nymfy klíštěte ve dnech
ticks_ixodes_length_of_dormancy_of_nymph_in_ticks - délka klidového období nymfy klíštěte v simulačních krocích
ticks_ixodes_length_of_maturing_to_adult_in_days - délka aktivního období nymfy klíštěte ve dnech
ticks_ixodes_length_of_maturing_to_adult_in_ticks - délka aktivního období nymfy klíštěte v simulačních krocích
ticks_ixodes_maximum_length_of_life_in_days - maximální délka života klíštěte ve dnech
ticks_ixodes_maximum_length_of_life_in_ticks - maximální délka života klíštěte v simulačních krocích
ticks_ixodes_maximum_number_of_days_without_food_of_adults - maximální interval, během kterého může dospělé klíště přežít bez přisátí ve dnech
ticks_ixodes_maximum_number_of_ticks_without_food_of_adults - maximální interval, během kterého může dospělé klíště přežít bez přisátí v simulačních krocích
probability_of_free_male_tick_to_mate_with_a_free_female_tick_on_rodent - pravděpodobnost páření samce a samice klíštěte při setkání na společném hostiteli – hlodavci

Na encefalitidu umírá 1,5% lidí. Pravděpodobnost přenosu viru z infikovaného klíštěte na nechráněného člověka je 35%. Účinnost očkování je 97,5%.
Klidové období larvy trvá 220 dnů, do 275 dnů od zrození se musí larva přisát/zmorfovat v nymfu, aby nezemřela. Pokud se larva zmorfuje před 275.dnem, je její věk posunut právě na 275 dní. Klidové období nymfy trvá od 275.dne do 495.dne života. Do 550.dne života se musí nymfa přisát/zmorfovat v dospělého jedince, aby nezemřela. Pokud se larva zmorfuje před 550.dnem, je její věk posunut právě na 550 dní. Dospělý jedinec přežije bez přisátí maximálně 90 dnů.
Jeden den byl pro potřeby zkoumání cílových závislosí v modelu nastaven na 20 simulačních kroků. Pravděpodobnost páření samce se samicí při jejich potkání na hlodavci byla přizpůsobena potřebám modelu a stanovena na 5%.
Procedura setup nastavuje tyto hodnoty, klíšťata při vzniku mají průměrný věk 365 dnů s normálním rozdělením.

Běh simulace určují procedury volané v následujícím pořadí:
make_ticks_older_and_let_them_die_on_high_age - zajistí zestárnutí klíšťat o jeden krok, podle potřeby nechá přestárlá klíšťata zemřít
let_starving_ticks_to_die - přičte klíšťatům simulační krok bez potravy, klíšťata v aktivním období po určité době bez potravy zemřou
let_people_appear_on_the_left_edge - na levé straně obrazovky přicházejí lidé
let_people_disappear_on_the_right_edge - na pravé straně obrazovky lidé odcházejí, klíšťata přisátá na nich z modelu mizí také
try_free_tick_ixodes_to_attach_to_rodents - pokud klíště není přisáté a je aktivní a na jeho dlaždici je hlodavec, s určitou pravděpodobností se přisaje
try_to_make_a_mating_of_ticks_ixodes - pokud je dospělý samec a samice na hlodavci, s určitou pravděpodobností se budou pářit
try_free_tick_ixodes_to_attach_to_people_and_infect_them - pokud je klíště aktivní a na jeho dlaždici je člověk, podle ochrany člověka a obecné pravděpodobnosti přisátí se přisaje
ask_ticks_to_consume_blood_and_release_from_rodent_and_morph_or_hatch - pokud jsou klíšťata přisátá na hlodavci, odečte se jeden simulační krok z celkové doby určené pro sání, pokud je čas, klíště morfuje do vyššího stadia, případně samice klade vajíčka
move_people - pohne se všemi lidmi na základě jejich rychlosti, všichni směřují k pravému okraji
move_rodents - pohne se všemi hlodavci na základě jejich rychlosti
move_ticks - pohne se všemi klíšťaty na základě jejich rychlosti

Larva klíštěte je přisáta 2 až 6 dnů. Nymfa klíštěte je přisáta 3 až 8 dnů. Dospělá samička klíštěte je přisáta 6 až 12 dnů (řešeno přes střed intervalu jako průměr s normálním rozdělením). Dospělý sameček klíštěte je přisátý krátce, byl stanoven průměr půl dne s normálním rozdělením. Dospělý sameček se může pářit i vícekrát, průměrně 2,5x s normálním rozdělením. Počet klíšťat, která se z vajíček nakladených samicí klíštěte vylíhne je 40 s normálním rozdělením.

V rozhraní jsou tlačítka setup pro nastavení a go pro spuštění simulace. Dále tyto posuvníky, pomocí kterých je možno měnit proměnné.

'''percentage_of_vaccinated_people''' – procento očkovaných lidí

'''percentage_of_people_protected_by_repelent_or_clothing''' - procento lidí chráněných repelentem/vhodným oblečením

'''general_probability_of_hungry_tick_attaching_to_a_human''' – obecná pravděpodobnost přisátí klíštěte na člověka

'''general_probability_of_hungry_tick_attaching_to_a_rodent''' - pravděpodobnost přisátí klíštěte na hlodavce

'''percentage_of_rodents_with_encephalitis''' – procento hlodavců s encefalitidou

'''initial_percentage_of_ticks_with_encephalitis''' - počáteční počet infikovaných klíšťat

'''number_of_rodents''' – počet hlodavců

'''initial_number_of_ticks''' – počáteční počet klíšťat

Pomocí monitorovacích prvků je sledován celkových počet lidí, kteří prošli modelem, počet infikovaných lidí a lidí, kteří zemřou na nákazu encefalitidou. Nakonec i aktuální počet klíšťat v modelu.

==Ukázka prostředí modelu==

[[File:Ukazka.png|thumb|center|Obrázek č. 1 - Ukázka prostředí modelu]]

=Výsledky=
==Závislost podílu infikovaných osob na podílu očkovaných lidí==
Byla zkoumána závislost podílu infikovaných osob na podílu očkovaných lidí, a to od 15 do 90% s krokem po 15%. Pro každý z těchto podílů proběhla simulace 4x, výsledkem byla lineární klesající závislost.

[[File:Graf1.png|thumb|center|Obrázek č. 2 - Závislost podílu infikovaných osob na podílu očkovaných lidí]]

==Závislost podílu infikovaných osob a konečného počtu klíšťat na počtu hlodavců==
Dále bylo zjišťováno, jak závisí podíl infikovaných osob na počtu hlodavců, a to od počtu 145 do 235 s nárůstem po 30, pro každý daný počet hlodavců proběhla simulace 4x a po 4000 simulačních krocích. Dalo se očekávat, že větší počet hlodavců přinese větší počet klíšťat v průběhu a na konci běhu simulace a tím pádem větší počet nakažených osob, otázkou bylo jak velký bude tento nárůst. Výsledkem byl mírný růst, nárůst počtu hlodavců o 62% způsobil růst infikovaných lidí o 38% (v úvahu brány jen krajní hodnoty).

[[File:Graf2.png|thumb|center|Obrázek č. 3 - Závislost podílu infikovaných osob a konečného počtu klíšťat na počtu hlodavců]]

==Závislost podílu infikovaných osob a konečného počtu klíšťat na počátečním počtu klíšťat==
Nakonec bylo zkoumáno, jak závisí podíl infikovaných osob na počátečním počtu klíšťat, a to od počtu 425 do 635 s nárůstem po 70, pro každý daný počáteční počet klíšťat proběhla simulace 4x a po 4000 simulačních krocích. Dalo se i zde očekávat, že větší počáteční počet klíšťat přinese větší počet klíšťat v průběhu, potažmo na konci simulace a tím pádem větší počet nakažených osob. Výsledkem byl nakonec jen malý růst, nárůst počátečního počtu klíšťat o 49,4% způsobil růst infikovaných lidí o 19,6% (u krajních hodnot).

