王东锋[1]2003年在《定性组合建模与仿真的理论和方法研究》文中进行了进一步梳理本文研究了定性仿真(或定性推理)的建模问题。自二十世纪八十年代诞生以来，定性仿真在问题描述和推理算法方面得到了较好的发展，并在系统分析、诊断、设计、预测等领域开展了应用研究。但作为一门新的仿真理论，定性仿真在其发展过程中也遇到了一些困难，其中之一就是定性模型的建立比较困难，并因此制约着定性仿真的进一步推广和应用。于是，开展关于定性建模过程的研究，寻找辅助定性建模的新方法，就成为定性仿真领域一个新的热点。 在对定性仿真理论和定性建模过程研究的基础上，本文提出定性组合建模的思想，实现了相关的建模和仿真算法。从知识描述的角度，提出面向对象的组合建模方法；从建模过程的角度，提出基于模型假设的关联推理算法；从模型检验的角度，将模型的组合与仿真看作是整个定性组合建模体系的两个紧密联系的环节，并实现了相应的定性仿真算法。本文的主要研究内容和创新成果如下： 首先，针对组合建模与面向对象仿真在知识表示、对象描述、建模算法等方面的类似特点，本文提出了面向对象的定性组合建模思想，通过将面向对象方法引入组合建模体系，建立了面向对象组合建模的形式化描述机制，实现了定性建模知识单元的面向对象描述，这是本文的一个主要特色和创新。 其次，本文研究了定性组合建模的过程性知识——有关模型片断使用的模型假设信息，从模型片断库的结构出发，提出模型假设的分层描述模型；针对其在建模中的作用，建立了模型假设到建模决策的映射机制。在此基础上，本文继续研究了一类特殊的模型假设，即关联假设，后者从模型片断与被描述对象间的关系出发，将模型片断与建模任务联系起来，本文提出基于关联假设的推理算法，就是利用关联假设来辅助定性建模任务中的模型片断选取。 最后，本文实现了定性组合建模中的仿真算法。定性模型的特点，决定了定性组合建模是一个需要重复调整和完善的迭代过程，建模与仿真是通过定性微分方程相关联的两个子任务，建模是仿真的基础，仿真是对建模结果的检验。为此，本文建立了组合建模与仿真的框架体系，并实现了两类仿真算法——改进定性仿真算法和模糊定性仿真算法。前者是将定性仿真算法看作一类约束满足问题，用约束逻辑程序加以改进，不仅为解决定性仿真问题提供了逻辑框架，而且也是一种规范化的程序描述语言；模糊定性仿真算法则是对纯定性仿真算法在知识描述、状态转移规则、过滤算法等方面的改进，是一类半定量描述方法，有利于在定性仿真领域综合定量信息，同时提高算法的效率。
孙世霞[2]2005年在《复杂大系统建模与仿真的可信性评估研究》文中研究指明仿真可信性研究是系统仿真理论与应用研究的重要内容。作为当前仿真研究对象的复杂大系统(Large-Scale Complex System, LSCS)具有一系列特点,对该类系统的仿真可信性评估提出了新的需求。论文以适应和解决当前仿真评估中出现的新情况、新问题为目标,针对当前复杂大系统建模与仿真评估所具有的特点和需求,参考并借鉴其它相关领域所取得的新的技术与成果,从工程级和交战级层次对LSCS仿真可信性评估的理论、过程、方法和工具展开了研究。论文从复杂大系统建模与仿真的概念和特点出发,以相似论为基础分析了建模与仿真的基本原理,讨论了系统、仿真与评估之间的关系;接着在前人研究的基础上给出了仿真可信性的定性描述和定量度量,辨析了可信度与逼真度、可信性评估与VV&A (Verification, Validation and Accreditation)之间的区别和联系;然后从仿真工程的角度,建立了可信性评估研究的参考框架,阐明了框架的内涵并说明了其应用。为了全面描述与表示LSCS仿真可信性,在对可信性描述进行分类的基础上,提出了可信度集与可信性关系的概念,给出了可信度集的表示,定义了一些基本的运算法则,并分析了可信性关系的性质,最后以多部件多表示模型为例说明了其应用。