基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真

定性仿真是系统仿真技术中的重要研究和应用方向，同时也是人工智能技术的一个重要方面。近年来，随着现代计算机技术的日新月异，使得基于符号定向图(SDG)深层知识模型的定性仿真研究和应用取得了显著进展。SDG模型能够表达复杂的因果关系，具有包容大规模潜在信息的能力，因此特别适合于过程系统危险评价(PHA)、危险识别与故障诊断。SDG模型结构简单，易于建立和修改。然而高质量的SDG模型必须采用经验数据和定量动态仿真检验和校正。采用SDG模型进行定性仿真的关键技术是高效双向推理“引擎”，由计算机软件自动完成。目前，在计算机辅助过程系统危险评价方面，SDG是最有效的方法；在过程系统故障诊断方面，其完备性较好，但诊断分辨率尚待提高。今后的研究应解决：定性仿真和定量仿真相结合；SDG自动建模；通用推理软件平台；大系统高分辨率故障诊断等问题。     

石油化工危险、安全与控制仿真试验平台的结构设计

石油化工危险、安全与控制仿真试验平台应用了半实物仿真技术，是研究石油化工危险与可操作性评价技术的重要工具。本文首先确定了该平台的功能和目标，介绍了总体结构，分析了各子系统所实现的功能。提出了综合应用数字仿真和半实物仿真技术对大型过程系统进行研究的方法。最后对该平台建设过程中涉及的通讯系统、软件集成、实时数据库等关键技术和方法进行了阐述。     

连续系统动态趋势分析的定性代数和SDG图论方法

采用定性代数方程表达动态过程的稳态行为是定性仿真的一个重要应用方面,定性代数方程的求解与应用是定性仿真的一个重要领域,基于符号定向图SDG的求解方法是在许多应用领域被证明为最具实用意义的方法.在全面综述SDG方法国内外研究进展的基础上,分析了定性代数人工试错法的局限性,并通过将定性代数方程向动态过程稳态行为描述扩展,结合SDG图论方法的优势,说明SDG方法是目前发展前景较好的一种定性仿真方法,已经在HAZoP危险与可操作性分析、安全评价及智能化自解释仿真训练方面取得了突破性进展,在故障诊断领域亦显示出明显的优势.探讨了SDG方法用于实时故障诊断的算法步骤,并根据SDG方法的不足,对SDG图论方法的研究与发展提出了建议,以提高故障诊断的精确性.     

一种新型的分布协同仿真系统—“仿真网格”

简要介绍了作者研究开发仿真网格的研究背景,提出了仿真网格的技术内涵、体系结构和目前的实施方案;进而结合近几年的研究进展,较为详细的介绍了阶段性研究成果,包括已完成的仿真网格原型系统Cosim-Grid 1.0v、攻克的部分关键技术和仿真网格Cosim-Grid 1.0v的典型应用示范系统.初步研究与应用表明:(1)提出和开发的仿真网格是一种新型的分布建模与仿真平台,它能克服传统网络化建模与仿真平台在仿真资源动态共享、自组织、协同能力和安全应用机制等方面的局限性,能支持"仿真系统工程"的实施,能扩展分布仿真应用的模式,为协同仿真应用提供新的途径;(2)开发的仿真网格原型系统Cosim-Grid 1.0v在体系结构,门户技术、基于WEB的RTI、服务虚拟化、基于语义的模型资源发现等技术方面有新意;(3)坊真网格是一类具有特色的网格,它拓展了"网格"在具有时、空一致性要求的分布、异构资源(服务)协同工作方面的能力.最后,给出结论和下一步的工作展望.     

石油化工SDG故障诊断仿真试验系统

基于SDG深层知识模型的推理方法是一种完备的揭示系统故障的有效方法，石油化工的SDG故障诊断方法也是当前研究的热点问题。系统仿真技术在故障诊断系统中发挥了特殊的作用，建立用于故障诊断的仿真试验系统是必要的。本文给出了该系统的硬件和软件结构，讨论了其中的关键技术。该试验系统可用于辅助建立SDG故障诊断模型、阈值修正、案例试验、模型验证及模型简化等，并可依据国际标准对诊断系统进行系统安全整体性要求测试，包括软件可靠性试验和硬件可靠性试验。     