[[File:Graf3.png|thumb|center|Obrázek č. 4 - Závislost podílu infikovaných osob a konečného počtu klíšťat na počátečním počtu klíšťat]]

=Závěr=

Byla prozkoumána závislost podílu osob infikovaných virem encefalitidy na podílu očkovaných osob, počtu (hustotě) hlodavců a počátečním počtu (hustotě) klíšťat (které pozitivně ovlivňují průběžné a konečné počty klíšťat). Zatímco v prvním případě se lineární pokles dal očekávat, ve zbylých dvou případech byl výsledek hůř předvídatelný a změna méně výrazná.
Podrobnější zkoumání neumožnil čas a výpočetní výkon hardwaru, na kterém simulace běžela. Oproti původnímu záměru dle zadání nebyl zkoumán vývoj počtu úmrtí na nakažení encefalitidou, jednak proto, že pro zkoumané krátké časové úseky by bylo nemožné získat nenulové nebo takřka nenulové počty úmrtí, pak také proto, že by vývoj podílu úmrtí při dostatečných časových úsecích byl obdobný vývoji podílu infekcí.
Změnou proti původnímu zadání bylo také mít neměnný počet hlodavců v rámci jednoho nastavení a simulačního běhu. Jedním důvodem byl fakt, že dynamický vývoj populace hlodavců by měl za následek ovlivnění populace klíšťat potažmo počtu infikovaných lidí virem a ztížil by tak celkovou interpretaci modelu. Souvisejícím důvodem je obtížné udržování stability populace hlodavců tak, aby v dlouhém časovém intervalu nevymřela nebo naopak se rozmnožila nad rozumnou mez.
Upřesněním původního zadání by také mělo být, že stadia larvy a nymfy byly modelovány, obě tyto stadia se vizuálně projevila menší (shodnou) velikostí klíštěte.

=Kód=

Zdrojový kód modelu: [[File:Xhapm05-prenos nakazy klistove encefalitidy.nlogo]]

=Reference=

[1] Bakhvalovaa V.N., Potapovaa O.F. , Panova V.V. , Morozova O.V. ''Vertical transmission of tick-borne encephalitis virus between generations of adapted reservoir small rodents'' [online]. Poslední změna 31.10.2012.
URL: http://www.nihbrp.com/Citations/completed/HumanHealthEcologyTeam/Andes_Hantavirus/Bakhvalova_TBE_Rodents_2009.pdf

[2] Burri C., Korva M., Bastic V., Knap N., Avsic-Zupanc T., Gern L. ''Serological evidence of tick-borne encephalitis virus infection in rodents captured at four sites in Switzerland'' [online]. Poslední změna - březen 2012.
URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22493864

[3] Kříž, B. Beneš, Č. ''Situace ve výskytu klíšťové encefalitidy do roku 2012 v České republice'' [online]. Poslední změna 11.2.2013.
URL: http://www.szu.cz/tema/prevence/situace-ve-vyskytu-klistove-encefalitidy-do-roku-2012-v

[4] Natural history musem. ''Ixodes-ricinus – feeding'' [online]. Poslední změna - 2013
URL: http://www.nhm.ac.uk/nature-online/species-of-the-day/scientific-advances/disease/ixodes-ricinus/feeding/index.html

[5] North Carolina State University. ''Ticks and Tick-Borne Diseases in North Carolina'' [online]. Poslední změna - červen 2009.
URL: http://www.ces.ncsu.edu/depts/ent/notes/Urban/ticks.htm

[6] Růžek, D. ''Molekulární ekologie viru klíšťové encefalitidy'' [online]. Poslední změna 1.4.2008.
URL: http://www.parazitologie.cz/akce/seminar-2008/Sbornik.doc

File:Vyzkumna zprava.xls

2013-06-28T00:55:11Z

Michael Hapala:

File:Graf3.png

2013-06-28T00:51:24Z

Michael Hapala:

File:Graf2.png

2013-06-28T00:50:35Z

Michael Hapala:

File:Graf1.png

2013-06-28T00:04:13Z

Michael Hapala:

File:Ukazka.png

2013-06-27T23:46:25Z

Michael Hapala:

File:Ukazka.jpg

2013-06-27T23:43:12Z

Michael Hapala:

File:Xhapm05-prenos nakazy klistove encefalitidy.nlogo

2013-06-27T22:06:19Z

Michael Hapala:

Discrete event simulation/cs

2013-06-23T01:50:28Z

Michael Hapala:

{{DISPLAYTITLE:Diskrétní simulace}}
=Úvod=
Diskrétní simulace (discrete-event simulation) modeluje chod systému jako diskrétní (nespojitý) sled událostí v čase. Každá událost se objevuje v konkrétním časovém okamžiku a značí změnu stavu v systému. Mezi dvěma po sobě jdoucími událostmi se nepředpokládá žádná změna systému, takže simulace může přímo přeskočit v čase z jedné události na druhou.

Diskrétní simulace je opakem spojité simulace, která kontinuálně zaznamenává dynamiku systému v čase. Spojitá simulace může být také označena jako simulace založená na činnostech. Čas je rozdělen na malé intervaly a stav systému je aktualizován na základě množiny činností, které se odehrávají v daném časovém intervalu. Protože diskrétní simulace nemusí zpracovávat každý časový interval, mohou běžet mnohem rychleji než odpovídající spojité simulace.

Jinou alternativou k simulaci založené na událostech je procesně založená simulace. V tomto přístupu každá činnost koresponduje s odděleným procesem, kde proces je typicky simulován vláknem v simulačním programu. V tomto případě diskrétní události reprezentované vlákny způsobují pozastavení nebo aktivaci jiných vláken a aktualizaci systémového stavu.

Diskrétní simulace se využívá pro dynamickou simulaci business procesů (modely front). Narozdíl od statických procesních diagramů, které jen znázorňují určitý proces, mohou být modely front určeny i pro analýzu vlastností a výkonnosti procesů. V modelech front procházejí systémem jednotky systémové produkce, což mohou být výrobky, faktury, zákazníci apod. Většina reálných problémů je příliš složitá nato, aby byla řešitelná analytickými metodami, lze je tak řešit jen simulací. Simulace umožňuje pozorování průchodu jednotek systémem a odhalování míst, kde se průchod zbržďuje (tzv. úzkých míst - bottlenecks), identifikaci neefektivností, vzájemné srovnávání různých úprav systému atd.

Zatímco procesní diagramy se zaměřují na strukturu, jsou víceméně obecné, vyžadují relativně méně hlubokou analýzu a jejich použití je snadnější, dynamické modely front se zaměřují na parametry, jsou detailnější, poskytují numerický výstup a můžeme je tak porovnat s reálnými daty.

Spojitá simulace se pak využívá v přírodních vědách (fyzice, meteorologii) nebo pro systémovou dynamiku v sociálních vědách.

=Základní modelovací konstrukty=
Plnohodnotné softwarové nástroje s GUI pro tvorbu diskrétních simulací spojuje určitá množina modelovacích prvků, pomocí kterých lze zkonstruovat výsledný model. Následuje výčet a popis obvyklých základních skupin konstruktů, v závorce pojmenování v modelovacích nástrojích (Arena, ExtendSim, Simprocess).

*'''Vytváření entit (Create/Generate)''' – vytváří entity vstupující do modelu, a to na základě určitého rozvrhu, náhodně, za určitých podmínek apod.