多分辨率建模(Multi-Resolution Modeling, MRM)是复杂大系统仿真的本质特点和关键技术之一。论文在进一步明确模型分辨率的概念和内涵的基础上,分析了影响多分辨率建模与仿真可信性的两个主要因素——精度和一致性,提出了一种基于描述的细节层次和详细程度的模型分辨率定量度量方法,给出了一致度的定义、度量和模型间一致度的计算。在此基础上建立了基于精度和一致性的MRM可信性的描述与表示,分析了可信性评估实施的方法和步骤,并以多分辨率气象预报模型为例说明了其应用;该可信性描述与度量方法可操作性强、直观、简便,并能为仿真应用提供明确的指导。可信性评估的实施是一项系统而复杂的工作,如何有效组织与管理仿真可信性评估的过程并对其进行改进和优化具有重大的理论意义与实践价值。论文分析了可信性评估过程研究的需求与目的,介绍了常用的过程建模方法。在此基础上,从宏观层次建立了可信性评估的IDEF0过程模型,并对其进行了形式化描述;从微观实现角度应用UML(Unified Modeling Language)语言对评估过程管理进行了静态结构建模与动态行为建模,并分析了过程管理的支持环境。这些模型能有效支持评估过程的分析、改进和优化,并为开发过程管理工具提供了依据。可信性评估的方法是可信性评估研究的核心。论文在深入认识从定性到定量综合集成方法的基础上,结合LSCS仿真的层次,从工程级和交战级对可信性评估的方法进行了研究。归纳总结了常用的评估方法,并对其进行了应用分配。考虑到LSCS仿真的层次性结构特点和评估中充分利用主观知识的需要,提出了应用基于层次分析(the Analyze Hierarchy Process, AHP)的模糊综合评判(Fuzzy Synthetic Evaluation, FSE)方法进行可信性评估的思想,深入分析了AHP FSE方法的原理、设计与实现,并以空地攻防对抗
刘晓平, 唐益明, 郑利平[3]2008年在《复杂系统与复杂系统仿真研究综述》文中研究指明复杂系统仿真已成为研究复杂系统的最重要手段之一。首先回顾了复杂系统的发展历程,总结了复杂系统的特点;然后综述了复杂系统仿真的当前发展,分类描述了各种复杂系统建模与仿真方法,分别总结了它们所能反映的复杂系统特点;提出要借助其他领域的研究成果来支持复杂系统仿真研究,并介绍了几种有助于推动复杂系统仿真研究的方法。最后阐述了仿真对复杂系统研究的重大意义。
杜湘瑜[4]2005年在《基于综合集成的虚拟样机测试与评估理论和方法研究》文中进行了进一步梳理虚拟样机测试与评估(Virtual Prototyping Test and Evaluation, VPT&E)是虚拟采办的重要子过程。随着武器系统复杂性的提高,传统的测试与评估(Test and Evaluation, T&E)方法已经不能满足新时期采办的需求。针对当前T&E过程中存在问题开展深入研究,对改进采办过程,提高采办效率具有重要意义,因此成为采办和建模与仿真(Modeling and Simlation, M&S)领域的前沿性研究方向。 论文从复杂系统的观点认识和分析VPT&E过程,将综合集成作为解决其中问题的指导方法,将仿真提供的定量分析能力和专家研讨提供的定性分析能力有机结合,提出了基于综合集成的VPT&E的新思想。围绕这一主题,论文从理论、方法和实现叁个方面对基于综合集成的VPT&E进行了系统的研究。 论文首先从VPT&E的特点和需求角度出发,深入分析了定性与定量综合集成相关概念,建立了概念框架和技术框架,为后续理论和方法研究提供高层概念视图和技术参考依据。 体系结构和过程模型上的缺陷是当前阻碍T&E顺利开展的重要原因之一,也是国内外在VPT&E领域的研究重点。论文在对当前典型的T&E环境、综合集成研讨厅等参考体系结构归纳评述的基础上,围绕基于综合集成的VPT&E环境体系结构需求,从运作、系统和技术叁个层面给出了体系结构系统化描述,并利用Agent技术提高体系结构的性能和可实现性,将仿真提供的定量资源和专家研讨的定性资源在统一的框架下进行合理、有效的综合集成,解决了当前T&E体系结构中存在的“烟囱式”的构建缺陷。 