Internet——一个开放的复杂巨系统

从系统学的角度, 剖析与揭示Internet, 阐述Internet是一个开放的复杂巨系统, 处理Internet系统及其相关问题的方法论是综合集成法; 进而探讨采用开放的复杂巨系统理论对Internet中的有关问题进行研究的可行性; 最后, 从工程技术角度, 讨论利用综合集成法处理开放的复杂巨系统的体系结构问题, 以及面向Agent的开放巨型智能系统的设计模式.     

安全系统和谐原理体系构建研究

为了从根本上提供事故预防的方法指导,进一步丰富安全系统科学基础理论,从系统整体视角出发,探讨安全系统和谐的内在规律。明确了安全系统和谐原理的定义与研究内容,提出安全系统异物共存原理、安全子系统功能强制协同原理、安全系统整体涌现性原理、安全系统正负功能输出原理、安全系统人主体能动性原理和安全系统最优化原理等六条子原理,并阐述了各子原理的内涵。构建了安全系统和谐原理"轮形"体系结构,并将提炼的各子原理运用于实现安全系统和谐的动态控制过程。研究表明,安全系统和谐原理体系可成为降低事故发生率的突破口。     

对经验科学公理化的思考

公理化方法是演绎科学的方法，但其基本精神早已渗透到经验科学。如何从科学方法论和科学认识论的角度对此作深入而系统的探讨，是当代科学哲学及跨学科理论研究中一个十分重要且 相当难度的问题。本文从分析公理化的客观基础和可行性，最后分析了在经验科学中运用公理化方法的意义。     

基于多活性代理的复杂信息系统研究

文中在系统理论指导下分析了信息系统（特别是在激烈对抗环境下,需要多种功能动态运筹发挥作用的复杂信息系统）的特点,提出了基于多活性代理的复杂信息系统研究方法．首先,给出了多活性代理方法的基本描述,初步得到了代理的“活性”表征及丧失的定性定量描述与分析,并从系统功能发挥剖面给出了多活性代理的基本动力学表征;其次,从系统自组织功能剖面给出了活性自组织机理的两集合模型;再次,给出了信息安全与对抗领域多活性代理复杂信息系统构建的功能模型,以及在此模型基础上多活性代理的3层次协商、协调模型;分析了基于Swarm群体结构的多活性代理复杂信息系统的3层次机理模型;最后,通过2个具体实例说明了如何利用多活性代理方法分析信息安全对抗领域复杂信息系统．多活性代理理论的提出将衔接应用基础层和应用层研究,对信息安全与对抗领域复杂信息系统的构建和分析提供基本的研究方法与理论支持．     

一个支持空间上下文的访问控制形式模型

利用上下文信息对授权决策进行控制已越来越受到重视．在无线和移动网络领域中控制资源的访问要求定义支持空间上下文的访问控制形式模型．然而，传统的RBAC模型并不能满足这些空间上的需求．文中对现有的RBAC模型进行扩充，提出了SC-RBAC模型，使其在定义安全策略时能结合用户的当前物理位置信息．提出了空间角色的概念，为角色赋予逻辑位置域以指定角色可以活动的空间范围．角色激活依赖于用户从移动终端获得的当前物理位置．紧接着，给SC—RBAC弓j入层次来表达权限、激活继承等关系．证明用层次化的空间角色在数学上可构建格模型以实施多级安全策略，使其更适合安全关键的位置感知信息系统对信息流的安全控制要求．随后，受限的SC-RBAC描述了3类限制：空间的职责隔离限制、基于位置的基数限制和基于位置的时序限制，这些限制允许表达位置感知系统中细粒度的空间语义．最后，为受限的SC—RBAC模型设置了9个不变量，证明了其基本安全定理，为模型在实际环境中的应用奠定了基础．     

