Я использую пакет R
deSolve
для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений.В литературе по системной динамике задержки притока и оттока можно смоделировать, используя среднее время задержки.Например, скорость изменения запаса Y в момент времени t может быть:
dy(t)/dt = inflow(t) - ( outflow(t) / D )
, где время задержки D
составляет, например, 4 временных шага.Задержка считается средней задержкой.
Однако другим способом моделирования задержек было бы предположить более дискретный случай события, когда отток равен сумме, поступающей в запас D
единиц времени ранее, таким образом:
dy(t)/dt = inflow(t) - inflow(t - D)
В deSolve
мы можем использовать функции lagvalue
и lagderiv
с функцией решателя dede
для задания дифференциальных уравнений с задержкой, которые используют запаздывающие значения переменных состояния , но я не могупохоже, что есть способ попросить deSolve
использовать запаздывающие значения скоростей притока / оттока.
Например, возьмем простую модель:
m<- function(t,y,p){
with(as.list(c(y,p)),{
inflow <- 100
outflow <- y*.5
dy <- inflow - outflow
return(list(c(dy), inflow=inflow, outflow=outflow))
})}
fit <- ode(func=m, y=c(100),t=seq(0,10,1),p=c(), method="euler")
time 1 inflow outflow
1 0 100.0000 100 50.00000
2 1 150.0000 100 75.00000
3 2 175.0000 100 87.50000
4 3 187.5000 100 93.75000
5 4 193.7500 100 96.87500
6 5 196.8750 100 98.43750
7 6 198.4375 100 99.21875
8 7 199.2188 100 99.60938
9 8 199.6094 100 99.80469
10 9 199.8047 100 99.90234
11 10 199.9023 100 99.95117
Используя dede
, я могу сделать отток запаздывающим значением переменной состояния при D = 2
временных шагах, предшествующих:
m2<- function(t,y,p){
with(as.list(c(y,p)),{
inflow <- 100
if(t < D) outflow <- y*.5
if(t >= D) outflow <- lagvalue(t-D,1)*.5
dy <- inflow - outflow
return(list(c(dy), inflow=inflow, outflow=outflow))
})}
fit2 <- dede(func=m, y=c(100),t=seq(0,10,1),p=c(D=2))
time 1 inflow outflow
1 0 100.0000 100 50.00000
2 1 139.3469 100 69.67344
3 2 163.2120 100 81.60602
4 3 177.6870 100 88.84349
5 4 186.4665 100 93.23323
6 5 191.7915 100 95.89575
7 6 195.0213 100 97.51064
8 7 196.9803 100 98.49013
9 8 198.1684 100 99.08422
10 9 198.8891 100 99.44456
11 10 199.3262 100 99.66312
Но теперь представьте, что я хочу, чтобы отток на самом деле был притоком D=2
временных шагов предыдущего.Я хочу что-то вроде:
**** Code will not run ****
m3<- function(t,y,p){
with(as.list(c(y,p)),{
inflow <- 100
if(t < D) outflow <- 0
if(t >= D) outflow <- lagvalue(t-D,inflow)
dy <- inflow - outflow
return(list(c(dy), inflow=inflow, outflow=outflow))
})}
...
Насколько я вижу, deSolve
не позволяет этого.Есть ли простой способ разрешить это?
Причина, по которой меня интересует смешение модели с непрерывным и дискретным типом событий, заключается в моделировании цепочек поставок, где средняя задержка по времени может быть неточной для определенных продуктов.