T&E过程的复杂性是造成过程模型描述困难的重要因素之一。论文在对VPT&E过程原理分析的基础上,提出了基于综合集成的VPT&E过程模型的叁个视图:循环路径、数据关系和抽象层次。提出了基于组件和规则的过程模型描述体系,将信息处理单元(IPU)作为基本组件,把叁个视图在统一的框架下进行描述,有效地解决了过程复杂性和描述精确性之间的矛盾。 在方法研究上,论文围绕综合集成技术的两个关键问题开展工作:综合集成需要哪些知识?怎样将这些知识进行综合集成? 当前的综合集成方法研究往往停留在框架和方法的讨论上,知识内容级的综合集成是综合集成方法研究中的难点。以专家意见为表现形式的定性评估知识是VPT&E的重要资源,建立合理的专家意见模型是综合集成的前提和基础。本文通过建立层次化专家意见模型(EOM),将专家意见的建模过程理解为定性知识的量化过程,详细描述了各层的构成和功能特点以及各层之间的映射关系。提出了基于Agent的本体空间关联方法和基于相似度计算的任务知识集成方法,实现了基于EOM的专家意见综合集成。 基于综合集成的VPT&E过程是一个在模糊的定性领域和精确的数学王国之间的循环。在这一循环过程中涉及大量以自然语言描述的定性变量和以数字特征描述的定量变
钱晓超[5]2016年在《考虑不确定性影响的仿真模型验证及校准方法研究》文中提出模型验证与校准在仿真可信度评估工作中占有重要地位,相关理论及方法研究得到重视,取得了丰硕的成果。随着对仿真模型精度的要求越来越高,建模仿真中的不确定性问题逐渐得到重视,相应的模型验证与校准工作也必须考虑不确定性的影响。如何实现考虑不确定性影响时的仿真模型验证与校准是目前面临的关键问题。围绕这一问题,本文开展了以下研究。首先,研究了建模仿真中的不确定性描述与传播方法。在给出基于概率框架的随机变量以及基于非概率框架的区间变量、模糊变量、不精确随机变量以及模糊随机变量等不确定性描述方法的基础上,针对非概率不确定性描述方法在不确定性传播方面存在的困难,分别给出相应的概率框架转化模型,并提出一种基于概率抽样的异类不确定性联合传播方法,实现采用不同不确定性描述方法建模描述的不确定性变量的联合传播,为后续的模型验证与校准奠定了基础。其次,研究了考虑不确定性影响的仿真结果验证方法。针对输入仅含有固有不确定性的仿真结果验证问题,提出一种基于特征的仿真结果验证方法,通过特征提取,建立结果数据特征验证矩阵,进而利用贝叶斯因子法实现仿真结果验证;进一步,针对输入同时含有认知和固有不确定性,并且参考数据也含有不确定性的仿真结果验证问题,提出一种基于证据理论的验证方法,通过验证数据的证据理论统一建模与描述方法,将验证数据转换到证据框架,采用一种基于加权平均算子的证据融合算法实现多元验证数据的综合;最后提出一种基于证据距离的验证准则实现仿真结果验证,为存在多种来源不同种类不确定性的仿真模型验证提供了方法支持。再次,研究了多元输出仿真模型校准方法。针对复杂系统模型校准存在的输出数量多、数据类型多样、不确定性因素众多以及校准效率低等问题,提出一种基于优化和元模型的多元输出仿真模型校准方法。采用基于概率抽样的异类不确定性联合传播方法,实现不同种类不确定性的传播;提出一种基于特征及Mahalanobis距离的多元输出一致性度量模型,解决具有不同数据类型的多元仿真输出的一致性度量;采用基于随机Kriging和遗传算法的快速校准方法,将复杂的双层嵌套校准过程转化为静态的优化问题,提高了校准效率。同时,为保证元模型拟合的高效性与准确性,提出一种用于元模型建模的序贯试验设计方法。最后,设计实现了仿真模型验证与校准软件平台。针对考虑不确定性影响的仿真模型验证与校准工作涉及到的大量的仿真运行、海量的仿真数据和繁琐的数据处理方法,开发了仿真模型验证与校准软件平台,主要包括不确定性建模与描述、不确定性传播、仿真结果验证以及模型校准四大功能,并将其应用于某飞行器纵向平面内末制导模型的验证与校准工作中,验证了工具的有效性和实用性。