基于安全混沌学原理的实验室风险度量

在"正常事故"理论的启示下,将安全学的研究重心转向对安全系统自身属性的认识方面,将耗散结构、协同论及突变论引入安全系统,建立安全系统混沌模型,首次运用混沌模型对实验室安全进行系统分析。首先,参照国际惯例确定实验室安全等级;其次,以安全混沌理论为指导,构建实验室安全状态评价指标体系;然后,对底层指标进行无量纲处理;最后,运用模型中的归一化公式及突变级数规则逐级求得突变隶属函数值,得出评价结果并与实际进行比较。通过对某高校实验室的风险状态进行实证分析,结果显示,混沌模型计算值与现实状况较为吻合,混沌评价可以对不同指标的重要度进行排序,进而提高安全管理效率。     

安全民俗文化学的创立研究

为促进安全文化学研究的发展,开拓安全文化学研究新领域,基于民俗、民俗学、安全文化及安全文化学的定义,从民俗学和安全文化学角度,提出安全民俗文化与安全民俗文化学的定义,并分析安全民俗文化学的研究对象、研究目的、研究内容和研究方法等学科基本问题。基于此,剖析安全民俗文化学在安全文化学研究与安全宣教、安全管理3方面的广泛应用前景。结果表明,安全民俗文化学是安全文化学研究的一个新视角,其作为安全文化学的一个主要分支学科,研究内容丰富,研究方法独特,研究价值巨大。     

通用可组合的匿名HASH认证模型

理想函数是通用可组合安全的核心组成部分，但是目前通用可组合安全框架中定义的认证理想函数通过将身份与消息和签名值绑定的方式来实现对身份的认证，没能充分体现出采用其他形式进行匿名认证的特殊需求．受到Marten的启发，文中利用通用可组合安全定义并实现了一种适用于无线网络的匿名Hash认证理想函数，并在此基础上定义了一个具有普遍意义的Hash证书权威模型．定义了匿名Hash认证机制的安全需求和安全概念，并且证明在标准模型（非随机预言机模型）下所提匿名Hash认证机制的安全属性可以通过安全对称加密机制、安全数据签名机制、伪随机函数以及单向无碰撞Hash函数的组合得到保证．考虑到无线网络的特殊限制，以及移动终端设备的有限计算能力，本理想函数主要采用对称密码原语来实现身份认证．     

基于MBSE的民用飞机安全关键系统设计

立足民用飞机/系统设计发展前沿,结合民用飞机设计通用规范,提出了一种采用基于模型的系统工程对飞机安全关键系统进行分析和设计的方法.在民用飞机/系统设计及安全性评估交互过程分析的基础上,考虑所设计系统的可用性、完整性,以飞机刹车系统为例,采用DOORS和Rhapsody完成飞机刹车系统设计的需求分析、功能分析和设计综合,建立系统用例模型、功能流程和可验证状态机模型.结合故障树分析,构建了保证功能可用、安全的系统架构.最后,设计了一种Sys ML和Simulink模型结合的协同仿真机制,开发面板图交互界面,对系统模型进行了仿真验证.     

长江上游拟退化经济生态系统开发性恢复与重建的可持续发展研究

本文在总结国内外有关生态经济系统理论与方法和长江上游拟退化经济生态系统的实证分析的基础上,提出了具有强烈的实际应用背景的长江上游拟退化经济生态系统开发性恢复与重建的管理研究课题,具有科学性、先进性及创新性。依据经济生态特征,以战略的眼光、系统的观点和定量分析的方法,研究该系统恢复与重建的原则、层次、结构与功能,经济子系统与生态子系统互相促进与制约的机理及结构的优化。同时,以长江上游地区经济生态发展规划为研究对象,对经济社会生态复合系统研究的方法论及数学模型群进行系统探索。通过对长江上游拟退化经济生态系统的自然资源环境发展现状与趋势,经济生态结构等方面进行全面、系统、综合评价,确立该地区综合开发的指导思想、原则和基本目标;建立该系统系列数学模型进行系统分析,为该地区的资源最优配置与其综合开发实际项目的选择提供科学     

时变能量网络建模与分析

不同类型的能源系统通过能量转换设备(感应电动机、离心泵等)相互耦合,研究能源系统的动态特性及其仿真方法对综合能源系统优化设计及性能分析具有重要的实际意义.为对时变能量网络进行建模和分析,本文从能量本质的角度出发,通过深入探讨能量传递及转换机理,分别建立时变传递线(管)路和能量转换设备的能量网络等值模型.在时变能量网络模型的基础上,提出通过构建时变能量网络方程(包括状态方程和输出方程)对综合能源系统的动态特性进行建模仿真的分析方法,最后通过具体算例对本文所提分析方法的有效性及实用性进行验证.本文的研究内容为时变能量网络的建模、分析、优化及规划奠定了基础.     