*'''Rušení entit (Dispose/Exit)''' – zahazuje entity, které prošly modelem, umožňuje sběr statistických dat o entitách

*'''Čekání ve frontě, zpoždění (Queue, Delay)''' – entity mohou být zařazovány do fronty, dokud není naplněna jejich kapacita. Fronty mohou být typu FIFO, LIFO nebo řazeny podle priority či hodnoty atributu. Entita pak může být v procesu zpožděna, lze přitom sbírat statistická data apod.

*'''Zpracování entit, transformace, složení, rozdělení, vytvoření kopie, převod apod. (Processing, Transform, Assemble, Split, Join, Clone, Transfer, ...)''' - zajištění zpracování entit, může se jednat např. o složení entity z více jiných entit pocházejících z různých zdrojů, transformaci z jedné entity na jinou, rozdělení a případně opětovné seskupení, vytvoření kopie entity, přenesení entity do jiné části modelu nebo do jiného modelu atd.

*'''Směrování entit, rozhodování, větvení, sloučení, brána (Routing, Decide, Branch, Merge, Gate)''' – stará se o směrování entit, reprezentuje proces rozhodování na základě určitých podmínek nebo pravděpodobnostních hodnotách. Cesty, kterými entity proudí, mohou být podle těchto charakteristik rozvětveny. Sloučení (Merge) umožňuje sloučení více spojovacích konektorů do jednoho, konstrukt Brána (Gate) pak shromažďuje entity do fronty dokud není obdržen určitý signál, který uvolní entity pro další událost.

*'''Vytvoření a rušení dávky (Batch, Unbatch/Separate)''' – umístí určitý počet entit do dávky k jejich hromadnému zpracování. Entity jsou řazeny při tvorbě dávky do fronty dokud není shromážděn potřebný počet entit a vytvořena jedná entita reprezentující dávku. Pokud je dávka dočasná, je potřeba dávku později zrušit a jednotlivé entity oddělit.

*'''Nastavení atributu (Assign)''' – přiřadí nebo změní hodnotu proměnné, atributu entity nebo modelu

*'''Práce se zdroji (Resources)''' – zpracování zdrojů v modelu, může zahrnovat jejich získání, uvolnění, spotřebu, zaznamenání jejich ceny, stavu apod.

Mezi další modelovací prvky patří synchronizace vstupů, uskladnění entit, konstrukty pro práci s externími soubory a jiné.

=Komponenty diskrétní simulace=
Kromě reprezentace systémových stavových proměnných obsahuje diskrétní simulace tyto prvky:

*'''Hodiny''' – je potřeba časově zachytit jednotlivé kroky simulace, narozdíl od simulace v reálném čase se přeskakuje po vykonání jedné události na začátek události následující

*'''Seznam událostí''' – pro simulaci je třeba mít aspoň jeden seznam událostí, které se mají provést. V angličtině se pro seznam událostí vžil pojem Pending event set. Událost je určena časem, ve kterém se projeví, a svým typem. Seznam událostí je obvykle organizován jako prioritní fronta.

*'''Generátor náhodných čísel''' – v simulaci je potřeba generovat náhodná čísla různého druhu, odvislé od typu modelovaného systému. To je obvykle řešeno jedním nebo více generátory pseudonáhodných čísel.

*'''Statistiky''' – kvantifikují aspekty, které jsou ústředním předmětem zájmu

*'''Koncové podmínky''' – musí být stanoveny podmínky, za kterých simulace končí. Protože start událostí je založen na samospouštěcích mechanismech, může běžet diskrétní simulace teoreticky donekonečna. Je proto na tvůrci simulace, aby určil, kdy simulace končí, tedy, obecně řečeno, kdy statistická veličina X dosahuje hodnoty x.

=Využití=

Simulace je nezbytná pro porozumění, analyzování a předpovídání chování komplexních a velkokapacitních systémů. Slouží k porozumění o fungování existujících systému nebo pomáhá navrhovat ještě neexistující systémy. V následující tabulce jsou shrnuty obory, oblasti použití a druhy aplikací diskrétních simulací:

{| class="wikitable"
!Obor
!Oblast použití
!Druh aplikace
|-
|Výroba
|letecký průmysl, biotechnologie, zemědělství, potravinářství, polovodičový, automobilový a farmaceutický průmysl, spotřebitelské produkty
|management zásob a zdrojů aplikace metod Lean a Six Sigma, rozvrhování, kapacitní plánování, vyhodnocování procedur
|-
|Služby
|maloobchod, bankovnictví, finančnictví, pohostinství, hoteliérství, pojišťovnictví, veřejné služby
|vylaďování úrovně služeb, analýza průchodu, rozvrhování, vyhodnocování procedur, aplikace metod Lean a Six Sigma, analýza toku zakázek
|-
|Komunikace / sítě
|call centra, satelitní, pozemní a vzdušné komunikační systémy
|kapacitní plánování, vyhodnocování výkonnosti, analýza průchodu, určování spolehlivosti a chybové tolerance
|-
|Doprava / manipulace se zbožím
|aerolinky, železnice, doprava, pošta, logistika, skladování
|havarijní plánování, rozvrhování, vylaďování úrovně služeb, aplikace metod Lean a Six Sigma
|}

=Přehled nástrojů pro diskrétní simulaci=

== Open source software ==

*'''adevs''' – knihovna jazyka C++ pro tvorbu diskrétních simulací, adevs je založen na DEVS (Discrete Event System Specification) a modelovacích formalismech Dynamic DEVS, podporuje paralelní diskrétní simulace a běhové prostředí pro jazyk OpenModelica

*'''CPN_tools''' – vysokoúrovňový nástroj pro analýzu modelu front, loistických modelů. Umožňuje modelování Petriho sítí, podporuje základní, časové a barevné Petriho sítě

*'''Facsimile''' – knihovna pro 3D diskrétní simulace, využitelná pro průmyslové simulační projekty v inženýrském nebo výrobním prostředí

*'''Galatea''' – platforma pro tvorbu různých druhů simulací

*'''MASON''' – zkratka pro Multi-Agent Simulator Of Neighborhoods (nebo také Networks), knihovna pro tvorbu rozsáhlých rychlých diskrétních multiagentních simulací v Javě, výstupy MASONu jsou platformově nezávislé. Knihovna obsahuje 2D a 3D nástroje pro vizualizaci, která může být kdykoli přidána odstraněna nebo změněna. Modely jsou na vizualizaci nezávislé. Modely mohou být obnovovány na základě kontrolních bodů. Umožňuje vytváření tabulek, grafů, výstupních datových proudů, PNG snímků, videí ve formátu Quicktime.

*'''PowerDEVS''' – softwarový nástroj pro modelování podle DEVS (Discrete Event System Specification) a simulace orientované na hybridní systémy

*'''SimPy''' – freewarový, procesní, objektově-orientovaný jazyk založený na Pythonu pro tvorbu diskrétních simulací. Poskytuje modelovací nástroj s komponentami pro tvorbu simulačních modelů, pro aktivní entity jako jsou zákazníci, zprávy apod. Dále pak pro pasivní komponenty, které vytváří body přetížení s omezenou kapacitou jako jsou servery, kontrolní přepážky, tunely apod. V SimPy existují dva druhy vyrovnávacích prvků (Buffers), úrovně (Levels) k uložení kvantitativních veličin a sklady (Stores) k uložení množin objektů. Obsahuje příkazy pro podporu interakce mezi entitami. Poskytuje objekty k podpoře sběru statistických dat.