周东祥[6]2007年在《多层次仿真模型组合理论与集成方法研究》文中指出随着仿真应用范围的不断发展,建模仿真对象已经发展到包含众多子系统,结构、行为复杂并不断演化的复杂大系统,迫切要求仿真应用能够及时响应领域对象的演化,持续保持对研究对象的有效性与合理性,避免当研究对象发生需求、结构及行为的变化时重新开发仿真系统;并且希望仿真系统的开发能够像工业制造领域一样,通过灵活组装零部件快速形成满足不同需要、结构行为各异的目标系统,从而降低仿真系统开发的费用与风险。组合仿真正是在这种需求背景下提出的一种新的仿真开发思想与范式,已经成为复杂系统仿真领域的研究热点。组合仿真强调最大限度地实现仿真模型的组合与再组合,通过灵活的组装方式快速构建目标仿真系统,并通过模型组件替换实现仿真系统结构、行为的演化发展。当前组合仿真方法大多集中在工程实现层次上,由于缺少组合仿真理论的指导,仿真模型难以组合以及模型组合性质难以定量分析的问题仍然十分突出。如何提高仿真模型的可组合性已经成为组合仿真领域亟待解决的焦点问题。论文以卫星导航系统工程总体仿真为应用背景,以提高仿真模型的可组合性为最终目标,从模型描述及组合性质分析机制两个方面入手,对仿真模型组合理论、多层次建模与仿真集成等重大理论方法问题进行了一定的创新研究和工程实践,主要体现在以下几点:(1)系统地搭建了组合仿真的概念体系,提出以多层次仿真模型描述为核心的组合仿真概念框架CSCF,明确了CSCF中包含的模型、过程实体以及实体之间的组合依赖关系。构造了五种组合模式,为模型组装过程提供了多种选择。建立了仿真模型可组合性的参考模型RMC,深入辨析了可组合性与其它相近概念的联系和区别;建立了组合正确性的概念,以此为基础提出了仿真模型可组合性的分析框架。(2)针对语法层次的四类模型组合失配问题,提出基于类型理论的仿真模型语法描述及组合性质分析机制。通过分析组合失配情形,指出语法层次仿真模型组合的实质是类型匹配问题。基于类型理论对仿真模型定义语言SMDL进行了扩展,通过为其建立一个简单类型系统STS,从而使SMDL具备了对语法层次模型组合进行推理与分析的能力。在仿真模型类型定义的基础上,构造了严格类型匹配、子类型匹配以及弱化类型匹配叁种组合匹配关系。基于类型匹配关系建立了组合相容性及可替换性的形式化分析方法,给出了语法层次组合性质分析的关键算法。(3)针对语法上可组合的模型不一定构成有意义(Meaningful)组合的问题,基于Hoare逻辑建立了仿真模型语义描述及组合性质分析机制。提出模型语义描述的分类框架,指出显式、形式化的模型语义描述是促进模型之间的语义共享以及支持语义层次组合性质分析的关键。在Hoare逻辑基础上,提出了基于前后断言的仿真模型语义的形式化描述机制,并针对不同组合模式分别给出了模型语义的组合推理机制;根据模型语义的描述,通过考察模型前置条件、后置条件之间的逻辑关系判断模型是否具备可组合性,分别建立了叁种组合相容性和六种可替换性的分析规则,并给出相应算法。(4)提出扩展DEVS的仿真模型动态语义描述及组合分析机制。针对DEVS规范没有明确行为等价性的问题,建立了DEVS执行语义的形式描述,基于互摸拟关系的DEVS模型行为等价性准则,并进一步分析了互模拟等价和系统态射的关系;针对DEVS组合模型规范中端口连接仅关注语法元素而不支持动态行为组合的问题,基于角色—协议—协作(RPC)框架对DEVS规范进行了扩展,以角色和交互协议刻画了DEVS模型在端口(集)上的详细交互行为,以角色的绑定刻画了DEVS组合模型中端口绑定的组合行为,建立了支持语用层次仿真模型组合的RPC-DEVS形式描述规范。