基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

不同回报机制下PPP项目社会风险涌现机理研究

为进一步定量化分析PPP社会风险的涌现机理与演化特性,本文提出了综合PPP模式特性、社会风险环境以及社会公众的社会风险涌现模型,并以Netlogo软件为平台构建计算实验模型,进一步探究回报机制在社会风险演化中的作用机理.计算结果显示,不同回报机制下社会风险水平与潜在风险水平存在一定差异性;社会风险等级、项目规模与政府风险应对能力均不同程度影响PPP项目社会风险水平;在PPP项目社会风险发展早期采取针对性措施,能够有效控制社会风险水平.     

基于CGP模型的涌现研究

涌现是复杂性理论中的一个重要概念。在讨论涌现基本概念的基础上 ,介绍了一种用于研究复杂系统涌现行为的模型方法———CGP模型 ,给出了一个CGP模型的具体例子———采集机器人的仿真模型。通过对这个模型进行仿真实验 ,观察到机器人简单的状态转换函数和看似杂乱无章的行为产生了具有明显规律性的结果 ,对这种涌现现象的产生进行了分析 ,指出了它的现实意义。     

雷达目标一维距离像识别中的修正正则子空间法

涌现在复杂性理论中占有重要的地位.本文在讨论涌现的基本概念的基础上,介绍了一种用于研究复杂系统涌现行为的模型方法-CGP模型,给出了一个CGP模型的具体例子--采集机器人的仿真模型.通过对这个模型进行仿真实验,观察到机器人简单的状态转换函数和看似杂乱无章的行为产生了具有明显规律性的结果,对这种涌现现象的产生进行了分析,指出了它的现实意义.     

基于涌现鉴别的安全性分析

工程上对系统要素潜在危险交互作用的鉴别方法有迫切需求。论述了工程系统安全性是一种涌现特性,指出应将其作为复杂系统问题来开展研究。综合运用复杂性研究成果、功能模拟原理、目标树-成功树建模技术,提出了基于一体化安全风险模型开展涌现鉴别研究的基本方法。结合“阿波罗15号”飞船案例,验证了基于安全风险模型开展涌现鉴别的适用性。研究成果为解决复杂工程系统安全性问题提供了新的思路和分析手段。     

突现计算模型和行为研究进展及案例分析

作为系统重要特征之一,复杂系统中的突现现象被许多研究者所关注.突现计算为复杂动态系统中的智能行为研究提出了一种创新思路.根据突现计算发展的特点,分析了相关领域的研究难点和重点,并从模型结构、研究方法等方面分析总结了突现计算模型的国内外研究状况.最后针对Swarm模型在MatIab平台下进行了仿真,并结合粗糙集的数据挖掘方法验证了系统动力学参数对模型形状有重要影响.     

可计算组织模型的验证难点与验证方法综述

模型"有效性"能否得到验证是推动计算组织理论发展的必要条件,也是一大瓶颈.立足于计算组织理论的前沿地位,论文综述并讨论了可计算组织模型的验证难点和验证方法.首先,可计算组织模型验证区别于自然工程模型,也超越了传统实证方法,在验证过程面临诸多主观、客观的难点;其次,发展基于问题域、建模目的、参照系三者内在联系的验证情境,从"度"上考量模型有效性,是可计算组织模型的有效性本质;再次,建立区别于自然工程系统的VVA验证方法,关注概念效度验证、操作效度验证以及数据效度验证,遵循迭代验证原则,是未来的研究趋势.本课题也列举了相应的验证案例;最后,可计算组织模型验证应该是一个不断增强模型信心的过程,亟待跨领域专家执着于该领域的研究兴趣.     

可计算组织模型的验证难点与验证方法综述

模型“有效性”能否得到验证是推动计算组织理论发展的必要条件,也是一大瓶颈. 立足于计 算组织理论的前沿地位,论文综述并讨论了可计算组织模型的验证难点和验证方法. 首先,可计算组织模型验 证区别于自然工程模型,也超越了传统实证方法,在验证过程面临诸多主观、客观的难点;其次,发展基于问题 域、建模目的、参照系三者内在联系的验证情境,从“度”上考量模型有效性,是可计算组织模型的有效性本质;再次,建立区别于自然工程系统的VV&A验证方法,关注概念效度验证、操作效度验证以及数据效度验证,遵循 迭代验证原则,是未来的研究趋势. 本课题也列举了相应的验证案例;最后,可计算组织模型验证应该是一个不断 增强模型信心的过程,亟待跨领域专家执着于该领域的研究兴趣.     