一种基于SDG用于危险分析的新型定性仿真技术

安全已经成为世界各国政府面临的一个重要问题。由于安全研究的实验无法在真实工厂中进行，因此仿真技术已经成为研究和解决安全问题的一个核心基础。然而，对于真实化工工厂的精确定量数学模型由于规模庞大和复杂而难以获得与计算。与此相反，定性模型相对容易建模，计算也相对较快。我们提出了一种基于符号有向图的定性仿真技术。它能够有效地针对复杂系统中各个组件间的原因与后果关系。通过网络拓朴和专家规则，SDG模型可以有效地找出系统中潜在的危险。结合目前最为广泛应用的过程危险分析方法，即HAZOP，提出一种新的SDG-HAZOP方法，以代替目前的人工安全分析。最后以65t／h锅炉为例，展示并讨论该新方法的优、缺点。     

定性代数方程的简明表达方法-影响方程及其建模

提出了定性代数方程简明表达方法的实现及建模规则.以化工装置中的固定床式烷基转移反应器为例讨论了影响方程建模过程,建立了烷基转移反应器的影响方程,并将影响方程模型直接转化为较为直观的符号有向图(SDG)模型.采用SDG定性推理(即基于网络拓扑的定性仿真方法)识别故障的完备性较高、能够揭示故障演变的路径和历程,在复杂过程系统危险识别和故障诊断领域得到广泛应用.     

电路功能可靠性仿真平台的设计

针对功能可靠性仿真的工程应用技术这一当前研究热点问题，在分析了电路功能可靠性仿真平台功能及特点的基础上，提出了CFRSP的总体设计方法，并描述了CFRSS软件的主要功能和体系结构，讨论了平台设计过程中的两个关键技术（即EDA仿真器的集成技术和与EDA工具的接口技术）及其解决方法，最后用一典型案例对该平台进行了验证。该仿真平台的开发和建立实现了电路性能分析和可靠性分析的同步进行，为功能可靠性仿真技术的工程实用化打下了基础。     

现代化工仿真训练工厂

为了满足复杂大型石油化工企业的需要,在全数字仿真系统的基础上开发完成了基于半实物仿真技术的现代化工仿真训练工厂。这种仿真训练工厂具有真实的工艺、设备、管路和控制系统,能够进行开车、停车和事故状态模拟。仿真工厂还能够进行系统危险识别、分析和实时故障诊断试验。本仿真工厂具有节能、环保和本质安全的优点。     

基于MAS的协同仿真技术研究

将基于Agent的建模与仿真技术引入到HLA仿真系统中,提出了一种具有Agent体系结构的HLA联邦成员开发方法,设计了联邦成员的基本单元-仿真应用和仿真管理Agent作为仿真对象和HLA/RTI之间的中间件,构建了具有Agent对象仿真功能和RTI管理功能的联邦成员,研究了基于MAS的UAV协同编队系统的仿真技术,为进一步开发UAV编队协同作战应用仿真系统提供了技术框架。基于MAS体系结构的协同仿真技术有助于提高联邦成员的可重用性、互操作性以及仿真对象模型的智能性,为复杂系统的仿真实验平台开发提供了有效的技术手段。     

通用一体化仿真平台软件的设计与实现

主要介绍了一个通用一体化仿真平台的概念模型和设计与实现技术方法。所开发的仿真平台既能对不同的工程和社会应用问题实现建模、仿真、分析和可视化,又能对一般工控过程系统进行实时仿真和监控,并且能支持其它仿真系统或与之进行数据交换和资源共享。 该仿真软件平台已成功地在一些实际工控系统的过程仿真与优化控制、辅助决策分析和教学仿真实验等方面得到应用,获得了较好的经济和社会效益。     

新一代交通仿真技术综述

简要回顾了国内外交通仿真技术的发展历程,总结了新世纪以来新一代交通仿真技术的主要特点。然后,比较分析了当前主流交通仿真模型的特性,并对交通仿真应用程序接口、硬件在环和软件在环交通仿真、在线交通仿真等面向智能交通系统应用的高级仿真技术进行了深入解析。最后,根据我国交通仿真研究和应用的现状,在符合我国交通特性的基础仿真模型研究、交通仿真系统的开发模式、在线仿真技术的开发方法等方面提出了改进建议。

Abstract：

The historical course of traffic simulation in China and abroad was briefly reviewed firstly,and some major features of the new generation traffic simulation technology since 21st century were summarized then. Afterwards,the simulation model characteristics of some prevailing traffic simulation models were comparably analyzed,and several advanced traffic simulation techniques for ITS applications were expatiated,including traffic simulation API,hardware-in-the-loop traffic simulation,software-in-the-loop traffic simulation,online traffic simulation. Finally,based on the state-of-the-practice of traffic simulation in China,some suggestions were given on fundamental simulation modeling fitting for Chinese traffic characteristics,development modes of traffic simulation system,development methodologies of online traffic simulation,etc.     

