探索性分析方法及其关键技术

探索性分析方法是Rand公司在战略分析中总结得出的一种系统分析方法，它以层次化分析建模、模型抽象与聚合、主动元模型、仿真结果数据可视化等关键技术为支撑。探索性分析方法从系统所包含的不确定性因素出发，通过模型抽象和聚合建立系统层次化变分辨率低分辨率动态模型，调整不同的不确定性因素，通过对结果数据进行可视化交互式分析来观察和比较系统的行为变化，从而全面认识不确定性因素对结果的影响。探索性分析方法在深入研究特定的系统内部细节之前，通过对想定空间的快速大范围探索，能给出对问题的鲁棒、自适应和灵活的解，从而获得对系统的全面认识。     

探索性分析建模

探索性分析方法是Rand公司在战略分析中总结出的一种定量系统分析方法,是进行高层策略分析的重要方法。探索性分析建模是探索性分析方法的关键技术之一,探索性分析模型是对研究问题高层抽象的低分辨率模型。一般情况下,分析模型中的结点是问题抽象中的关键变量,变量间通过有向弧来表示其依赖关系,其结构层次可以分为关系层次、函数层次和数值层次。另外为了对分析模型进行全面探索研究,要求其建模环境支持可视化建模、交互式建模语言、层次化模块化方式组织分析模型、实验设计、内嵌统计分析功能、数据可视化分析和结果数据的交互式处理与搜索。     

复杂电磁环境仿真不确定性空间构建

构造不确定性空间是在仿真中应用探索性分析方法的重要前提.分析了探索性分析的基本应用范式,结合Shannon概率熵给出了复杂电磁环境的不确定性空间分析;在此基础上,认为复杂电磁环境的不确定性主要是由于参数输入的不确定性造成的,构造参数不确定性可以反映电磁空间不确定性特征.     

基于组件的开发方法--Catalysis和KobrA

1 Catalysis Icon和TriReme共同开发了Cataly-sis,目的是用组件和框架构建系统。Catalysis可以用连续视图来描述复杂系统,每一视图定义了模型的合作模式。Catalysis提供了模型间的一致性原则,以及将视图组合起来描述复杂系统的强大机制。Catalysis使用框架来进行基于组件的开发,可以从可重用组件和框架来快速构建业务模型、需求说明、设计和代码。基于类型和类型模型的定义良好的接口保证了组件的互操作性,组合原则保证了从精确的独特模式到模型和设计的组合。1.1 Catalysis的建模原则Catalysis使词汇表与建立在简单类型模型基础上的丰…     

一个基于形式化方法的系统安全性建模分析实例研究

随着安全关键性系统的日益复杂,如何提高安全关键系统的安全性成为急需解决的问题.基于形式化模型的复杂系统设计与分析是一种重要的安全性分析方法.本文工作对AIR6110标准中的机轮刹车实例系统进行了基于形式化方法的安全性分析研究,包括:在系统模型设计层级对机轮刹车系统(WBS)的架构进行层次化分析,将自然语言描述的WBS系统功能用形式化语言(AADL的子集SLIM)进行严格的建模描述,消除AIR6110标准中自然语言描述存在的需求语义的二义性,从而建立了WBS系统的形式化模型;考虑系统可能发生的故障并设计多种类的故障模式,基于这些故障模式对建立的形式化功能模型进行失效行为语义的扩展,然后对获得的扩展系统模型进行安全性分析.实例分析论证了基于模型的安全性分析方法在工业系统中的有效性和实用性.     

基于反射理论的动态变结构建模方法研究

仿真应用需求和仿真支撑技术的不断发展使得仿真系统的动态组合和重组已成为建模与仿真(Modeling and Simulation,M&S)领域的一个重要研究内容,而复杂系统的不确定性和现代分布式仿真架构的开放性及动态性是导致仿真系统动态组合和重组的根本原因.从建模角度深入分析了现有动态变结构建模方法在支持当前仿真系统动态重组上存在的不足,提出了基于反射理论的动态变结构建模方法,并设计了其抽象仿真器.方法作为M&S理论的重要补充可用于指导复杂系统仿真的设计与开发.     

探索性分析方法及其应用研究综述

探索性分析是一种能够有效处理不确定性问题的系统分析方法.经过将近40年的发展,理论上取得了巨大进展,在很多领域得到了成功应用.介绍探索性分析的基本思想和常用探索性分析类别,提炼出探索性分析的一般过程,总结了探索性分析的优缺点及前景,重点介绍了探索性分析在军事问题上的应用,并将其概括为三类,求近似最优解、不确定性因素的重要性分析和复杂系统效能度量,每一类都介绍了一个典型应用案例,为相关研究提供借鉴.     