为了分析语用层次仿真模型动态语义的组合性质,提出了角色相容性及可替换性的概念,以协作中模型角色的交互协议判断角色是否满足相容或可替换性,给出了角色相容性及可替换性的形式定义,并分别给出相容性和可替换性判定的关键算法。(5)为有效支持组合仿真的建模与集成,提出模型驱动的组合仿真集成框架(MCSIF)。MCSIF明确给出了组合仿真的开发过程,可用于指导实际仿真系统开发,并能有效支持模型组合与再组合过程,提高仿真系统对新需求的适应能力。MCSIF框架利用精确元建模框架PMF支持不同层次的模型描述,PMF框架不仅关注语法层面的模型定义(如接口、事件等),还通过模型转换机制建立语法层次模型描述和语义、语用层次模型描述的关联,不同层次的模型描述都是精确、平台无关的,具有较高的抽象层次,从而构成DTM的全面描述,满足多层次组合建模的需求。PMF框架利用MLF系列元建模语言,面向不同层次分别建立了MSSD元模型、SCM元模型和REM元模型,并建立了元模型之间的映射关系支持模型转换机制,从而保证了不同元模型在模型描述问题上的一致性以及不同层次组合性质分析的相互校准作用。(6)针对卫星导航系统工程总体仿真中的模型组合需求,设计并实现了支持多层次建模及组合的卫星导航仿真辅助开发与集成环境原型CSimTools,支持不同层次的仿真模型描述,提供模型组装环境,支持模型的统一调度执行。以导航系统服务性能仿真应用实例验证了论文提出的仿真模型组合理论与集成方法。论文的研究属于建模仿真理论的基础和前沿性研究,不但丰富和发展了系统仿真方法学,对于促进卫星导航工程总体仿真模型的互操作、重用也具有重要意义,可用于指导和支持复杂系统仿真模型的集成。
王文竹[7]2016年在《叁轴重型汽车行驶平顺性理论分析建模与仿真方法的新探索及应用》文中研究说明随着世界经济的发展,商品流通快速增加,高速公路的迅速普及,重型汽车正在成为公路运输的主要工具。同时随着汽车技术的进步,人民生活水平不断提高以及车速的不断提高,用户对重型汽车的乘坐舒适性也提出了更高的要求。汽车行驶平顺性己经成为重型汽车的主要性能指标之一。重型汽车车体长、轴距大、承载质量大,车体的弯曲振动表现十分明显,成为影响重型汽车行驶平顺性的一个重要因素,因此在建立重型汽车模型时有必要考虑车体的弹性。本文围绕叁轴重型汽车行驶平顺性理论分析建模和仿真展开研究,重点对叁轴重型汽车行驶平顺性理论建模与仿真方法进行新探讨及应用研究,开展叁轴重型汽车的平面刚弹合成模型和空间刚弹合成模型的研究,建立叁轴重型汽车行驶平顺性仿真的传统方法和虚拟激励法,通过仿真比较两种方法,基于Isight和Matlab联合仿真思想进行影响因素分析和多目标优化设计的探讨,本文研究的重要内容为:(1)基于刚弹合成的两端自由等截面梁的理论分析从弹性梁弯曲振动的基本方程出发,推导出了两端自由等截面弹性梁的基本方程和固有特性的通解,证明了固有振型函数的正交性。对一般梁的刚体运动和弹性弯曲振动进行了运动合成和能量分析,推导出两端自由等截面梁运动合成后的质量阵、刚度阵、动能和势能。从理论上将弹性梁的弯曲振动分析推广到刚弹合成梁的弯曲振动分析。(2)叁轴重型汽车平面刚弹合成模型的建立建立平面模型时,为了考虑重型汽车行驶时车体的弯曲振动,将车体看成两端自由等截面梁,建立了叁轴重型汽车10自由度平面刚弹合成的力学模型和数学模型,推导出叁轴重型汽车相应的车轮静载和振动响应量的公式。(3)基于刚弹合成的四边自由矩形薄板的理论分析从薄板横向振动的微分方程和变分方程出发,推导了薄板的自由振动方程。应用单项梁组合函数法对四边自由矩形薄板的固有频率和振型函数进行了求解,实现了解析求解,用有限元方法与求解结果进行了对比,证明了固有振型的正交性。对一般薄板的刚体运动和弹性弯曲振动进行了运动合成和能量分析,推导出了四边自由矩形薄板运动合成后的质量矩阵、动能、刚度矩阵和势能。从理论上将薄板的横向振动分析推广到刚弹运动合成后薄板的振动分析。