python - 创建一个使用时序逻辑在两种不同状态之间切换的模型？

Question

我正在尝试设计一个可以管理不同水源的不同请求的模型。 平台:MAC OSX，使用最新的Python并安装了TuLip模块。

例如，

Definitions :

Two water sources : w1 and w2
3 different requests : r1,r2,and r3

-

Specifications :

Water 1 (w1) is preferred, but w2 will be used if w1 unavailable.
Water 2 is only used if w1 is depleted.
r1 has the maximum priority.
If all entities request simultaneously, r1's supply must not fall below 50%.

-

水源不是离散的，而是连续的，这会增加模型创建的难度。我可以对水位进行粗略离散，但我更喜欢首先找到连续状态的模型。

那么我该如何开始呢？

我的一些想法:

• 创建矩阵 W，其中 w1,w2 ∈ W
• 创建矩阵 R，其中 r1,r2,r3 ∈ R
• 或者将所有变量保留为单数，而不将它们放入矩阵中

我不是编码专家，所以这就是我需要帮助的原因。不确定开始解决这个问题的最佳方法是什么。 我只对模型或如何将其组合在一起的代码示例感兴趣。

编辑

现在想象一下，我对水源进行了粗略离散化，使 w1=[0...4] 和 w2=[0...4] 分别为 0%、25%、50%、75,100%。

==> 表示暗示

水源的使用:

• if w1[0]==>w2[4] -- 意思是如果水源 1 为 0%，则使用水源 2 的 100% 等
• 如果w1[1]==>w2[3]
• 如果w1[2]==>w2[2]
• 如果w1[3]==>w2[1]
• 如果w1[4]==>w2[0]

r1=r2=r3=[0,1] -- 0 表示请求关闭，1 表示请求开启

现在可以设计什么模型，根据 w1 和 w2 的值，为每个请求提供 100% 的水(w1 和 w2 值不可控，因此无法定义具体值，但为了简单起见，使用 0...4 )

Answer 1

这称为流量问题:http://en.wikipedia.org/wiki/Maximum_flow_problem

Wiki 有一些解决方案的代码:http://en.wikipedia.org/wiki/Ford%E2%80%93Fulkerson_algorithm

我不确定时间逻辑在这里有多大帮助。例如负载均衡是一个主要的研究主题，我相信大多数都没有使用这种形式主义。

我已经编写了一些代码，它仅代表一个简单的优先级列表，这有点微不足道。我会使用类和函数来表示状态，而不是矩阵。优先级方面的依赖关系非常简单。否则，您也可以将它们添加到类 Watersource 中。 (类 WaterSourcePriorityQueue 或类似的东西)。为了进行模拟，最好使用线程，但我在这里没有使用线程。您可以使用逐步迭代(轮次)，这更符合程序化程序。

import time
from random import random
from math import floor
import operator

class Watersource:

    def __init__(self,initlevel,prio,name):
        self.level = initlevel
        self.priority = prio
        self.name = name

    def requestWater(self,amount):
        if amount < self.level:
            self.level -= amount
            return True
        else:
            return False


#watersources
w1 = Watersource(40,1,"A")
w2 = Watersource(30,2,"B")
w3 = Watersource(20,3,"C")

probA = 0.8 # probability A will be requested
probB = 0.7
probC = 0.9

probs = {w1:probA,w2:probB,w3:probC}
amounts = {w1:10,w2:10,w3:20} # amounts requested

ws = [w1,w2,w3]

numrounds = 100
for round in range(1,numrounds):
    print 'round ',round

    done = False
    i = 0
    priorRequest = False
    prioramount = 0

    while not done or priorRequest:
        if i==len(ws):
            done=True
            break

        w = ws[i]
        probtresh = probs[w]
        prob = random()

        if prob > probtresh: # request water
            if prioramount != 0:
                amount = prioramount
            else:
                amount = floor(random()*amounts[w])
                prioramount = amount

            print 'requesting ',amount

            success = w.requestWater(amount)

            if not success:
                print 'not enough'

                priorRequest=True
            else:
                print 'got water'
                done = True
                priorRequest=False

        i+=1



    time.sleep(1)