一些实际双层网络之间的合作涌现

为了说明多层网合作涌现及其双层网模型适用于更多领域的系统,报道了在高速-普通公路、大陆-香港电影、理论-实验高能物理科研、两个专业学生的手机联系、神经内分泌-免疫等5个双层网中出现的合作涌现。这些实际调研结果与该双层网模型的结论比较好地符合。     

多元偏好、社团结构与网络合作涌现仿真研究

在综合考虑复杂社会网络高集聚性、无标度性以及"社团结构"的基础上,依据"囚徒困境"博弈,建立了基于多元偏好的复杂社会网络演化博弈模型,创新性地将节点影响力运用于博弈策略的更新规则中,并利用Matlab平台进行仿真。从宏观特征和微观结构两方面,通过对照仿真实验,系统研究了多元偏好、社会网络的"社团结构"以及外部连接对合作涌现的影响及其作用机理。研究发现,多元偏好特征下社团结构特征影响主体的异质性期望水平;"社团结构"可以促进合作行为的涌现;社团外部影响力对合作涌现的影响与社团规模有关。     

面向战略规划评估的知识计算技术

在战略规划执行领域如何有效利用已有知识生成战略层规划计划方案成为当务之急.结合战略规划评估问题的特点,需要在预实践平台中采用大量的仿真实验和人在回路的推演,并结合路线图领域的大量数据来开展相关研究.借鉴数字工程、系统工程、战略管理等领域的相关研究成果和成功经验开展知识计算理论、方法研究,提出了一种知识计算引擎的构建方法.该方法面向未来战略环境中复杂多变的不确定性,预先创新数据、模型、知识、算法和智慧等战略赋能要素,超前预置评测、筹划、计划、优化和定向等战略组织智能,通过数字化、智能化方法和手段为战略规划方案评估提供决策支持,形成基于大数据、大模型的知识智能与智慧决策优势.     

谣言传播模型研究综述

简要介绍了自二战以来谣言现象的研究成果及不同领域的谣言传播模型,综述了现有模型的特点及进展.指出谣言传播模型建模过程中要对谣言传播的复杂性、心理特征、蝴蝶效应、从无序到有序的演化等问题进行深入思考,并借鉴舆论传播等多学科的现有成果,以建立基于Agent的复杂网络上的谣言传播模型.     

从系统仿真到领域仿真的拓展

随着仿真应用的普遍化和复杂系统仿真成为关注点,从领域的角度进行仿真活动和观察仿真活动逐渐进入仿真研究视野。1995年美国国防部提出了建模与仿真主计划,孕育了领域仿真的基本思想;而网络技术、云计算等信息技术的进步将使得领域仿真的落地。以仿真研究对象的变化为基本点,从仿真模型研究、仿真工具研发和仿真应用活动等方面梳理了仿真研究的发展变化;在此基础上,提出了领域仿真研究的目标和基于领域仿真的仿真活动模式;分析了领域仿真与领域工程的关系,归纳了领域仿真在提高仿真活动效率、使能复杂系统仿真、提高仿真可信性和促进仿真应用普适化等4个方面的作用。     

用数字人工生命模型探索复杂适应系统

为了探索复杂适应系统的演化、涌现规律，介绍了一个自主开发的数字人工生命模型：Autolife，并在该系统上完成了一系列计算机仿真试验。Autolife中的数字生命都可以看作自主决策的Agent，它们用有限自动机建模；同时程序允许Agent通过变异和繁殖而完成开放式的进化。在该模型的基础上，本文主要针对Autolife涌现出来的数字生命个体行为、群体行为进行了论述，并着重讨论了组织的生成、社会性寄生、自修复等现象。数字人工生命模型Autolife中的丰富隐喻可以用于总结一般复杂适应系统的规律，包括：个体为了提高自身的适应性会把决策行为推到混沌的边缘；不同的环境会造就Agent的不同群体适应性动态行为；当系统中Agent间的交互出现因果闭圈的时候，组织会自发涌现，并且它们会展现出创生、演化、灭亡的必然发展规律。     