水资源系统整体模型研究

基于新近发展起来的复杂适应系统理论,建立了流域级的水资源系统整体模型,用于分析研究流域的水资源管理和配置.通过一个整体的模型框架,将水资源系统中水文、生产、生活、生态环境和管理制度等子系统的相互作用通过内生变量进行联接,从而取代以往组合模型仅仅通过计算结果的传递来描述子系统间作用的方式.结合整体模型框架的特点,提出了用于求解这个高纬度的非线性模型的嵌套遗传算法,并应用于黄河流域,分析了南水北调西线工程的合理调水量及其边际效益.     

安全行为分析方法及模型的研究

为了总结、完善安全行为研究方法,从行为分析方法、安全行为激励方法、不安全行为抑制方法三方面展开讨论,并分别对其进行具体介绍。通过借鉴与比较软件开发过程的思想,结合安全科学方法学、安全行为学、安全管理学等领域相关知识,提出不安全行为向安全行为转化的螺旋模型。该螺旋模型以安全度平面和周期为基准,按周期分为四个阶段:识别阶段、纠偏阶段、反馈阶段及改进阶段,其螺旋投影面积大小反映不同周期和阶段安全度的高低。     

复杂灾害系统风险综合评价的非线性信息动力学模型

自然灾害系统是一个极其复杂的巨系统,它的发生、演化都具有相当复杂的非线性特征.为了从系统演化的角度来研究复杂灾害系统风险综合评价问题,在建模的过程中引入非线性信息动力学模型——最大流原理,以反映复杂灾害系统风险等级的各个指标所构成的系统为研究对象,基于非平衡统计力学方法建立系统随机演化方程,通过给各指标赋予合理的权值使系统趋于稳定,从而实现对复杂灾害系统风险的综合评价.新模型揭示出复杂灾害系统风险耦合的形成模式和演化动力学规律,并结合自组织特征映射网络算法实现对该模型进行数值仿真模拟.最后应用该方法进行中国大陆31个省、直辖市和自治区复杂灾害系统风险综合评价,分析结果验证了该方法的有效性.     

基于层次分析法的青岛循环经济发展水平综合评价

本文以青岛市为研究案例,通过对经济、环境、社会不同系统的特征分析以及它们之间的关系研究,建立科学、合理的青岛市循环经济评价指标体系;并运用层次分析法建立指标权重体系,对青岛市循环经济发展水平进行了定量研究.结果 表明青岛市循环经济综合评价指数为0.877 1,处于Ⅰ级水平,属可循环状态.     

基于形式化测试的实时系统变更后安全性验证

变更后系统实现的安全性验证是安全攸关系统维护过程中必不可少的环节,也是其面临的主要挑战之一.软件模型检测和程序验证是目前常用的作用于代码层面的自动化安全性验证技术.本文站在系统行为角度,基于形式化方法,提出了一种将变更后系统实现的安全性验证问题归结为一致性测试的方法,尝试通过自动生成的一致性测试用例在系统行为级别上判定系统实现是否安全.为此,首先以时间输入输出自动机及其语义模型为基础,构建了该方法的证明体系,证明了该方法的正确性;其次,建立了变更后系统实现安全性验证的回归测试生成框架.相对于其它实时系统测试方法,这种测试方法不仅可以发现实时系统中常规的不一致性缺陷,而且为变更后系统实现在运行时是否满足指定的安全性属性提供了依据.最后,以轨道交通系统中的列车自动防护功能的变更情景为案例研究,说明了方法的具体应用.     