*'''SystemC''' – sada tříd a maker pro C++ poskytujících rozhraní pro tvorbu diskrétních simulací

*'''Tortuga''' – softwarový framework pro diskrétní simulace v Javě. Simulace v Tortuze může být napsána ve formě interaktivních procesů nebo plánovaných událostí

==Komerční nástroje==
[[File:ExtendSim priklad.png|thumb|right|diskrétní simulace v prostředí ExtendSim]]
*'''AnyLogic''' – grafický nástroj pro tvorbu simulací s podporou diskrétních událostí, systémové dynamiky a agentního modelování. U diskrétních simulací praktikuje stejný přístup jako GPSS (General Purpose Simulation System), ale poskytuje některé další rysy: kombinování různých přístupů, dynamickou animaci, přístup k databázovému systému, možnost importu DXF (Drawing Exchange Format) souborů

*'''Arena''' – nástroj pro vytváření diskrétních simulací. Využívá simulační jazyk SIMAN. Od verze 14 podporuje 3D vizualizaci. Arena umožňuje uživateli vytvářet model umísťováním modulů v podobě okének různých tvarů. Moduly reprezentují procesy nebo logiku modelu. Propojení modulů zajišťují spojovací linky, dohromady tak určují tok entit modelem. Program umožňuje zaznamenávat statistická data, přičemž jejich výstup je zprostředkován pomocí reportů. Arenu používají pro tvorbu simulací i velké společnosti, které potřebují simulovat pokročilé business procesy.

*'''CLASS''' (Configurable Layout and Simulation System) – navržen pro logistický sektor, umožňuje rychlé a jednoduché 2D a 3D modelování velkoobchodů, dopravního provozu, automobilové logistiky apod.

*'''Enterprise dynamics''' – simulační software, který umožňuje drag-and-drop modelování, 2D a 3D animaci

*'''ExtendSim''' – program pro modelování diskrétních, spojitých i agentově-založených simulací i kombinaci spojitých a diskrétních simulací. S mnoha vlastností programu lze zmínit např. podporu 2D a 3D animace, dynamické přizpůsobení nastavení při běhu simulace nebo evoluční optimalizaci. Pomocí zabudovaných API lze přistupovat ke kódům vytvořeným v různých programovacích jazycích.

*'''Flexsim''' – software pro diskrétní simulace

*'''GoldSim''' – kombinuje systémovou dynamiku s prvky diskrétní simulace

*'''Lanner L-SIM Server''' – nástroj založený na Javě pro simulaci procesních modelů založených na BPMN 2.0

*'''Lanner WITNESS''' – platforma pro diskrétní simulace, s grafickým 2D, 3D a skriptovacím rozhraním pro modelování procesů

*'''MS4 Modeling Environment''' – softwarové prostředí založené na metodologii DEVS pro diskrétní a hybridní modely. Kombinace frameworků DEVS a SES (System Entity Structure) umožňuje prototypování, modelování SoSE (System of Systems Engineering) a simulace.

*'''NetSim''' – software pro simulaci sítí se zabudovaným vývojovým prostředím

*'''Plant Simulation''' – software pro simulaci a optimalizaci výrobních systémů a procesů

*'''Process Playground''' – webový program pro tvorbu diskrétních simulací pro zlepšení výrobních procesů. Pomocí objektů, vstupů a automatizovaných prvků pomáhá definovat existující procesní toky, rozhodovací pravidla a datové vstupy a simulovat procesní konfiguraci

*'''ProModel''' – software pro vytváření diskrétních simulací určený pro plánování, návrh a vylepšování nových a existujících výrobních procesů, optimalizaci dodavatelského řetězce aj. Metodologie ProModelu staví na třech základních krocích – vizualizaci, analýze a optimalizaci. ProModel umožňuje efektivně předpovídat požadavky na zdroje, přehledně vizuálně demonstrovat vylepšovací procesy, umožňuje tvorbu customizovaných front-end a back-end rozhraní, podporuje ActiveX apod.

*'''Renque''' – software pro tvorbu diskrétních simulací s integrovaným skriptováním v jazyce Visual Basic a grafickým rozhraním pro návrh

*'''SAS Simulation Studio''' – software pro tvorbu diskrétních simulací, mj. umožňuje i integraci se SAS

*'''Simcad Pro''' – software pro dynamické diskrétní a spojité simulace. Pouze vizuální rozhraní, podporuje 2D a 3D animace a mapování toku hodnot (Value stream mapping)

*'''SimEvents''' – přidává možnost tvorby diskrétních simulací do MATLABu

*'''Simio''' – nástroj pro diskrétní simulaci, který poskytuje objektově založené 3D modelovací prostředí

*'''Simprocess''' – nástroj pro tvorbu diskrétních simulací, poskytuje bohaté grafické rozhraní, procesy jsou popsány jako řetězce aktivit, které jsou spojeny s určitou spotřebou zdrojů. V modelu jsou entity, jejichž charakteristiky jsou při průchodu modelem zaznamenávány a poměřovány. Procesy jsou v Simprocessu řízeny generátory náhodných čísel.

*'''Simul8''' – software pro tvorbu diskrétních simulací. Slouží jako nástroj pro plánování, návrh, optimalizaci a reengineering reálné výroby, logistiku apod.

==Zastoupení nástrojů pro tvorbu diskrétních simulací ve vyhledávačích==

Následující tabulka uvádí absolutní a relativní zastoupení nástrojů pro tvorbu diskrétních simulací podle počtu odkazů ve vyhledávači Google a v aplikaci Google Scholar. Pravá část velké vnější tabulky je pak průměrem podílů odkazů v rámci všeobecné komerční sféry (Google) a akademické sféry (Google Scholar):

{| class="wikitable"
! Google (k 16.6.2013) !! Google Scholar (k 16.6.2013) !! Průměr podílů Google a Google Scholar (k 16.6.2013)
|-
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 352000 || style="text-align: center;" | 31,43%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 58200 || style="text-align: center;" | 5,20%
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 34800 || style="text-align: center;" | 3,11%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 20100 || style="text-align: center;" | 1,79%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 10400 || style="text-align: center;" | 0,93%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 6700 || style="text-align: center;" | 0,60%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 4410 || style="text-align: center;" | 0,39%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 4130 || style="text-align: center;" | 0,37%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 3300 || style="text-align: center;" | 0,29%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 208000 || style="text-align: center;" | 18,57%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 175000 || style="text-align: center;" | 15,63%
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 91000 || style="text-align: center;" | 8,13%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 44100 || style="text-align: center;" | 3,94%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 14900 || style="text-align: center;" | 1,33%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 13700 || style="text-align: center;" | 1,22%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 12500 || style="text-align: center;" | 1,12%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 9890 || style="text-align: center;" | 0,88%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 9820 || style="text-align: center;" | 0,88%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 8660 || style="text-align: center;" | 0,77%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 7680 || style="text-align: center;" | 0,69%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 6510 || style="text-align: center;" | 0,58%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 5870 || style="text-align: center;" | 0,52%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 4190 || style="text-align: center;" | 0,37%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 3290 || style="text-align: center;" | 0,29%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 2700 || style="text-align: center;" | 0,24%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 2430 || style="text-align: center;" | 0,22%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 2220 || style="text-align: center;" | 0,20%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 1530 || style="text-align: center;" | 0,14%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 1330 || style="text-align: center;" | 0,12%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 500 || style="text-align: center;" | 0,04%
|}
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 2200 || style="text-align: center;" | 14,08%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 1100 || style="text-align: center;" | 7,04%
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 323 || style="text-align: center;" | 2,07%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 225 || style="text-align: center;" | 1,44%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 143 || style="text-align: center;" | 0,92%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 89|| style="text-align: center;" | 0,57%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 67 || style="text-align: center;" | 0,43%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 27 || style="text-align: center;" | 0,17%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 25 || style="text-align: center;" | 0,16%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 5710 || style="text-align: center;" | 36,54%
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 1510 || style="text-align: center;" | 9,66%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 870 || style="text-align: center;" | 5,57%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 757 || style="text-align: center;" | 4,84%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 628 || style="text-align: center;" | 4,02%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 449 || style="text-align: center;" | 2,87%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 281 || style="text-align: center;" | 1,80%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 267 || style="text-align: center;" | 1,71%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 215 || style="text-align: center;" | 1,38%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 214 || style="text-align: center;" | 1,37%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 207 || style="text-align: center;" | 1,32%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 200 || style="text-align: center;" | 1,28%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 63 || style="text-align: center;" | 0,40%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 21 || style="text-align: center;" | 0,13%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 18 || style="text-align: center;" | 0,12%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 9 || style="text-align: center;" | 0,06%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 7 || style="text-align: center;" | 0,04%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 1 || style="text-align: center;" | 0,01%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|}
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Podíl
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 16,75%
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 8,59%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 4,42%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 3,32%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 0,68%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 0,65%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 0,47%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 0,38%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 0,23%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Podíl
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 22,33%
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 14,12%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 8,50%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 3,23%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 3,03%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 2,67%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 2,04%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 1,88%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 1,46%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 1,04%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 1,01%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 0,98%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 0,76%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 0,46%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 0,39%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 0,20%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 0,13%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 0,11%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 0,09%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 0,06%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 0,02%
|}
|}