(4)叁轴重型汽车空间刚弹合成模型的建立建立空间模型时,为了考虑重型汽车行驶时车体的弯曲振动,将车体看成四边自由的矩形薄板,建立了叁轴重型汽车17自由度空间刚弹合成的力学模型和数学模型,推导出叁轴重型汽车相应的车轮静载和振动响应量。为建立考虑车体刚体和弹性的重型汽车空间模型提供了一种新的思路。(5)叁轴重型汽车行驶平顺性仿真与分析建立了叁轴重型汽车行驶平顺性仿真的传统方法和虚拟激励方法,采用平面刚弹合成模型、空间刚弹合成模型、平面刚体模型和空间刚体模型进行了两种方法的比较。对叁轴重型汽车刚弹合成模型和刚体模型的仿真结果进行了对比,通过改变弹性参数可以实现刚弹合成模型向刚体模型的转化。针对叁轴重型汽车平面刚弹合成模型,采用通过Isight与Matlab实现联合仿真,通过灵敏度分析找出了影响叁轴重型汽车行驶平顺性的主要因素,进行了多目标的优化设计,改善了叁轴重型汽车行驶平顺性。本文研究的创新点为:(1)在前人工作基础上,提出了刚弹合成的概念,给出了刚弹耦合的解释;从弹性梁弯曲振动理论出发,深入研究了两端自由等截面弹性梁的理论,基于刚体运动和弹性弯曲振动运动合成的思想,将弹性梁的弯曲振动理论推广到基于刚弹合成梁的振动理论,克服了前人研究理论描述过于简单的问题;将车体看成两端自由等截面梁,全面考虑了叁轴重型汽车的主要组成,建立了叁轴重型汽车10自由度平面刚弹合成模型,具有需要模型参数少和便于实际工程应用的优点。(2)针对国内外仅建立了平面刚弹合成模型的问题,基于平面弹性梁与空间薄板具有对应振动关系的理论基础,从薄板弯曲振动理论出发,建立了基于微分方程和变分方程的薄板自由振动固有频率的表示;应用单项梁组合函数法,给出了四边自由矩形薄板的梁函数,推导了四边自由矩形薄板的固有频率;基于刚体运动和弹性横向振动运动合成的思想,将薄板的弹性横向振动理论推广到基于刚弹性合成的薄板振动理论;将车体看成四边自由矩形薄板,建立了叁轴重型汽车17自由度空间刚弹合成模型,为建立多轴重型汽车空间刚弹合成模型提供一种新的建模思路。(3)建立了叁轴重型行驶平顺性仿真的传统方法和虚拟激励法,既适用于刚弹合成模型,也适用于刚体模型;与传统方法相比,虚拟激励法不需要推导振动响应量的频率响应特性,公式推导和计算更简单;分别采用平面和空间的刚弹合成模型、平面和空间的刚体模型进行仿真,结果表明两种仿真方法具有等效性;改变刚弹合成模型的弹性参数,可以实现刚弹合成模型向刚体模型的转化。(4)针对叁轴重型汽车平面刚弹合成模型,通过Isight与Matlab实现联合仿真,应用最优拉丁超立方设计方法进行了灵敏度分析,找出了影响叁轴重型汽车行驶平顺性的主要因素。应用存档微遗传算法进行了多目标的优化设计,为改善重型汽车行驶平顺性提供了理论依据和技术手段。
宋莉莉[8]2009年在《基于SOA的建模与仿真框架及仿真服务发现技术研究》文中指出科学技术的发展使得系统正逐步向体系方向进化,而面向体系的建模与仿真(M&S)不再是局限于单个组织的行为,而是强调模型与仿真的联合开发,致力于将不同组织或不同领域开发的仿真资源进行重用和组合以满足多学科协同仿真和多系统联合仿真的需要。体系条件下的联合仿真对M&S的重用与互操作性提出了更高的要求,可组合仿真也逐渐成为了当前M&S领域的研究热点,而仿真模型可组合性作为其重要组成部分,也因此成为了可组合仿真的关键研究内容。本文以新兴的面向服务计算为背景,研究如何利用Web服务技术来支持仿真模型的重用和组合,从而提高可组合仿真的开发效率。论文主要从基于SOA的仿真方法和仿真模型服务发现技术两个方面进行了研究,内容主要包括提供理论和方法论指导的基于SOA的建模与仿真框架研究,针对仿真服务发现的仿真服务描述、匹配及选择技术研究,基于SOA的建模仿真环境的设计与实现等。