2.2. Статистическая обработка экспериментальных данных, идентификация моделей 

Задача «Обработка экспериментальных данных» позволяет проводить статистическую обработку результатов эксперимента, строить регрессионные модели, проводить оценку их адекватности.

Работу с программой в режиме обработки экспериментальных данных можно разделить на шесть этапов:

1. Ввод данных, коррекция введенных данных, сохранение в файл;
2. Просмотр результатов статистической обработки экспериментальных данных и принятие решения о целесообразности дальнейшей работы с ними;

3. Просмотр графиков полученных регрессионных зависимостей, установка режима выбора рабочей модели (ручной или автоматический), сохранение в файл, вывод на печать активного графика;
4. Просмотр результатов проверки адекватности выбранной модели, принятие решения о целесообразности применения полученной модели;
5. Диагностика и прогнозирование поведения исследуемого показателя с помощью выбранной модели;
6. Просмотр, редактирование, сохранение в файл, вывод на печать отчета о результатах обработки экспериментальных данных.

Далее приведено краткое описание последовательности действий при обработке результатов эксперимента с помощью программы "Biomod": Ввод данных: Ввод данных в программу может быть осуществлен либо с клавиатуры, либо из файла, который был сохранен ранее.

После ввода количества точек эксперимента и числа параллельных опытов активизируются поля ввода экспериментальных данных.

Рис. 2. Ввод параметров N и М. Для ввода данных из файла необходимо выбрать пункт "Открыть" в меню "Файл". На экране появится диалог открытия файла (рис. 3).

Рис. 3. Диалог открытия файла. 134

В окне диалога необходимо выбрать необходимый файл и нажать кнопку "Открыть". После чего данные будут считаны из файла и введены в программу, в заголовке окна появиться имя файла.

В независимости, откуда были введены данные (из файла или с клавиатуры) после окончания ввода для запуска математического ядра программы необходимо нажать на кнопку "Запомнить", при этом в поле отчета появятся введенные данные. Текст в поле отчета можно редактировать, сохранить в текстовом файле или вывести на печать (рис. 4).

Для сохранения данных в текстовом формате необходимо выбрать пункт "Сохранить отчет/график" в меню "Отчет", при этом появится диалоговое окно сохранения файла, в котором необходимо указать имя файла и нажать кнопку "Сохранить".

димо настроить нужные свойства и нажать кнопку "Ок". В случае обнаружения ошибки при вводе данных необходимо нажать кнопку "Изменить" и исправить её.

Рис. 5. Диалоговое окно сохранения файла данных.

Если данные были введены с клавиатуры, то для того, чтобы можно было пользоваться ими в дальнейшем, необходимо сохранить их в файл. Для этого необходимо выбрать пункт "Сохранить" в меню "Файл". После чего появиться диалоговое окно сохранения файла (рис. 5) в котором необходимо указать имя файла и нажать кнопку "Сохранить". То же самое следует сделать, если был изменен уже сохраненный файл, при этом диалогового окна не появиться и данные сохраняться со старым именем.

1

Если необходимо начать работу с новыми данными следует выбрать пункт "Новые данные" в меню "Файл", при этом программа устанавливается в первоначальное состояние.

Статистика: После того как нажата кнопка "Запомнить" запускается математическое ядро программы и появляется возможность просмотреть отчет по статистической обработке экспериментальных данных (рис. 6). С отчетом в окне "Статистика" можно производить те же операции что и с отчётом в окне "Ввод данных". В результате изучения полученной информации пользователь делает выводы о целесообразности дальнейшей работы с данными.

Рис. 6. Статистическая обработка результатов. Графики: После просмотра отчета по статистической обработке результатов эксперимента, пользователь имеет возможность просмотреть графики построенных регрессионных зависимостей, установить режим выбора рабочей модели, сохранить в файл или вывести на печать активный график.

1

Первым выводится график линейной модели, для того чтобы выбрать модель вручную из списка или установить режим автоматического выбора модели необходимо выбрать пункт "Выбор модели" в меню "Отчет". После чего появиться окно выбора модели - модель можно выбрать из списка, либо использовать автоматический выбор с применением одного из критериев выбора (рис. 7).