=Seznam použitých zdrojů=

[1] Šalamon, T. Discrete simulation, podklady k předmětům 4IT495 a 4IT496 vyučované na VŠE Praha.
Zdroj: Dokumentový server ISIS VŠE Praha

[2] Uživatelská příručka k softwaru Arena [online]. Poslední změna 30.11.2008.
URL: http://iiesl.utk.edu/Courses/IE406%20S07/Slides/Arena%20User's%20Guide.pdf

[3] Uživatelská příručka k softwaru ExtendSim 8 [online]. Poslední změna 12.3.2012.
URL: http://www.extendsim.com/downloadphp/index.php?ExtendSim8_manuals.zip

[4] Uživatelská příručka k softwaru Simprocess 4 [online]. Poslední změna 30.4.2007.
URL: http://lrss.fri.uni-lj.si/sl/teaching/mis/simprocess/GetStart.pdf

[5] Web projektu MASON [online]. Poslední změna 3.5.2013.
URL: http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/

[6] Web softwaru ExtendSim [online]. Poslední změna 12.3.2012.
URL: http://www.extendsim.com/prods_overview.html

[7] Web společnosti ProModel, informace o produktu ProModel [online]. Poslední změna 23.6.2013.
URL: http://www.promodel.com/products/promodel/

[8] Wikipedia, the free encyclopedia. Discrete event simulation [online]. Poslední změna 13.6.2013.
URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Discrete_event_simulation

[9] Wikipedia, the free encyclopedia. List of discrete event simulation software [online]. Poslední změna 15.6.2013.
URL: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_discrete_event_simulation_software

Discrete event simulation/cs

2013-06-23T01:42:51Z

Michael Hapala: Created page with "{{DISPLAYTITLE:Diskrétní simulace}} =Úvod= Diskrétní simulace (discrete-event simulation) modeluje chod systému jako diskrétní (nespojitý) sled událostí v čase. Ka..."

{{DISPLAYTITLE:Diskrétní simulace}}
=Úvod=
Diskrétní simulace (discrete-event simulation) modeluje chod systému jako diskrétní (nespojitý) sled událostí v čase. Každá událost se objevuje v konkrétním časovém okamžiku a značí změnu stavu v systému. Mezi dvěma po sobě jdoucími událostmi se nepředpokládá žádná změna systému, takže simulace může přímo přeskočit v čase z jedné události na druhou.

Diskrétní simulace je opakem spojité simulace, která kontinuálně zaznamenává dynamiku systému v čase. Spojitá simulace může být také označena jako simulace založená na činnostech. Čas je rozdělen na malé intervaly a stav systému je aktualizován na základě množiny činností, které se odehrávají v daném časovém intervalu. Protože diskrétní simulace nemusí zpracovávat každý časový interval, mohou běžet mnohem rychleji než odpovídající spojité simulace.

Jinou alternativou k simulaci založené na událostech je procesně založená simulace. V tomto přístupu každá činnost koresponduje s odděleným procesem, kde proces je typicky simulován vláknem v simulačním programu. V tomto případě diskrétní události reprezentované vlákny způsobují pozastavení nebo aktivaci jiných vláken a aktualizaci systémového stavu.

Diskrétní simulace se využívá pro dynamickou simulaci business procesů (modely front). Narozdíl od statických procesních diagramů, které jen znázorňují určitý proces, mohou být modely front určeny i pro analýzu vlastností a výkonnosti procesů. V modelech front procházejí systémem jednotky systémové produkce, což mohou být výrobky, faktury, zákazníci apod. Většina reálných problémů je příliš složitá nato, aby byla řešitelná analytickými metodami, lze je tak řešit jen simulací. Simulace umožňuje pozorování průchodu jednotek systémem a odhalování míst, kde se průchod zbržďuje (tzv. úzkých míst - bottlenecks), identifikaci neefektivností, vzájemné srovnávání různých úprav systému atd.

Zatímco procesní diagramy se zaměřují na strukturu, jsou víceméně obecné, vyžadují relativně méně hlubokou analýzu a jejich použití je snadnější, dynamické modely front se zaměřují na parametry, jsou detailnější, poskytují numerický výstup a můžeme je tak porovnat s reálnými daty.

Spojitá simulace se pak využívá v přírodních vědách (fyzice, meteorologii) nebo pro systémovou dynamiku v sociálních vědách.

=Základní modelovací konstrukty=
Plnohodnotné softwarové nástroje s GUI pro tvorbu diskrétních simulací spojuje určitá množina modelovacích prvků, pomocí kterých lze zkonstruovat výsledný model. Následuje výčet a popis obvyklých základních skupin konstruktů, v závorce pojmenování v modelovacích nástrojích (Arena, ExtendSim, Simprocess).

*'''Vytváření entit (Create/Generate)''' – vytváří entity vstupující do modelu, a to na základě určitého rozvrhu, náhodně, za určitých podmínek apod.

*'''Rušení entit (Dispose/Exit)''' – zahazuje entity, které prošly modelem, umožňuje sběr statistických dat o entitách

*'''Čekání ve frontě, zpoždění (Queue, Delay)''' – entity mohou být zařazovány do fronty, dokud není naplněna jejich kapacita. Fronty mohou být typu FIFO, LIFO nebo řazeny podle priority či hodnoty atributu. Entita pak může být v procesu zpožděna, lze přitom sbírat statistická data apod.

*'''Zpracování entit, transformace, složení, rozdělení, vytvoření kopie, převod apod. (Processing, Transform, Assemble, Split, Join, Clone, Transfer, ...)''' - zajištění zpracování entit, může se jednat např. o složení entity z více jiných entit pocházejících z různých zdrojů, transformaci z jedné entity na jinou, rozdělení a případně opětovné seskupení, vytvoření kopie entity, přenesení entity do jiné části modelu nebo do jiného modelu atd.

*'''Směrování entit, rozhodování, větvení, sloučení, brána (Routing, Decide, Branch, Merge, Gate)''' – stará se o směrování entit, reprezentuje proces rozhodování na základě určitých podmínek nebo pravděpodobnostních hodnotách. Cesty, kterými entity proudí, mohou být podle těchto charakteristik rozvětveny. Sloučení (Merge) umožňuje sloučení více spojovacích konektorů do jednoho, konstrukt Brána (Gate) pak shromažďuje entity do fronty dokud není obdržen určitý signál, který uvolní entity pro další událost.

*'''Vytvoření a rušení dávky (Batch, Unbatch/Separate)''' – umístí určitý počet entit do dávky k jejich hromadnému zpracování. Entity jsou řazeny při tvorbě dávky do fronty dokud není shromážděn potřebný počet entit a vytvořena jedná entita reprezentující dávku. Pokud je dávka dočasná, je potřeba dávku později zrušit a jednotlivé entity oddělit.

