４節 シミュレーション
［第５章 問題解決とその方法］ 
放水による貯水池の水量（確定的モデル）
授業 第６回 ※未実施
【課題】
最大貯水量15000㎥ の本北方貯水池は次のように管理されている。
毎日，残りの貯水量に対して15%の割合に当たる量を放水する。
残りの貯水量が最大貯水量の20％以下となったとき放水を停止する。
さて，最初の貯水量が12000m³であるとき，今後30日間の貯水量が
どうなるか調べてみよう。
【考察】
 数式モデル
［放水量］=［貯水量］×［放水割合］
［仮貯水量］=［前日の貯水量］ｰ［前日の放水量］
  ※放水停止量を下回った時点で放水は停止するが，停止しないものとして仮に算出しておく。
［貯水量］=［仮貯水量］と［放水停止量］の大きい方
  ※仮貯水量が放水停止量より多いときは仮貯水量，少ないときは放水停止量となる。
 変数一覧
貯水量
最大貯水量
最初の貯水量
仮貯水量
放水量
放水割合
放水停止量
放水停止割合
経過日数
最大経過日数
：chosui
：chosuimax
：chosuistart
：chosuikari
：hosui
：hosuiwariai
：hosuiteishi
：hosuiteishiwariai
：day
：daymax
※日々変動する貯水量 


※貯水量が放水停止量より少なくなっても
 放水を停止せず，そのまま続けたときに
 到達すると考えられる計算上の貯水量
 
※放水を停止するときの貯水量 
 
※初日は｢0｣とする 
※ここでは｢30｣である 
  アルゴリズムの工夫
 放水量は，その時点での貯水量（前日の貯水量）から算出している。
 ところが，放水中に貯水量が放水停止量を下回ったならば，本来はその時点で放水を停止しなくてはならない。従ってその日の放水量は先に計算をした放水量より少なくなる。
 これを実現するため，放水停止量を下回っても気にせず，そのまま計算した仮貯水量という仮想的な数量を導入する。そしてもしその値が放水停止量以上ならば，そのまま仮貯水量を貯水量とし，放水量も計算どおりとする。逆にもし下回るようならば，貯水量は放水停止量とし，放水量は元の貯水量と放水停止量の差として求めることにした。
【DNCL】
chosuimax = 15000
chosuistart = 12000
hosuiwariai = 0.15
hosuiteishiwariai = 0.20
daymax = 30

hosuiteishi = chosuimax * hosuiteishiwariai
chosui = chosuistart

day を 0 から daymax まで 1 ずつ増やしながら繰り返す:
│   hosui = chosui * hosuiwariai
│   chosuikari = chosui - hosui
│   もし chosuikari < hosuiteishi ならば:
│   ⎿   hosui = chosui - hosuiteishi
│   表示する(day,"日：貯水量",chosui,"：放水量",hosui)
⎿   chosui = chosui - hosui
 ⇨ IDEで動作確認 
 
chosuimax*hosuiteishiwariai chosuisart*hosuiwariai chosuistart*hosuiteishiwariai chosui*hosuiwariai chosui+hosui chosui-hosui chosuikari-housui chosui+hosuiteishi chosui-hosuiteishi
×
［通常版］
chosuimax = 15000 chosuistart = 12000 hosuiwariai = 0.15 hosuiteishiwariai = 0.20 daymax = 30 hosuiteishi = chosuimax * hosuiteishiwariai chosui = chosuistart for day in range(0,daymax+1): hosui = chosui * hosuiwariai chosuikari = chosui - hosui if chosuikari < hosuiteishi: hosui = chosui - hosuiteishi print(day,"日：貯水量",chosui,"：放水量",hosui) chosui = chosui - hosui
［研究：グラフ表示版］ ※授業で用いたmonacaでは動作しません。
import matplotlib.pyplot as plt chosuimax = 15000 chosuistart = 12000 hosuiwariai = 0.15 hosuiteishiwariai = 0.20 daymax = 30 x_day = [] y_chosui = [] y_hosui = [] hosuiteishi = chosuimax * hosuiteishiwariai chosui = chosuistart for day in range(0,daymax+1): hosui = chosui * hosuiwariai chosuikari = chosui - hosui if chosuikari < hosuiteishi: hosui = chosui - hosuiteishi print(day,"日：貯水量",chosui,"：放水量",hosui) x_day.append(day) y_chosui.append(chosui) y_hosui.append(hosui) chosui = chosui - hosui plt.plot(x_day,y_chosui) plt.plot(x_day,y_hosui) plt.show()