基于Agent的空防作战系统建模仿真方法研究

空防作战系统是一类复杂的军事作战系统.从军事作战系统的主导因素入手,讨论了传统研究方法的局限性,进而提出使用基于Agent的建模仿真(ABMS)方法研究空防作战系统的思路,并根据空防作战系统建模仿真应用的需要对ABMS进行了改进:建立了层次化的ABMS建模框架,为解决对作战动态过程的建模而引入了事件的扩展概念及其分析方法.然后介绍了一个空防作战系统建模仿真研究的完整过程,给出了系统动态演化的事件模型和作战单元的Agent模型,并针对仿真结果进行了分析;从而证明了ABMS方法的可行性和有效性.     

一种基于Petri网的Web服务组合安全性动态检测技术

Web服务组合安全性检测对提高Web服务组合在复杂网络环境下的安全性具有重要意义。针对Web服务组合安全检测存在的问题,提出了一种Web服务组合安全性动态检测框架,并对其中的服务组合流程建模技术、安全模型以及安全检测算法等关键技术进行了详细分析,最后通过实例进一步说明该框架能够实现安全性检测的基本功能。     

基于结构模型化分析方法的定性仿真建模

研究定性仿真建模问题,由于复杂系统结构复杂,包含大量变量和约束,为建立系统的定性仿真模型,需要使用一种结构模型化分析方法来分析系统结构.为提高建模的准确性,以系统物理结构和功能中的因果关系为基础,提出了一种采用结构模型化分析方法辅助建立系统模型的理论.通过对系统要素间的因果关系进行定义,结合仿真目标,对系统要素间的因果关系进行分析,建立了系统的递阶结构模型.结合系统的物理结构与功能特性,建立了定性仿真模型.通过实例说明能快速分析系统要素间的关系,并建立系统的定性仿真模型,为进一步的模型分解与仿真奠定了基础.     

GM（1，N）和QSIM结合的复杂系统的定性仿真建模方法

针对复杂系统仿真中系统信息缺乏、QSIM建模方法可使用微分方程的特点,在复杂系统仿真方法中,提出了一种GM（1,N）和QSIM相结合的定性建模方法.首先给出了相关研究的现状,然后提出了GM（1,N）和QSIM相结合的仿真建模方法的基本原理和主要过程.最后通过一个系统仿真建模实例验证了该方法的可行性.结果表明,该方法具有充分利用系统较少信息,能将定量和定性信息有效地融合与复杂系统的仿真建模之中的特点.     

基于RUP的UML建模方法在电子地图系统开发中的应用*

以电子地图系统的开发为背景,介绍了在面向对象应用系统的分析与设计过程中,应用基于RUP的UML的建模技术进行系统建模的方法。在对系统进行需求分析的基础上,灵活选用UML提供的语言丰富的可视化表达元素,构建了系统的用户需求模型、混合模式体系架构模型、分析设计模型和实现模型。     

面向服务架构下的SMP2仿真系统动态演化方法

为了支持现实世界与虚拟世界的平行互动演化,满足日益增长的复杂系统动态仿真需求,提出了一个面向服务架构下的SMP2仿真系统动态演化方法。分析了SMP2仿真系统组成及其动态演化分类,提出了一个基于SOA支持动态演化的SMP2仿真系统结构以及SMP2仿真系统动态演化需求模型,设计并实现了两个系统动态演化相关的仿真组件,以卫星导航可见卫星数量演化仿真实验为例验证了方法的可行性,并讨论了下一步的研究方向。     