*'''Nastavení atributu (Assign)''' – přiřadí nebo změní hodnotu proměnné, atributu entity nebo modelu

*'''Práce se zdroji (Resources)''' – zpracování zdrojů v modelu, může zahrnovat jejich získání, uvolnění, spotřebu, zaznamenání jejich ceny, stavu apod.

Mezi další modelovací prvky patří synchronizace vstupů, uskladnění entit, konstrukty pro práci s externími soubory a jiné.

=Komponenty diskrétní simulace=
Kromě reprezentace systémových stavových proměnných obsahuje diskrétní simulace tyto prvky:

*'''Hodiny''' – je potřeba časově zachytit jednotlivé kroky simulace, narozdíl od simulace v reálném čase se přeskakuje po vykonání jedné události na začátek události následující

*'''Seznam událostí''' – pro simulaci je třeba mít aspoň jeden seznam událostí, které se mají provést. V angličtině se pro seznam událostí vžil pojem Pending event set. Událost je určena časem, ve kterém se projeví, a svým typem. Seznam událostí je obvykle organizován jako prioritní fronta.

*'''Generátor náhodných čísel''' – v simulaci je potřeba generovat náhodná čísla různého druhu, odvislé od typu modelovaného systému. To je obvykle řešeno jedním nebo více generátory pseudonáhodných čísel.

*'''Statistiky''' – kvantifikují aspekty, které jsou ústředním předmětem zájmu

*'''Koncové podmínky''' – musí být stanoveny podmínky, za kterých simulace končí. Protože start událostí je založen na samospouštěcích mechanismech, může běžet diskrétní simulace teoreticky donekonečna. Je proto na tvůrci simulace, aby určil, kdy simulace končí, tedy, obecně řečeno, kdy statistická veličina X dosahuje hodnoty x.

=Využití=

Simulace je nezbytná pro porozumění, analyzování a předpovídání chování komplexních a velkokapacitních systémů. Slouží k porozumění o fungování existujících systému nebo pomáhá navrhovat ještě neexistující systémy. V následující tabulce jsou shrnuty obory, oblasti použití a druhy aplikací diskrétních simulací:

{| class="wikitable"
!Obor
!Oblast použití
!Druh aplikace
|-
|Výroba
|letecký průmysl, biotechnologie, zemědělství, potravinářství, polovodičový, automobilový a farmaceutický průmysl, spotřebitelské produkty
|management zásob a zdrojů aplikace metod Lean a Six Sigma, rozvrhování, kapacitní plánování, vyhodnocování procedur
|-
|Služby
|maloobchod, bankovnictví, finančnictví, pohostinství, hotelierství, pojišťovnictví, veřejné služby
|vylaďování úrovně služeb, analýza průchodu, rozvrhování, vyhodnocování procedur, aplikace metod Lean a Six Sigma, analýza toku zakázek
|-
|Komunikace / sítě
|call centra, satelitní, pozemní a vzdušné komunikační systémy
|kapacitní plánování, vyhodnocování výkonnosti, analýza průchodu, určování spolehlivosti a chybové tolerance
|-
|Doprava / manipulace se zbožím
|aerolinky, železnice, doprava, pošta, logistika, skladování
|havarijní plánování, rozvrhování, vylaďování úrovně služeb, aplikace metod Lean a Six Sigma
|}

=Přehled nástrojů pro diskrétní simulaci=

== Open source software ==

*'''adevs''' – knihovna jazyka C++ pro tvorbu diskrétních simulací, adevs je založen na DEVS (Discrete Event System Specification) a modelovacích formalismech Dynamic DEVS, podporuje paralelní diskrétní simulace a běhové prostředí pro jazyk OpenModelica

*'''CPN_tools''' – vysokoúrovňový nástroj pro analýzu modelu front, loistických modelů. Umožňuje modelování Petriho sítí, podporuje základní, časové a barevné Petriho sítě

*'''Facsimile''' – knihovna pro 3D diskrétní simulace, využitelná pro průmyslové simulační projekty v inženýrském nebo výrobním prostředí

*'''Galatea''' – platforma pro tvorbu různých druhů simulací

*'''MASON''' – zkratka pro Multi-Agent Simulator Of Neighborhoods (nebo také Networks), knihovna pro tvorbu rozsáhlých rychlých diskrétních multiagentních simulací v Javě, výstupy MASONu jsou platformově nezávislé. Knihovna obsahuje 2D a 3D nástroje pro vizualizaci, která může být kdykoli přidána odstraněna nebo změněna. Modely jsou na vizualizaci nezávislé. Modely mohou být obnovovány na základě kontrolních bodů. Umožňuje vytváření tabulek, grafů, výstupních datových proudů, PNG snímků, videí ve formátu Quicktime.

*'''PowerDEVS''' – softwarový nástroj pro modelování podle DEVS (Discrete Event System Specification) a simulace orientované na hybridní systémy

*'''SimPy''' – freewarový, procesní, objektově-orientovaný jazyk založený na Pythonu pro tvorbu diskrétních simulací. Poskytuje modelovací nástroj s komponentami pro tvorbu simulačních modelů, pro aktivní entity jako jsou zákazníci, zprávy apod. Dále pak pro pasivní komponenty, které vytváří body přetížení s omezenou kapacitou jako jsou servery, kontrolní přepážky, tunely apod. V SimPy existují dva druhy vyrovnávacích prvků (Buffers), úrovně (Levels) k uložení kvantitativních veličin a sklady (Stores) k uložení množin objektů. Obsahuje příkazy pro podporu interakce mezi entitami. Poskytuje objekty k podpoře sběru statistických dat.

*'''SystemC''' – sada tříd a maker pro C++ poskytujících rozhraní pro tvorbu diskrétních simulací

*'''Tortuga''' – softwarový framework pro diskrétní simulace v Javě. Simulace v Tortuze může být napsána ve formě interaktivních procesů nebo plánovaných událostí

==Komerční nástroje==
[[File:ExtendSim priklad.png|thumb|right|diskrétní simulace v prostředí ExtendSim]]
*'''AnyLogic''' – grafický nástroj pro tvorbu simulací s podporou diskrétních událostí, systémové dynamiky a agentního modelování. U diskrétních simulací praktikuje stejný přístup jako GPSS (General Purpose Simulation System), ale poskytuje některé další rysy: kombinování různých přístupů, dynamickou animaci, přístup k databázovému systému, možnost importu DXF (Drawing Exchange Format) souborů

*'''Arena''' – nástroj pro vytváření diskrétních simulací. Využívá simulační jazyk SIMAN. Od verze 14 podporuje 3D vizualizaci. Arena umožňuje uživateli vytvářet model umísťováním modulů v podobě okének různých tvarů. Moduly reprezentují procesy nebo logiku modelu. Propojení modulů zajišťují spojovací linky, dohromady tak určují tok entit modelem. Program umožňuje zaznamenávat statistická data, přičemž jejich výstup je zprostředkován pomocí reportů. Arenu používají pro tvorbu simulací i velké společnosti, které potřebují simulovat pokročilé business procesy.

*'''CLASS''' (Configurable Layout and Simulation System) – navržen pro logistický sektor, umožňuje rychlé a jednoduché 2D a 3D modelování velkoobchodů, dopravního provozu, automobilové logistiky apod.

*'''Enterprise dynamics''' – simulační software, který umožňuje drag-and-drop modelování, 2D a 3D animaci

*'''ExtendSim''' – program pro modelování diskrétních, spojitých i agentově-založených simulací i kombinaci spojitých a diskrétních simulací. S mnoha vlastností programu lze zmínit např. podporu 2D a 3D animace, dynamické přizpůsobení nastavení při běhu simulace nebo evoluční optimalizaci. Pomocí zabudovaných API lze přistupovat ke kódům vytvořeným v různých programovacích jazycích.

