虚拟场景下高拱坝施工仿真建模理论与应用

针对高拱坝施工过程的复杂性,提出把虚拟现实技术应用到施工仿真建模中,开发了虚拟场景下的高拱坝施工仿真系统.对系统进行了详细介绍,主要包括:系统实现功能以及开发流程,虚拟场景建模方法和系统实现所采用的一些关键技术如纹理映射技术、碰撞检测技术、场景漫游技术、三维模型拾取与反馈技术等.开发出的系统结合工程实例进行了应用,为此工程的施工组织设计和辅助决策提供了科学有效的手段.     

一种协同建模与仿真平台及其关键技术研究

针对现代复杂装备仿真系统规模大、耦合紧、交互多、演化性强等特点,开发了一套支持对复杂装备进行协同建模与仿真的平台.从平台的总体组成、功能特征、应用模式出发,重点对支撑该平台协同性、敏捷性、适应性、灵活性的关键技术进行了讨论.提出了多视图协同建模方法并在平台开发中得到应用,该方法在对系统进行多视图分解基础上再进行关联、映射与融合,有效地支持多用户、多阶段、多模式的协同建模.设计了基于桥接器模式的仿真引擎体系结构,使得底层协议从核心服务中分离出来,为其支持多种底层协议提供了有力的支持.基于反射的对象树结构显式地描述了系统整体组织结构,使体系结构特征可观可控,提高仿真引擎的动态演化能力.     

IDEF3过程模型转换为对象Petri网模型方法研究

IDEF3过程模型是描述复杂、并发系统业务逻辑强有力的建模工具,具有完备的建模语义,在业务建模中有广泛的应用。然而IDEF3过程模型虽然描述了系统的复杂业务过程,却没有对业务过程的动态逻辑,特别是随着时间的演变,业务过程能否正确、合理地反映系统的需求进行描述。提出了一种如何将IDEF3过程模型转换为对象Petri网模型的方法,给出了转换规则和步骤。并利用对象Petri网模型对大型、复杂并发系统强有力的建模、仿真能力,对转换后的IDEF3过程模型进行执行,获取了IDEF3过程模型的行为特性。     

CTCS-3级列控系统临时限速服务器建模与形式化验证

临时限速服务器是CTCS-3级列控系统的重要组成部分,其系统安全性直接影响到高速铁路的运营安全.在TSRS系统研发过程中需对系统进行仿真建模和验证,发现系统设计错误,以保证系统的安全性.分析CTCS-3级列控系统临时限速服务器的组成结构,提取系统功能和性能规范约束,利用消息顺序图对TSRS与外部系统之间的信息交互行为建模,并将系统MSC模型转化为UPPAAL中的时间自动机仿真模型,对系统的功能和性能要求进行形式化验证.验证结果确认了系统的安全性和受限活性,为进一步完善TSRS设计和系统开发提供参考.     

基于规则专家系统的广义随机Petri网仿真分析模型

利用广义随机Ｐｅｔｒｉ网为基于规则的专家系统建模,将推理过程中规则的匹配—选择—执行循环的各阶段统一于其广义随机Ｐｅｔｒｉ网模型中,通过对该模型的计算机仿真分析,可对系统的可靠性及性能进行评价。     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

基于MDA的仿真模型转换框架研究与实现

提出了一个基于模型驱动体系结构（MDA）的分布交互仿真模型转换框架（DSMTF）,设计了仿真模型的元模型、转换规则和转换框架的体系结构。该框架可以通过扩展转换规则库支持不同的仿真标准。以HLA/RTI为例研究了DSMTF中模型转换的方法和步骤,提出了HLA仿真元模型并据此定义了相应的规则库,实现了仿真模型的自动转换。该框架在一个复杂系统仿真应用开发中获得了成功的应用。     

平台级ABM方法及在多传感器仿真演示中的应用

为了开展未来战争系统作战运用的先期概念技术演示,利用Agent作为智能实体的特性,把战争系统各成员直接映射成相应的Agent,由此提出了平台级基于Agent的建模(ABM)方法.在给出各Agent的定义和工作原理的基础上,采用任务树分解法和产生式规则表达知识的形式,设计了作为仿真演示系统基本单元的Agent.以信息化战场多个情报侦察平台(即多传感器)为例,开发了仿真演示系统.仿真演示结果表明,该系统模型能实现信息化战场上战术分队情报侦察这一客观、动态、复杂、智能过程的分布式仿真.     

基于AADL体系结构模型的构件系统可靠性评估

为了支持新一代航电系统在体系结构设计阶段进行系统可靠性分析和评估,对复杂嵌入式系统利用体系结构分析与设计语言(architecture analysis and design language, AADL)进行系统的建模。提出了一种基于AADL系统体系结构模型的可靠性建模方法,设计出一套转换规则,对AADL体系结构模型的软硬件构件进行模型转换,实现从AADL系统体系结构可靠性模型到系统体系结构广义随机Petri网(system architecture general stochastic Petri net,SAGSPN)的转换,并基于加权的SAGSPN可靠性计算模型对系统进行可靠性评估。最后通过对某飞控系统进行可靠性评估,验证了方法的有效性,证明该方法对航电系统的体系结构设计提供了支持。     