论文的主要工作及创新体现为以下几个方面:(1)基于SOA的建模与仿真框架论文首先对基于SOA的仿真、仿真服务等关键概念进行了阐述,给出了基于SOA的仿真开发过程,并对基于SOA的仿真的优势与挑战进行了探讨;在此基础上对基于SOA的仿真高层体系结构进行了探讨,提出了一个本体驱动开放仿真体系结构,该体系结构由本体层、管理层和仿真/资源层构成,并详细分析了各个层次的功能需求和特点;进而建立了基于SOA的仿真过程模型,即仿真服务组合参考模型,对仿真服务组合的基本术语、过程视图及技术框架进行了分析;最后提出了一个基于SOA的开放建模与仿真框架SOMSF来指导基于SOA的仿真实践,并对SOMSF的体系结构、仿真开发流程,以及仿真模型的组合框架进行了详细阐述,分析了框架中所面临的关键技术问题。该框架能够为大范围内仿真资源的重用和共享,以及技术、语法、语义、语用和概念层次的仿真模型可组合性提供全面支持。(2)仿真服务发现技术在面向服务架构下,仿真服务发现是基于SOA的仿真中实现仿真模型组合建模的重要前提,论文分别对仿真服务描述、匹配和选择叁个与仿真服务发现密切相关的关键技术进行了深入研究。论文首先介绍了现有Web服务描述模型和本体的基本概念、表示方法及作用,在深入分析仿真模型语义组成的基础上,提出了一个基于两层本体的仿真服务描述模型,并基于OWL-S/WSDL构建了仿真服务描述本体,实现了对仿真服务从技术→语法→语义→语用→概念的描述。在此基础上,对仿真领域本体、概念及仿真服务描述本体进行了形式化定义。最后,针对现有Web服务描述本体OWL-S Profile对仿真模型动态行为描述的不足,基于DoDAF中的CADM构建了仿真服务的行为本体规范,用于支持仿真服务语用信息的表示和存储。基于仿真服务的语义描述模型,构建了包含“叁个层次”和“五种类型”的仿真服务匹配模型。考虑到本体构建的难度以及匹配效率,论文重点对基于语义相似度的仿真服务匹配类型进行了深入探讨,分别为不同层次的仿真服务相似度匹配建立了相应的语义相似度计算函数,在此基础上对语义计算中的两个关键匹配算法进行了研究,并结合现有的Web服务发现技术对该方法的性能进行了对比分析。在对分布式仿真的基本特征进行深入分析的基础上,结合现有的Web服务质量模型构建了仿真服务质量模型及其基于图的聚合规则,为仿真服务的服务质量属性计算提供依据。在此基础上将仿真服务质量驱动的仿真服务的选择问题建模为一个多目标的组合优化问题,并结合仿真服务质量模型的特征建立了相应的多目标规划模型。针对不同的用户需求,分别建立了获取多组解和单个解的多目标问题求解模型,并基于粒子群算法提供了相应的模型求解算法,即多目标粒子群算法MMPSO和带偏好的粒子群算法PBPSO。最后对算法性能进行了分析,并对选择策略的适用情况进行了讨论。(3)原型系统的设计与实现最后,在前述的方法论及相关关键技术研究的基础上,结合本实验室已有的研究成果,论文设计并初步实现了一个基于SOA的仿真环境SOASim。该原型系统能够为仿真服务的设计、开发、发布、部署、发现、组合及运行提供自动化支持,并结合具体课题应用对原型系统及相关关键技术进行了初步验证。
夏文俊[9]2011年在《面向概念设计的定性建模技术研究》文中研究说明概念设计作为产品设计的一个重要阶段,在产品全生命周期中具有举足轻重的作用。定性方法和数字样机作为产品设计与分析的有效辅助工具,扩展了设计思维,为产品创新提供了崭新的工具。传统的定量数字样机是在不同时间点变量的数字值集合的层次上进行系统行为推理,对于不精确和非量值的数据缺乏必要的支持。针对产品概念设计阶段存在的大量定性知识和传统定量数字样机在概念设计阶段应用中存在的不足,本文提出了定性数字样机的概念,并研究了定性数字样机一些关键技术问题。在对产品概念设计的特点、传统数字样机系统的建立与应用、定性建模与仿真理论分析与总结的基础上,本文从目标、功能、能力、技术组成四个方面对定性数字样机进行定义,并采用面向对象的体系框架构建策略实现了定性数字样机体系框架的构建。针对概念设计阶段所识别系统组成要素间所具有的有机联系和相互作用关系,以及结构化分析方法在定性知识分析上的优势,本文提出了基于结构模型化的定性数字样机建模方法。