*'''Flexsim''' – software pro diskrétní simulace

*'''GoldSim''' – kombinuje systémovou dynamiku s prvky diskrétní simulace

*'''Lanner L-SIM Server''' – nástroj založený na Javě pro simulaci procesních modelů založených na BPMN 2.0

*'''Lanner WITNESS''' – platforma pro diskrétní simulace, s grafickým 2D, 3D a skriptovacím rozhraním pro modelování procesů

*'''MS4 Modeling Environment''' – softwarové prostředí založené na metodologii DEVS pro diskrétní a hybridní modely. Kombinace frameworků DEVS a SES (System Entity Structure) umožňuje prototypování, modelování SoSE (System of Systems Engineering) a simulace.

*'''NetSim''' – software pro simulaci sítí se zabudovaným vývojovým prostředím

*'''Plant Simulation''' – software pro simulaci a optimalizaci výrobních systémů a procesů

*'''Process Playground''' – webový program pro tvorbu diskrétních simulací pro zlepšení výrobních procesů. Pomocí objektů, vstupů a automatizovaných prvků pomáhá definovat existující procesní toky, rozhodovací pravidla a datové vstupy a simulovat procesní konfiguraci

*'''ProModel''' – software pro vytváření diskrétních simulací určený pro plánování, návrh a vylepšování nových a existujících výrobních procesů, optimalizaci dodavatelského řetězce aj. Metodologie ProModelu staví na třech základních krocích – vizualizaci, analýze a optimalizaci. ProModel umožňuje efektivně předpovídat požadavky na zdroje, přehledně vizuálně demonstrovat vylepšovací procesy, umožňuje tvorbu customizovaných front-end a back-end rozhraní, podporuje ActiveX apod.

*'''Renque''' – software pro tvorbu diskrétních simulací s integrovaným skriptováním v jazyce Visual Basic a grafickým rozhraním pro návrh

*'''SAS Simulation Studio''' – software pro tvorbu diskrétních simulací, mj. umožňuje i integraci se SAS

*'''Simcad Pro''' – software pro dynamické diskrétní a spojité simulace. Pouze vizuální rozhraní, podporuje 2D a 3D animace a mapování toku hodnot (Value stream mapping)

*'''SimEvents''' – přidává možnost tvorby diskrétních simulací do MATLABu

*'''Simio''' – nástroj pro diskrétní simulaci, který poskytuje objektově založené 3D modelovací prostředí

*'''Simprocess''' – nástroj pro tvorbu diskrétních simulací, poskytuje bohaté grafické rozhraní, procesy jsou popsány jako řetězce aktivit, které jsou spojeny s určitou spotřebou zdrojů. V modelu jsou entity, jejichž charakteristiky jsou při průchodu modelem zaznamenávány a poměřovány. Procesy jsou v Simprocessu řízeny generátory náhodných čísel.

*'''Simul8''' – software pro tvorbu diskrétních simulací. Slouží jako nástroj pro plánování, návrh, optimalizaci a reengineering reálné výroby, logistiku apod.

==Zastoupení nástrojů pro tvorbu diskrétních simulací ve vyhledávačích==

Následující tabulka uvádí absolutní a relativní zastoupení nástrojů pro tvorbu diskrétních simulací podle počtu odkazů ve vyhledávači Google a v aplikaci Google Scholar. Pravá část velké vnější tabulky je pak průměrem podílů odkazů v rámci všeobecné komerční sféry (Google) a akademické sféry (Google Scholar):

{| class="wikitable"
! Google (k 16.6.2013) !! Google Scholar (k 16.6.2013) !! Průměr podílů Google a Google Scholar (k 16.6.2013)
|-
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 352000 || style="text-align: center;" | 31,43%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 58200 || style="text-align: center;" | 5,20%
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 34800 || style="text-align: center;" | 3,11%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 20100 || style="text-align: center;" | 1,79%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 10400 || style="text-align: center;" | 0,93%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 6700 || style="text-align: center;" | 0,60%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 4410 || style="text-align: center;" | 0,39%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 4130 || style="text-align: center;" | 0,37%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 3300 || style="text-align: center;" | 0,29%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 208000 || style="text-align: center;" | 18,57%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 175000 || style="text-align: center;" | 15,63%
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 91000 || style="text-align: center;" | 8,13%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 44100 || style="text-align: center;" | 3,94%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 14900 || style="text-align: center;" | 1,33%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 13700 || style="text-align: center;" | 1,22%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 12500 || style="text-align: center;" | 1,12%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 9890 || style="text-align: center;" | 0,88%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 9820 || style="text-align: center;" | 0,88%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 8660 || style="text-align: center;" | 0,77%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 7680 || style="text-align: center;" | 0,69%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 6510 || style="text-align: center;" | 0,58%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 5870 || style="text-align: center;" | 0,52%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 4190 || style="text-align: center;" | 0,37%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 3290 || style="text-align: center;" | 0,29%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 2700 || style="text-align: center;" | 0,24%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 2430 || style="text-align: center;" | 0,22%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 2220 || style="text-align: center;" | 0,20%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 1530 || style="text-align: center;" | 0,14%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 1330 || style="text-align: center;" | 0,12%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 500 || style="text-align: center;" | 0,04%
|}
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 2200 || style="text-align: center;" | 14,08%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 1100 || style="text-align: center;" | 7,04%
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 323 || style="text-align: center;" | 2,07%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 225 || style="text-align: center;" | 1,44%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 143 || style="text-align: center;" | 0,92%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 89|| style="text-align: center;" | 0,57%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 67 || style="text-align: center;" | 0,43%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 27 || style="text-align: center;" | 0,17%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 25 || style="text-align: center;" | 0,16%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Počet odkazů !! Podíl
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 5710 || style="text-align: center;" | 36,54%
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 1510 || style="text-align: center;" | 9,66%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 870 || style="text-align: center;" | 5,57%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 757 || style="text-align: center;" | 4,84%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 628 || style="text-align: center;" | 4,02%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 449 || style="text-align: center;" | 2,87%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 281 || style="text-align: center;" | 1,80%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 267 || style="text-align: center;" | 1,71%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 215 || style="text-align: center;" | 1,38%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 214 || style="text-align: center;" | 1,37%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 207 || style="text-align: center;" | 1,32%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 200 || style="text-align: center;" | 1,28%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 63 || style="text-align: center;" | 0,40%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 21 || style="text-align: center;" | 0,13%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 18 || style="text-align: center;" | 0,12%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 9 || style="text-align: center;" | 0,06%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 7 || style="text-align: center;" | 0,04%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 1 || style="text-align: center;" | 0,01%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 0 || style="text-align: center;" | 0,00%
|}
|
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Open source nástroje !! Podíl
|-
| SimPy || style="text-align: center;" | 16,75%
|-
| MASON || style="text-align: center;" | 8,59%
|-
| SystemC || style="text-align: center;" | 4,42%
|-
| Facsimile || style="text-align: center;" | 3,32%
|-
| PowerDEVS || style="text-align: center;" | 0,68%
|-
| CPN Tools || style="text-align: center;" | 0,65%
|-
| adevs || style="text-align: center;" | 0,47%
|-
| Tortuga || style="text-align: center;" | 0,38%
|-
| Galatea || style="text-align: center;" | 0,23%
|}
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Komerční nástroje !! Podíl
|-
| Arena || style="text-align: center;" | 22,33%
|-
| ProModel || style="text-align: center;" | 14,12%
|-
| ExtendSim || style="text-align: center;" | 8,50%
|-
| Simio || style="text-align: center;" | 3,23%
|-
| Simul8 || style="text-align: center;" | 3,03%
|-
| AnyLogic || style="text-align: center;" | 2,67%
|-
| SAS Simulation Studio || style="text-align: center;" | 2,04%
|-
| Plant Simulation || style="text-align: center;" | 1,88%
|-
| Flexsim || style="text-align: center;" | 1,46%
|-
| Simprocess || style="text-align: center;" | 1,04%
|-
| Enterprise dynamics || style="text-align: center;" | 1,01%
|-
| Simevents || style="text-align: center;" | 0,98%
|-
| Netsim || style="text-align: center;" | 0,76%
|-
| Goldsim || style="text-align: center;" | 0,46%
|-
| Lanner L-SIM Server || style="text-align: center;" | 0,39%
|-
| Simcad Pro || style="text-align: center;" | 0,20%
|-
| Renque || style="text-align: center;" | 0,13%
|-
| MS4 Modeling Environment || style="text-align: center;" | 0,11%
|-
| Lanner WITNESS || style="text-align: center;" | 0,09%
|-
| CLASS || style="text-align: center;" | 0,06%
|-
| Process Playground || style="text-align: center;" | 0,02%
|}
|}

