Суперкомпьютер «Ломоносов» моделирует развитие России в следующие 50 лет

На суперкомпьютере «Ломоносов» запущена модель, имитирующая развитие социально-экономической системы России на протяжении последующих 50 лет. Имитационная модель разработана для анализа развития инновационного сектора России.

Перед специалистами была поставлена задача оценить влияние инновационных отраслей на социально-экономические и демографические показатели страны в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Разработка велась силами научных групп Центрального Экономического Института РАН и МГУ. Имитационная модель основана на взаимодействии 100 млн виртуальных агентов, условно представляющих социально-экономическую среду России. Поведение каждого агента задано набором алгоритмов, которые описывают его действия и взаимодействие с другими агентами в реальном мире. Модель разрабатывалась в среде имитационного моделирования AnyLogic по технологии агентного моделирования. Этот метод применяют для исследования систем, поведение которых определяется совокупными действиями многих разрозненных агентов.

Разработка моделей в масштабе страны требует мощных компьютерных технологий. На обычном ПК расчет моделей подобной сложности может занимать годы. Использование 200 процессоров суперкомпьютера позволило сделать прогноз на 50 модельных лет для среды объемом 100 млн агентов. Все вычисления заняли 1 минуту 30 секунд. Также была предпринята попытка запуска модели с помощью 1000 процессоров. В этом случае на решение той же задачи было потрачено примерно 16 секунд. Кроме «Ломоносова» (414 TFlops), модель была опробована еще на 2 суперкомпьютерах: МВС-100К (123 TFlops) и «Чебышев» (60 TFlops).

В масштабных исследованиях необходимо использовать большое число агентов. Эксперименты с моделью показали, что одни и те же параметры (рождаемость, продолжительность жизни и т.д.) могут приводить к различным результатам в зависимости от размера социума. При запуске одной и той же версии модели с разным количеством агентов результаты отличались на 4,5%. В первом случае моделирование велось для 100 млн. агентов, а во втором – 100 тыс. агентов.

Проект задействовал 5 человек: 2 специалистов ЦЭМИ (В.Л. Макаров, А.Р. Бахтизин) и 3 со стороны МГУ (В.А. Васенин, В.А. Роганов, И.А. Трифонов). Данные для моделирования были предоставлены Федеральной службой государственной статистики и российским мониторингом экономического положения и здоровья населения. Модель для обычного ПК была построена в 2009 г., а в 2010 году она была конвертирована в «суперкомпьютерную» версию. В качестве инструмента моделирования был выбран российский программный продукт AnyLogic. На сегодняшний день это единственный программный продукт, поддерживающий все методы имитационного моделирования. «Агентное моделирование – одно из приоритетных направлений деятельности ЦЭМИ. Сейчас в разработке находится еще ряд моделей, в частности: модель транспортной сети г. Москвы, модель корпоративных слияний и поглощений, модель социальных кластеров» — сообщил А. Бахтизин, ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной экономики ЦЭМИ.