带回流复杂制造系统基于资源的Petri网仿真原型

针对带回流复杂制造系统建模的难点,提出三种解决办法:首先提出基于资源的Petri网模型构建模式对系统结构建模,避免随加工步骤增多网规模扩大;其次提出IDEF0与PN相结合的建模方法对系统功能建模,实现对系统及子系统功能以及系统间关系的详细描述;最后通过多种变迁种类的引入实现对系统行为建模。在此模型基础上,构建带回流复杂制造系统仿真器原型,并介绍了该仿真器对投料策略和调度规则的仿真。     

基于UML的飞机维修保障仿真研究

统一建模语言(UML)是一种基于面向对象技术的标准建模语言,其不仅可以在软件开发过程中使用,也可在复杂系统仿真中应用。参照面向对象Petri网的建模过程,提出了一种基于UML的仿真建模方法,通过UML状态视图描述各个仿真实体的状态变化,使用顺序图描述消息交互的时间性,并通过协作图连接各个仿真实体。文中将该方法应用于飞机的维修保障仿真过程,并根据所建立的仿真模型,对仿真系统进行了实现,得到了较好的效果。     

C4ISR系统能力需求行为建模及验证

针对C⁴ISR系统需求分析行为建模中,统一建模语言（unified modeling language, UML)的行为模型验证困难问题,提出了一种C⁴ISR系统能力需求行为建模及验证方法。从构建C⁴ISR能力元概念模型入手,通过扩展UML行为元模型得到能力行为元模型,然后使用能力行为元模型来构建能力需求的行为模型。为了检查行为模型是否满足能力元概念模型、能力行为元模型和领域规则约束等模型一致性和领域完整性问题,将行为模型的语义形式化为OWL-DL和DL-Safe规则表示的本体,并定义模型检查规则通过对本体进行逻辑推理和查询实现模型验证。     

分析模式在嵌入式系统建模中的应用研究

面向对象建模语言UML（Unified Modeling Language）已广泛用于嵌入式系统建模,但它在嵌入式实时系统建模时存在模型重用性不高、概念模型形式化复杂和状态图对时间约束方面的建模功能不强的问题,针对这些问题,提出了对象分析模式与实时规范模式相结合的新思想,并给出了使用对象分析模式和实时描述模式进行嵌入式系统建模及模型分析、验证的方法,然后介绍了基于UML的模式驱动的嵌入式系统建模及分析的实现步骤,最后以一个实际应用进行了详细说明。     

基于领域知识的模型检验方法

提出了一种基于领域知识的模型检验方法.该方法主要是采用本体论方法,将业务领域内的潜规则表示成领域知识,构成领域规则库,对领域规则采用图形化表示与使用SWRL描述相结合的方式,形成了对规则知识的内、外部表示,为领域知识的直观显示和有效推理提供基础.领域规则形成的规则库为模型检验提供了依据和复用基础,确保用户构建的应用模型满足业务领域需求.     

基于ARENA的UML建模及其在飞行保障中的应用

航空兵场站飞行保障是一个复杂的动态过程.结合Arena与UML两种工具的优点,利用UML建立了航空兵场站飞行保障过程模型,包括飞行保障过程的类图、状态图和活动图.并构建了CMV (模型-视图-控制)仿真软件架构.并对CMV进行了详细阐述.利用Arena对CMV架构进行了程序实现.按照主动保障和被动保障两种策略分别对UML模型进行了仿真.仿真结果表明,在现有保障装备的基础上,通过优化保障流程可以较大的提高场站的飞行保障效能.     

A Powerful Simulation Language for Large and Complex Models

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｅａｒｅａｍｙｒｉａｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｐａｃｋａｇｅｓｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｙａｖａｉｌａｂｌｅｔｏｕｓｅｒｓ［１,２］．Ａｒｅｔｈｅｙｃａｐａｂｌｅｏｆｈａｎｄｌｉｎｇｔｈｅｅｖｅｒ－ｉｎｃｒ...     

编队协同反潜概念模型研究

概念建模是当前仿真领域的关键技术之一,被用于连接真实世界和仿真模型,建立概念模型有利于实现仿真间的互操作和促进仿真资源的重用。分析了概念模型的建立过程,简要介绍了统一建模语言UML。结合编队协同反潜的特点,建立了实体、任务、动作和交互的概念模型,并利用UML对协同反潜军事活动进行了形式化描述。所建模型可以减小军事专家与仿真技术人员对该活动的认知偏差,缩短建模与仿真的工作周期。     

化工工艺流程仿真系统的设计和开发

介绍如何了利用面向对象技术和虚拟现实技术构建化工工艺流程仿真系统的方法，并结合实例进行了具体说明。我们将仿真系统分为三个部分：工艺流程模型部分、接口和通信部分以及三维视景部分。使用UML面向对象的建模工具分析和建立化工工艺流程的逻辑模型，给出了实现模型部分与视景部分的通信接口规范以及基于TCP／Socket和HLA的通信方法，并且探讨了使用Multigen工具建立化工工艺设备的三维视景模型的技巧。     

基于UML和OCPN的防空作战仿真系统建模研究

通过深入分析防空作战仿真系统,综合运用形式化和非形式化建模技术,提出了UML和对象有色Petri网相结合的防空作战仿真系统混合建模方法,并给出了防空作战仿真系统的UML和OCPN的混合建模实例,为防空作战仿真系统采用复合建模技术、克服单一建模的缺陷提供了有益的思路。