File:ExtendSim priklad.png

2013-06-23T00:10:24Z

Michael Hapala:

Assignment SS 2012/2013/cs

2013-05-03T21:07:37Z

Michael Hapala:

{{DISPLAYTITLE:Zadání LS 2012/2013}}

{{Ambox
| text = <div>
Na tuto stránku vkládejte svá zadání. Nezapomeňte se podepsat. Můžete použít <nowiki>~~~~</nowiki> (čtyři tildy) k automatickému podpisu. Používejte Ukázat náhled, abyste si prohlédli Váš výsledek před konečným odesláním.
</div>
}}

{{Ambox
| text = <div>
Prosíme, snažte se formulovat Vaše zadání pečlive. S ohledem na to, že jde o Vaši semestrální práci, očekáváme adekvátní úsilí vynaložené na zadání. Nezapomeňte, že hlavním výsledkem má být výzkumná zpráva, což znamená, že Váš simulační model musí generovat takové výsledky, které jsou konkrétní, měřitelné a ověřitelné. Pečlivě promyslete, jakým způsobem budete vyvíjet Váš model, odvoďte entity, které budete používat, nakreslete si diagram modelu, zvažte, co budete měřit. Teprve pokud máte o modelu dostatečně přesnou představu, vložte Vaše zadání. A samozřejmě, nezapomeňte si přečíst [[How to deal with the simulation assignment/cs|Jak na simulace]].
</div>
}}

{{Ambox
| type = content
| text = <div>
Abychom se vyhnuli případnému budoucímu nedorozumnění, prosíme, ověřte si, že máte tučné '''schváleno''' někde v našem komentáři pod Vaším zadání. Pokud tam není '''schváleno''', znamená to, že Vaše zadání dosud schváleno nebylo.
</div>
}}

[[User talk:Michael Hapala‎]] - odkaz na návrh tématu (Michael Hapala - Modelování přenosu nákazy klíšťovou encefalitidou) [[User:Michael Hapala|Michael Hapala]] 23:07, 3 May 2013 (CEST)

[[User_talk:Xsvaf02]] - odkaz na návrh tématu (Filip Svatoš - Multiagentní simulace ne/platících cestujících MHD - aplikace PPGwP) [ [[User:Xsvaf02|Xsvaf02]] 13:32, 2 May 2013 (CEST) ]

[[User_talk:Koudy]] - odkaz na návrh tématu (Ondřej Kuděla - Objednávání zboží pomocí metody Monte Carlo) [[User:Koudy|Koudy]] 16:12, 2 May 2013 (CEST)
:Příliš neurčité. Chce to nějak konkretizovat - konkrétní zboží, konkrétní typ firmy a tím pádem konkrétní(skutečný) problém. Pro koho by byla simulace určena (kdo by jí použil), co by bylo prvkem nahodilosti a jaké parametry vstupují do simulace (prodá neprodá je málo).[[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] 18:00, 2 May 2013 (CET)

[[User_talk:Laila]] - odkaz na návrh tématu (Pavlína Smržová - Ekonomika malého hotelu) ([[User:Laila|Laila]] 18:38, 2 May 2013 (CEST))
:OK. '''Schváleno''' [[User:Oleg.Svatos|Oleg.Svatos]] 21:00, 2 May 2013 (CET)

[[User talk:FM]] - odkaz na návrh tématu (Filip Marek - Spokojenost obyvatel '''upraveno''') [[User:FM|FM]] 23:31, 2 May 2013 (CEST)

User talk:Michael Hapala

2013-05-03T21:00:34Z

Michael Hapala: Created page with "'''''Zadání semestrálního projektu:''''' == '''Modelování přenosu nákazy klíšťovou encefalitidou''' == '''Simulační prostředí:''' Netlogo '''Popis modelu:''..."

'''''Zadání semestrálního projektu:'''''

== '''Modelování přenosu nákazy klíšťovou encefalitidou''' ==

'''Simulační prostředí:''' Netlogo

'''Popis modelu:''' V modelu by byly zastoupeny 3 druhy agentů. Klíšťata jako přenašeči, hlodavci jako rezervoáry pro přenos encefalitidy a lidé. Prostředí, ve kterém se agenti pohybují by mělo představovat oblast s citelným výskytem hlodavců a vysokým podílem klíšťat s virem encefalitidy. Prostředí by tedy pro agenty hlodavec a klíště představovalo oblast ve které se neustále pohybují a rozmnožují, zatímco lidé by do oblasti přicházeli a odcházeli (bylo by vyřešeno tak, že přichází na jedné straně a náhodně se pohybují s úhlem omezeným na 180° a tím pádem odchází na druhé straně). Model by měl zohlednit reálná fakta:

- virus se obvykle vyskytuje u 3-4% hlodavců<br>
- hlodavec se dožívá 3-7 let<br>
- pohlavní zralost u obou pohlaví hlodavce nastává po 50 dnech<br>
- v jednom vrhu samice je 3-6 mláďat<br>
- virus je se přenáší na 90% mláďat rodičů nakažených virem

- klíště se dožívá v průměru dvou let (ale věk dožití se může výrazně lišit)<br>
- dospělost klíštěte nastává nejdříve po jednom roce života<br>
- samice klade 1000 až 3000 vajíček, přičemž dospělosti se dožije 1-3% klíšťat <br>
- stadium larvy a nymfy by nebylo modelováno, nová klíšťata by ovšem měla příslušně posunuta možnost páření<br>
- krátce po nakladení samice umírá<br>
- získát vir encefalitidy může sáním od hlodavce nebo jej může přenést samec při páření na samici a celé její následné potomstvo<br>
- k paření dochází na hostiteli (hlodavci), k nakladení vajíček na zemi<br>
- pokud klíště nemá určitou dobu potravu, tj. včas se nepřisaje, zemře

- pravděpodobnost přenosu viru na člověka z infikovaného klíštěte je 30 až 40%<br>
- riziko nákazy u očkovaných lidí by se snížilo o 97% oproti neočkovaným

Model by zohlednil reálné faktory obrany člověka proti klíštěti ( vhodné oblečení nebo repelent ) pravděpodobností přisátí při setkání s člověkem. Člověk si v modelu přisáté klíště odnese sebou (klíště pak umírá). Člověk nakažený encefalitidou by byl barevně odlišen, s určitou malou pravděpodobností by zemřel. Počítalo by se promile nakažených a zemřelých na počet lidí, kteří oblast navštívili.

'''Výstup simulace:''' vývoj podílu nákazy encefalitidou a úmrtí u lidí v závislosti na proočkovanosti, hustotě hlodavců a klíšťat v oblasti