基于面向服务架构的组合仿真方法研究

仿真应用需求和仿真技术的发展使得建模与仿真领域出现了一项新的热门研究课题--组合仿真.介绍了组合仿真的相关概念,从组合仿真的工程化方法角度分析了现有仿真框架在支持组合仿真上存在的不足,总结了当前有关组合仿真工程化的研究现状.基于仿真技术的发展趋势,提出了面向服务的组合仿真方法,在此基础上提出了一个基于SOA(Service oriented Architecture)的组合仿真开发环境体系结构,并对相关关键技术进行了分析,最后设计并实现了一个初步的原型系统.     

复杂系统管理中的仿真方法研究：挑战与机遇

近年来,随着工业技术和社会生产力的发展,很多系统呈现出复杂性和不确定性两个显著的特征,其中复杂性可以进一步刻画为大规模、网络化和动态性等。计算机仿真是这类复杂系统建模的重要工具,可以用来解决复杂系统管理中的很多问题。系统的复杂性和不确定性也给现今的仿真工具带来了很多挑战,在建模、预测和优化领域都有很多问题亟待解决。包括高性能计算、大数据和人工智能技术在内的很多新兴技术则为解决这些挑战带来了机遇,这些技术与仿真工具的深度融合将是下一代仿真工具研发的关键。     

面向大规模体系仿真的高性能仿真计算机系统

随着应用的不断深入,大规模体系仿真对计算资源的要求越来越高。归纳总结了大规模体系仿真所具有的＂多样本＂、＂超实时＂、＂复杂模型解算＂、＂因果序协同＂四个特点,分析了大规模体系仿真对计算平台在计算能力、通信、I/O、并行、建模开发等方面的需求,指出了目前国内大规模体系仿真软件上采用HLA架构、硬件上基于工作站联网或商用集群系统的解决方案存在的不足。在此基础上,介绍了研制的高性能仿真计算机系统的组成和主要关键技术突破,并给出了两个典型应用效果。应用表明,与HLA加通用高性能计算机的解决方案相比,高性能仿真计算机系统具有更好的使用效能和更高的产出率,对于一般的大规模体系仿真系统,效率可提高几十倍到数百倍不等。     

基于仿真技术的潜艇作战训练模拟系统

潜艇是一个功能设备多、技术密集、操作岗位分散、相互协作要求较高的作战整体,其作战训练周期长、过程复杂.以仿真理论、计算机技术、自动控制原理为基础构建的潜艇作战训练模拟系统,为潜艇操作人员提供了一个安全、经济、可控的训练环境.通过各种训练想定,模拟训练系统既能满足常规作战训练,又能培养艇员处理各种事故的应变能力.     

多媒体仿真研究与发展

本文是一篇关于多媒体研究与应用的综述文章，介绍了多媒体仿真的研究情况，讨论了多媒体仿真的概念、研究方法、研究内容和发展途径     

战术级军事行动仿真模型的仿真度研究

以舰艇战术级行动仿真模型为对象,分析阐述了提高作战仿真模型仿真度的必要性;研究提出了仿真度概念和仿真度指标体系,建立了系统仿真度、模型仿真度和指标仿真度等仿真度指标评估模型,分析提出了性能数据检验法、靶场数据校验法、实际数据检验法、实射数据比对法等模型仿真度评估的方法。最后给出了应用的结论和建议。     

工程级和交战级仿真系统体系结构研究

提出了工程级和交战级仿真系统体系结构,指出该体系结构由数字仿真层和硬件在回路中的仿真层组成.还提出了工程级和交战级仿真支撑环境体系结构,指出该体系结构由建模与仿真支撑环境、建模与仿真资源库以及相应的模型标准组成.以联合建模与仿真环境JMASE为例对工程级和交战级仿真体系结构的实现方法和技术进行了详细研究.     

一种基于AHP的仿真可信度评估方法研究

分析了仿真可信性和仿真可信度的概念,讨论了仿真可信性/可信度评估与VV&A的关系,提出了一种基于AHP法的仿真可信度评估方法,讨论了评估过程和影响评估结果的SME主观性和定性指标的定量化等几个关键问题;针对鱼雷控制系统仿真可信度评估问题,对该方法进行了扩展应用,提出了知识库辅助评分等方法.