不确定环境下hCPS系统的形式化建模与动态验证

随着科技的进步,新型复杂系统例如人机物融合系统（Human Cyber-Physical Systems,HCPS）已经与人类社会生活越来越密不可分.软件系统所处的信息空间与人们日常生活所处的物理空间日渐融合.物理空间内环境的复杂多变、时空数据的爆发增长以及难以预料的人类行为等不确定因素威胁着系统安全.由于系统安全需求的增长,系统的规模和复杂度随之增加所带来的一系列问题亟待解决.因此,在不确定性环境下,构造智能、安全的人机物融合系统已经成为软件行业不可回避的挑战.环境不确定性使得人机物融合系统软件无法准确感知其所处的运行环境.感知的不确定性将导致系统的误判,从而影响系统的安全性.环境不确定性使得系统设计人员无法为人机物融合系统软件的运行环境提供准确的形式化规约.而对于安全要求较高的系统,准确的形式化规约是保证系统安全的首要条件.为了应对规约的不确定性,本文提出时空数据驱动与模型驱动相结合的建模方式,即通过使用机器学习算法,基于环境中时空数据对环境进行建模.根据安全软件的典型特征,采用动态验证的方式保证系统的安全,从而构建统一安全的理论框架.为了展示方案的可行性,本文以自动驾驶车辆与人驾驶的摩托车的交互场景为例说明了在不确定性环境下的人机物融合系统的建模与验证的具体应用.     

A model validation approach to texture recognition and inpainting

A new approach to texture recognition and inpainting problems is proposed. The approach is based on the robust model validation and state estimation techniques. The proposed solutions require the modeling of textures by using uncertain dynamical systems. We propose a new modeling method which is efficient in terms of computational and memory requirements. The main aspects of the modeling method include system identification and order reduction of marginally stable uncertain discrete-time systems. To demonstrate the results, both static-image textures and video textures (also known as dynamic textures) are considered.     

大规模虚拟民众群体行为仿真概念建模研究

针对现实社会中大规模社会民众群体所具有的复杂性特征,将复杂网络最新研究成果与基于Agent的成熟建模理念相结合,提出了一个虚拟战争空间中大规模社会群体行为建模的概念建模框架,该框架由三部分组成：Agent 、关系网络、智能环境（Agent Relation Environment,ARE）,给出了该框架所涉及的一系列概念的定义,对框架的内容和特点进行了较为详细的阐释和探讨。     

Sliding mode neural network inference fuzzy logic control foractive suspension systems

In the automotive industry, suspension systems are designed to provide desirable vehicle ride and handling properties. This paper presents the development of a robust intelligent nonlinear controller for active suspension systems based on a comprehensive and realistic nonlinear model. The inherent complex nonlinear system model's structure, and the presence of parameter uncertainties, have increased the difficulties of applying conventional linear and nonlinear control techniques. Recently, the combination of sliding mode, fuzzy logic, and neural network methodologies has emerged as a promising technique for dealing with complex uncertain systems. In this paper, a sliding mode neural network inference fuzzy logic controller is designed for automotive suspension systems in order to enhance the ride and comfort. Extensive simulations are performed on a quarter-car model, and the results show that the proposed controller outperforms existing conventional controllers with regard to body acceleration, suspension deflection, and tire deflection     

基于云模型以约束为中心的复杂系统定性建模

针对以约束为中心的复杂系统仿真中缺乏有效的不确定性信息描述方法,导致仿真中不确定性信息不能充分利用的问题,借鉴和采纳云模型的相关理论和方法,研究了以约束为中心基于云模型的复杂系统定性建模方法。首先提出了仿真中基于云模型的不确定信息表示方法、基于云模型和群体专家决策的量空间构建方法;然后给出了基于云模型的系统定性约束方程的构建方法;最后将提出的建模方法应用于一个敏捷供应链的建模实例。结果表明提出的建模方法具有客观表达不确定信息、将定性与定量信息在仿真中相互融合的优点。     

弹射救生系统通用模块化仿真模型

工作于应急离机状态的弹射救生装置是一个复杂的动态系统,其工作环境复杂、不确定因素多。如何利用仿真技术来研究系统的动态特性一直是仿真工作的难点。该文提出了一种在弹射救生仿真通用平台上利用系统建模技术,将弹射救生划分为三个阶段,分阶段建立模型,复用此算法模型,通过各模块输出,输人变量名的连接方式,建立弹射救生仿真模型。针对不同型号的弹射救生仿真,只需要建立和修改各模块的控制模式类即可完成整个建模过程,不需要用户编制和修改算法源程序,并在仿真试验研究的基础上提出了弹射救生系统仿真的今后发展的重点。     

城市空间演化MAS建模

综述了MAS方法及其在城市仿真中的应用,重点利用MAS方法及机制对城市空间演化进行建模。模型中,选取城市空间中的家庭、工业企业和商业企业三类典型主体,对其影响城市空间演化的迁移、消亡、繁衍等具体行为进行了详细的模型设计,以此实现了城市空间中各类主体以及主体与环境间的交互作用。