群体机制的一种涌现现象——互惠利他行为的产生

利用"囚徒困境"模型分析了利他行为者在与利己行为者的个体生存博弈中的不利处境.对于扩展的群体的生存博弈模型,从理论上证明了只要利他行为的回报充分大,群体的利他行为就会存在.利用元胞自动机的仿真验证了这一现象.对个体和群体两种生存博弈的分析表明,互惠利他行为是群体机制的一种涌现现象.     

农业土地利用变化的人工社会模型研究

人工社会作为复杂性科学研究的一个分支,在近年来得到了较快的发展,已呈现出向各个研究领域渗透的趋势.探讨了人工社会在土地利用变化研究领域的应用,并创建了一个土地利用变化的人工社会模型(LUC-ASM).该模型以农户和农民为两类agents,模拟不同社会、经济条件和不同政策影响下,农户和农民个体对自己承包的土地利用决策上的变化,进而从整体上揭示一些有价值的现象和规律.实例分析结果表明,该模型可以较好地反映土地利用变化的过程及各种社会经济因素的影响效应,有助于深化我们对人与自然环境相互作用的认识.     

基于指标体系的区域水资源合理配置初探

根据评价指标筛选原则,设计了一个反映区域水资源-社会经济系统状况的多层次评价指标体系,建立了水资源合理配置的 GEM-AHP 计算模型.该模型是以水资源利用效果为目标,以社会、经济、资源、环境、技术和管理等领域的多个因子为评价指标,根据方案层与目标层间的关系,将各个子区相对于水资源利用效果的组合权重之比作为各自应分摊的水量之比;再由各子区的人口数量信息,综合确定各自分配的水资源数量.实例研究表明,所建模型对涉及社会、经济、资源、环境、技术和管理等多领域的水资源分配问题具有很好的适用性.     

基于网格计算的近海岸波浪仿真

波浪仿真是海岸工程领域中一件非常有意义的工作。但是，从目前海岸工程界两大类波浪数学模型研究来看，即：能量平衡模型和质量、动量守恒模型，都存在着巨大的计算量问题。若仅用一台微机进行计算，不能够得到实时动态的仿真结果。从网格计算思想出发，采用SWAN（Simulating WAves Nearshore）模型，提出了网格计算的体系结构和基于网格计算的动态波浪仿真的建模，最后对近海岸波浪进行动态仿真。     

一种简化虚拟海洋环境建模与渲染方法

海洋环境的可视化与虚拟现实是数字海洋研究领域的重要发展方向之一,是开展海洋科学研究与军事训练的有效手段.以vega Prime和Ⅵsual C++.NET为开发平台,对虚拟海洋的建模与环境生成技术进行了深入研究;提出了一种多维描述层形式构建虚拟海洋模型,并介绍了该模型的体系结构;此外,还提出一种动态纹理映射技术取代粒子系统,对漂浮物、泡沫和鱼群等进行模拟,大幅度降低计算量;该系统同时还提供了风成浪的数学模型以及海洋LOD技术研究;实现了在计算机系统中一定范围的虚拟海洋环境的模拟.开发和应用结果表明,该系统实时性好,效果逼真,具有一定的工程意义.     

面向作战网络的层次化涌现建模方法

涌现现象不仅导致系统复杂性,同时也是系统自适应演化能力的来源。把涌现引入到系统设计过程,把传统系统工程自顶向下的设计方法与基于涌现的自底向上设计方法相结合,能够同时满足系统的有序性和涌现性的要求,以整体目标引导下的自组织涌现来构建具有演化能力的复杂系统。军事指挥控制和作战能力生成过程有较严格的上下级层次关系,同时复杂的战场环境又会导致大量难以预测的涌现现象,根据这些特点,建立层次化嵌套OODA网络控制与分层涌现相结合的模型。