Юный техник 1969-04, страница 38

Поэтому взаимодействие элементов большой системы подчиняется весьма сложным и малообозримым закономерностям, наглядный смысл которых для большинства систем еще не раскрыт.

Однако развитие техники и требования практики вынуждают нас искать пути решения задач, связанных с большими системами. Одним из важнейших способов расчета является моделирование на ЭВМ. При моделировании процесс работы большой системы расчленяется на элементарные акты, которые без особых затруднений поддаются математическому описанию и моделированию при помощи арифметических и логических операций ЭВМ.

Например, при проектировании шоссейных междугородных магистралей важно знать, как будет влиять интенсивность движения на характеристики будущей дороги. До последнего времени эти зависимости определялись экспериментально: на готовых дорогах с различными характеристиками искусственно создавались условия заданной интенсивности движения. Результаты эксперимента фиксировались специальным штатом испытателей и затем обрабатывались.

Эта задача в настоящее время решается методом моделирования на ЭВМ. Машина имитирует моменты появления автомобилей на заданном участке дороги и вычисляет координаты и скорость каждого автомобиля через малые промежутки времени с учетом вертикального и горизонтального профиля дороги, качества покрытия, возможностей обгона, наличия дорожных знаков и т. д. Результаты моделирования выдаются в виде таблиц на печатающее устройство ЭВМ и анализируются для того, чтобы получить сведения, необходимые для проектирования дороги.

Весьма любопытным вопросом является и учет случайных факторов, действующих на элементы большой системы со стороны других элементов и внешней среды. Например, при моделировании случайными являются моменты появления автомобилей на дороге, расстояние между ними, возможности обгона, а также коэффициент сцепления колес с покрытием дороги... Случайные воздействия имитируются при

помощи случайных чисел, вырабатываемых либо самой ЭВМ по специальной программе, либо специальной электронной приставкой к ЭВМ — датчиком случайных чисел. Для моделирования процесса работы большой системы при заданных конкретных условиях требуется обычно несколько сотен тысяч или миллионов случайных чисел.

На ЭВМ эксперимент можно провести быстро и дешево. По ходу легко вводить любые изменения, а также изучать возможности улучшения конструкции.

Однажды нам пришлось исследовать работу крупного трубопрокатного стана. Это было грандиозное сооружение: 4 автоматические линии, каждая из которых состояла из 105 станков. Трубы движутся по транспортерам с высокой скоростью: через каждые 0,7 сек. с конвейера сходит очередная труба. Стан начал работать, но той скорости, которую предусмотрели проектировщики, не достигал. Как только инженеры увеличивали скорость, в нескольких местах происходили поломки. Цех на несколько дней останавливался.

Мы решили моделировать эту систему на ЭВМ. И выяснили простую вещь: недостаточны объемы карманов (накопителей, которые стояли у тех мест, где трубы переходят от одного станка к другому). Если место перед трубой занято, то специальный механизм должен столкнуть ее в сторону, в карман. А потом ее снова пропустят по автоматической линии. Важно, чтобы движение ни на секунду не останавливалось.

Но если накопитель полон! Труба не соскользнет в него. Она «наступит» на «пятки» предыдущей трубе, и произойдет поломка. По результатам моделирования на ЭВМ были определены поправки к объемам для всех карманов стана. Когда инженеры выполнили наши рекомендации, стан заработал на полную мощность.

Результат на первый взгляд покажется очевидным, однако из-за сложности системы и высокой скорости ее работы обнаружить причины поломок простым наблюдением за работой стана было практически невозможно.

СТО ТЫСЯЧ «КАК» И «ПОЧЕМУ» • СТО ТЫСЯЧ «КАК» И «ПОЧЕМУ»

ф Почему ночная темнота не сразу наступает после того, к£к сядет солнце?

Шк Если плыть на лодке по спонойной поверхности озера с чистой, прозрачной водой, то кажется, что самое глубокое место все время находится как раз под лодкой. Чем это объяснить?

f Почему маска для подводного плавания помогает пловцу хорошо видеть предме-под водой?

36