Рис. 7. Автоматический выбор модели.

Когда модель будет выбрана, в окне появиться изображение графика выбранной модели (рис. 8). Дальнейшая работа будет проводиться с выбранной моделью, рабочую модель можно изменить в любой момент, после того как выполнены все расчеты.

Адекватность: После выбора рабочей модели необходимо просмотреть информацию об адекватности модели (рис.

1

Рис. 9. Адекватность модели. 139

Общий отчет: Все отчеты, формируемые в процессе работы программы, автоматически копируются в общий отчет. С данным отчетом пользователь может производить те же операции что и с другими отчетами в программе (см. "Ввод данных").

2.3. Имитационное моделирование - динамические модели, построение интегрированных моделей

Группа задач «Имитационное моделирование» позволяет формировать имитационные модели и проводить на их основе компьютерные эксперименты.

Ниже представлено окно программы (рис. 10) с результатом компьютерного эксперимента с имитационной моделью построенной на основе динамической модели.

Рис. 10. Окно задачи имитационного моделирования.

1

Для запуска модели необходимо нажать кнопку «Запустить» (зелёный треугольник), после чего на дисплее появиться графическое представление результатов моделирования. При этом в случае выбора соответствующего режима работы происходит анимированный вывод графиков. По результатам имитационного эксперимента пользователю предоставляются следующие возможности: изменение настроек отображения графиков, увеличение или уменьшение выбранной области, сохранение изображения в файл, вывод на печать, вывод данных на печать или сохранение в файл в одном из распространенных форматов.

Панель управления окна задачи «Имитационное моделирование» содержит кнопки, выполняющие следующие действия:

Ш «Открыть настройки модели» - открытие сохраненного ранее файла с настройками текущей модели (параметры модели, условия расчёта, начальные значения переменных);

Ш «Сохранить настройки модели (F2)» - сохранение настройки текущей модели в открытый файл;

Ш «Сохранить настройки модели в новый фашдТЗ)» - сохранение настройки текущей модели в новый файл или созданный файл с заданным именем;

3 «Настройки модели (F11)» - открытие окна, позволяющего изменять текущие настройки модели (рис.

R «Удалять результаты предыдущего эксперимента» - кнопка может принимать два положения (нажата «Да» - результаты предыдущего имитационного эксперимента удаляются, иначе - «Нет» результаты предыдущего имитационного эксперимента не удаляются);

И. «Анимация» - кнопка может принимать два положения (нажата «Да» - результаты имитационного эксперимента представляются с использованием анимации, иначе - «Нет» результаты представляются полностью непосредственно после вычислений);

у «Запустить модель (F9)» - запуск модели и вывод результатов имитационного эксперимента на дисплей, в соответствии с выбранным режимом представления;

te «Настройки графиков» - открытие окна, позволяющего изменять формат графического представления результатов имитационного эксперимента (рис. 11);

Ш «Копировать график в буфер (Ctrl+G)» - копирование графического представления результатов имитационного эксперимента в буфер обмена с целью переброски его в другие программы;

Ш «Печать графика» - открытие диалогового окна вывода на принтер текущих результатов имитационного эксперимента;

Рис. 11. Окно ввода и коррекции настроек модели.

1

Ш «Экспортировать график» - открытие окна экспорта текущего графического представления результатов имитационного эксперимента в один из графических форматов.

В случае запуска модели без установки условий расчёта, начальных значений и параметров модели, используются значения по умолчанию. На рис. 12 представлено окно «Настройки модели» и окно «Имитационное моделирование» с результатами двух запусков модели с различными параметрами. При повторном запуске модели удаление предыдущих результатов происходит в соответствии с заданным режимом. Множество настроек сформированных в результате работы может быть сохранено в файл.

Рис. 12. Окно ввода и коррекции настроек модели.

На рис. 13 представлено окно с результатами компьютерного эксперимента, проведенного на базе интегрированной имитационной модели, при построении которой использованы регрессионные модели, полученные в результате обработки экспериментальных данных. При этом набор регрессионных моделей выбирается пользователем из рабочих моделей, полученных в

1

Рис. 13. Интегрированная имитационная модель.