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Repast

 
Swarm wurde im Jahre 1996 eingeführt und war das erste im großen Stil eingesetzte Software Tool zur Modellierung und Simulation komplexer adaptiver Systeme (CAS). Swarm ist heute ein weit verbreitetes System zur Programmierung von Multiagentensimulationen, das ursprünglich von Chris Langton am Santa Fe Institut (USA) entwickelt wurde und mittlerweile durch die Swarm Development Group weiterentwickelt wird. Es hat seinen Ursprung im Bereich der Artificial-Life-Forschung, wo es zum Studium biologischer Systeme zuerst eingesetzt wurde (Minar et al., 1996).

In der Zwischenzeit dient Swarm aber allgemein zur Simulation komplexer adaptiver Systeme aus den Bereichen Anthropologie, Computer-Wissenschaften, Verteidigung, Ökologie, Ökonomie und Politikwissenschaften. Als Beispiele für weitere Themenstellungen der Simulation seien genannt: Die Simulation von Fußgängern in Stadtzentren (Schelhorn et al., 1999 und Haklay et al., 2001) und die Analyse von Staus in Londons Notting Hill Carnival (Batty et al., 2003).

Screenshot eines Swarm Modells für Börsenmärkte (www.artstkmkt.sourceforge.net)

Ein 'Swarm' (engl. für Schwarm) ist eine Menge von Agenten, die mit Hilfe diskreter Ereignisse miteinander interagieren. Softwaretechnisch ist ein ‚Swarm’ ein Objekt, das Speicherallokation und Ereignisscheduling implementiert. Eine einfache Swarm-Simulation besteht aus einem 'Modell-Swarm' und einem 'Observer-Swarm', dessen Agenten zur Beobachtung der Simulation dienen.

Swarm ist eine kostenlose Open Source Software Library und wird von der Swarm Development Group (SDG 2005) weiterentwickelt.

Referenzen

Minar, N., R. Burkhart, C. Langton, und M. Askenazi. 1996. The Swarm simulation system: a toolkit for building multi-agent simulations. Working Paper 96-06-042, Santa Fe Institute, Santa Fe

Schelhorn, T., O'Sullivan, D., Hakley, M. und Thurstain-Goodwin, M. (1999), STREETS: An Agent-Based Pedestrian Model, Centre for Advanced Spatial Analysis (University College London): Working Paper 9, London

Batty, M., Desyllas, J. und Duxbury, E. (2003), 'Safety in Numbers? Modelling Crowds and Designing Control for the Notting Hill Carnival', Urban Studies, 40(8): 1573-1590

Haklay, M., O'Sullivan, D., Thurstain-Goodwin, M. und Schelhorn, T. (2001), '"So Go Downtown": Simulating Pedestrian Movement in Town Centres', Environment and Planning B: Planning and Design, 28(3): 343-35

Weiterführende Informationen zu Swarm inkl. Downloads finden Sie bitte unter www.swarm.org

 
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Repast (Recursive Porous Agent Simulation Toolkit) ist eine Java-Klassenbibliothek, die von der Social Science Research Computing der Universität Chicago (USA) entwickelt wurde. Repast basiert auf vielen Konstrukten, die zuerst in Swarm entwickelt wurden [1]. Die erste Version von Repast erschien im Jahre 2000. Eine Zeit lang wurde Repast dann vom Argonne National Laboratory (ANL) weiter betreut. Aktuell wird Repast als Open Source Software von der Non-Profit-Organisation Repast Organization for Architecture and Development (ROAD) weiterentwickelt. Die grundlegenden Prinzipen von Repast, Swarm und anderen Agentenbasierten Simulationswerkzeugen finden sich zum Beispiel bei Serenko und Detlor (2002), Gilbert und Bankes (2002) sowie Tobias und Hofmann (2003) [2][3][4].

Mit Repast können Agentenbasierte Simulationen mit Hilfe der Sprache Java durchgeführt werden. Es bietet eine Klassenbibliothek an, um eine Agentenbasierte Simulation zu erzeugen, laufen zu lassen, anzuzeigen und Daten zu sammeln. Außerdem kann man Schnappschüsse und Filme von laufenden Simulationen erstellen. Repast benutzt Teile von Swarm und hat zusätzliche Features wie Manipulation des Laufzeitmodells über eine grafische Benutzerschnittstelle. In Repast wird eine Simulation als Zustandsmaschine betrachtet, wobei sich der Gesamtzustand in die Zustände der einzelnen Komponenten aufteilt. Jede Komponente besitzt eine Infrastruktur und eine Repräsentation. Die Infrastruktur beinhaltet Mechanismen, um z.B. die Simulation laufen zu lassen und Daten zu sammeln.

Ein Repast Modell eines sozialen Netzwerkes ( www.scidacreview.org/0802/html/abms.html)

Die aktuelle Version von Repast existiert in drei unterschiedlichen Varianten: Repast J , Repast.NET und Repast Py . Repast ist die Referenzimplementierung, die Kernfunktionen von Repast definiert. Repast.NET ist eine Portierung von Repast J auf das .NET-Framework von Microsoft. Die Entwickler haben sich mit Version 3 von Repast für eine zusätzliche .NET-Implementierung entschieden, um eine hohe Sprachvielfalt zur Programmierung der Simulationsmodelle anzubieten. Innerhalb des .NET-Frameworks kann mit C++, C# oder Visual Basic programmiert werden. Repast Py ist eine Python-basierte Schnittstelle zu den Repast J Bibliotheken, die eine einfache und schnelle Möglichkeit zur Erstellung von Simulationsmodellen bieten soll.

Weiterführende Informationen zu Repast inkl. Downloads finden Sie bitte unter www.repast.sourceforge.net.

Referenzen

  1. Swarm Development Group: Swarm 2.2, Available at http://wiki.swarm.org (Aug. 2004)
  2. Serenko, A. und Detlor, B.: Agent Toolkits: A General Overview of the Market and an Assessment of Instructor Satisfaction with Utilizing Toolkits in the Classroom (Working Paper 455), McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada (2002)
  3. Gilbert, N., und Bankes, S.: Platforms and Methods for Agent-based Modeling, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, vol. 99, suppl. 3, National Academy of Sciences of the USA, Washington, DC, USA (May 14, 2002) pp. 7197-7198
  4. Tobias, R. und Hofmann, C.: Evaluation of Free Java-libraries for Social-scientific Agent Based Simulation, Journal of Artificial Societies and Social Simulation, University of Surrey, vol. 7, no. 1 (Jan. 2003)