通过对系统变量间的相互影响关系进行结构化分析与描述,按照定性仿真模型中的代数约束和定性约束形式在所有具有直接因果影响关系的变量间生成相应的约束形式,并进行约束一致性、行为一致性和量纲一致性过滤,生成可直接用于仿真的定性微分方程。针对Kuipers定性仿真方法实际具备约束满足类问题特性的特点,将其看着是求解一类约束满足问题,从提高仿真效率、方便仿真建模的角度,将Kuipers定性仿真方法根据约束逻辑程序语言进行改进。根据约束求解是基于“先生成后检验”的原则,在逻辑语言的基础上添加了对约束的求解能力,使之更适合于定性知识的应用和程序实现。定性仿真由于其充分不完备性,易导致仿真出现大量冗余结果,当模型量比较大时进行配对组合、全局一致性过滤会非常困难,针对这种情况本文提出了基于强连通图和遗传算法的两种模型分解方法,根据对象系统的实际情况,按照不同的方法进行系统模型分解,并对分解之后的子系统按照其在原系统中的位置进行重新组合,构成新的简化系统。分解后的各个子系统单独进行仿真,其输出结果即为与之相连的子系统的输入。模型分解将完整的配对组合和冗余行为过滤分散在各个子系统中分别进行,所以可以极大提高复杂系统的仿真效率、降低仿真难度。在定性仿真中引入定量知识,能够减少定性仿真中由定性计算导致的模糊性、构造不同层次的系统模型、较为精确的定义系统及其行为,从而减少许多不必要的仿真分支,节省大量无谓的计算,能够很好的提高仿真效率,满足不同的应用需求。本文从扩展系统知识应用的角度,采用模糊数学方法构造定量信息与定性信息相集成的定性仿真算法,实现定性定量知识综合的数字样机。基于模糊数学的定性定量知识结合的仿真方法为有效应用产品概念设计阶段的定量信息提供了有效方法。
《中国公路学报》编辑部[10]2016年在《中国交通工程学术研究综述·2016》文中研究表明为了促进中国交通工程学科的发展,从交通流理论、交通规划、道路交通安全、交通控制与智能交通系统、交通管理、交通设计、交通服务设施与机电设施、地面公共交通、城市停车交通、交通大数据、交通评价11个方面,系统梳理了国内外交通工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。交通流理论方面综述了交通流基本图模型、微观交通流理论及仿真、中观交通流理论及仿真、宏观交通流理论、网络交通流理论;交通规划方面综述了交通与土地利用、交通与可持续发展、交通出行行为特征、交通调查方法、交通需求预测等;道路交通安全方面综述了交通安全规划、设施安全、交通安全管理、交通行为、车辆主动安全、交通安全技术标准与规范等;交通控制与智能交通系统方面综述了交通信号控制、通道控制、交通控制与交通分配、车路协同系统、智能车辆系统等;交通管理方面综述了交通执法与秩序管理、交通系统管理、交通需求管理、非常态交通管理;交通设计方面综述了交通网络设计、节点交通设计、城市路段交通设计、公共汽车交通设计、交通语言设计等;地面公共交通方面综述了公交行业监管与服务评价、公交线网规划与优化、公交运营管理及智能化技术、新型公交系统;城市停车交通方面综述了停车需求、停车设施规划与设计、停车管理与政策、停车智能化与信息化;交通大数据方面综述了手机数据、公交IC卡、GPS轨迹及车牌识别、社交媒体数据在交通系统分析,特别是在个体出行行为特征中的研究;交通评价方面分析了交通建设项目社会经济影响评价、交通影响评价。
参考文献：
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[10]. 中国交通工程学术研究综述·2016[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2016
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