不确定性气动弹性系统辨识及鲁棒极限环分析

模型的不确定性直接影响鲁棒颤振和极限环分析的准确性．从基于数据的角度提出考虑非线性环节和模型不确定性的鲁棒极限环分析框架．采用时域方法辨识包含非线性环节的Block—oriented结构的气动弹性系统模型集合的不确定度大小．以在线弹性结构的极点构造正交基底,将不确定性模型集合辨识问题转化为不确定性参数上下界估计的优化问题,通过求解非线性优化得到不确定性模型集合．将辨识后的无记忆非线性算子用正弦输入描述函数表示,利用线性分式变换技术对辨识后的不确定性模型进行重新建模,最后采用结构奇异值（μ）理论对系统集合进行鲁棒极限环分析．采用某二元翼段气动弹性算例验证该辨识和分析框架的准确性．结果表明辨识的不确定性的模型集合能够刻画气动弹性动力学特性．在相同速度下,考虑不确定性的模型集合的鲁棒极限环幅值比标称系统极限环幅值要小．该方法可以应用于鲁棒颤振和极限环预测．     

地理要素多尺度建模的本体分析方法

在利用多比例尺序列地图数据构建地理要素多尺度空间数据库的过程中,需要在多尺度数据模型的概念设计阶段定义客观的地理要素多尺度抽象表达方法、提取出要素及要素间的多尺度联系.鉴于目前对地理要素认知、抽象、定义、表达等各个环节上的多重概念和抽象表达模式的现状,提出基于本体的多尺度建模设计方法;设计多尺度数据模型的三层本体,构建本体驱动的要素多尺度通用建模框架,包括同一尺度模型中要素和要素间关系的抽象和描述方法、不同尺度模型要素间关系的抽象和描述方法等,保证模型不同层面上的通用性、可扩展性、专用性:以路网要素为例验证了该方法的可行性,为多尺度数据建模的研究提供了有益的借鉴思路和方法.     

基于多级模糊综合评判的隧道抗震安全性评价

通过对影响隧道抗震的因素的分析,从管理养护、抗震设计、抗震设备和地质条件4个方面选取了24项对隧道抗震安全性影响较大的因素作为评价指标,建立了隧道抗震安全性评价指标体系;运用模糊数学理论确定评价指标的权重以及建立隧道抗震安全性评价模型;提出一套科学的用于隧道抗震安全性多级模糊综合评价的方法;并采用此方法对丽水市某一隧道抗震安全性的实例计算分析。结果表明,多级模糊综合评判方法在隧道抗震安全性评价的结果与实际情况相符合。根据多级模糊综合评判结果,确定了隧道抗震安全性评价因素中的薄弱环节,为隧道抗震防灾的安全设计及维修加固提供了依据,其理论、方法、思路和结论可供同类工程借鉴。     

植物昆虫种群动态数学建模研究与展望

植物虫害防治已不只是农林生产中的常规问题,它早已演变成为生态环境与食品安全中的重大应用问题.然而,人类对该问题的认知远远不足以为现实应用提出令人满意的有效指导.这其中也是由于植物昆虫种群可以纳入"多生命体-环境"为对象的复杂系统研究范畴.面对这样极具挑战性的科学问题,本文主要从计算机建模的研究路径对模拟植物昆虫种群动态的数学建模方法进行回顾,从模型构造方法和模型所考察研究对象的种类两方面对植物昆虫种群模型进行了分类;将目前的植物昆虫种群动态模型用通用数学表达式表达,并针对各类型的植物昆虫种群动态模型对数学表达式进行特殊说明,进一步强调了模型间的差异;介绍了目前比较成熟的几个模拟昆虫种群动态发展的软件;总结了基于植物昆虫种群动态模型研究种群动态行为、害虫防治技术所采用的数学分析和优化控制方法.文章最后探讨了目前植物昆虫种群动态模型的研究现状和发展趋势,以及在建模时所应考虑的问题,并对进一步完善模型方法及技术应用进行了展望.