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.     

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。     

复杂系统基于定性关系的建模与诊断推理研究

为克服复杂系统定量建模与诊断过程中存在的计算复杂、实时性和鲁棒性不强等缺陷,提出了基于定性关系模型的建模和诊断推理方法,研究并解决了其中的定性建模技术、定性推理方法及诊断机制等问题,并基于某空间飞行器推进系统进行了建模与诊断推理实例分析。验证结果表明,该方法具有建模方便、诊断快速等特点,为建立具有良好鲁棒性、实时性和实用性的诊断推理系统,提高复杂系统的可靠性提供了一条新的途径。     

我国石油化工仿真技术20年成就与发展

我国近20年石油化工仿真技术的发展和突出的成就体现在两个方面,第一方面是定量动态仿真技术的研究、开发和大规模工业应用,主要包括化工过程动态流程模拟系统,仿真培训系统软件平台和仿真器硬件,用于大学和专业学校工程实践教学的仿真系统,多功能仿真实验系统,以及仿真工厂.第二方面是定性仿真技术的研究开发与应用,主要包括基于符号有向图(SDG)定性建模和计算机推理"引擎"技术,基于SDG技术的危险与可操作性安全评价(HAZOP)软件平台,基于SDG定性仿真技术的辅助过程系统危险识别与诊断技术,石油化工安全技术仿真试验平台,基于SDG技术的自解释仿真器等.此外对石油化工仿真技术的今后发展和预测进行了探讨.     

集成化SDG建模、推理与信息处理软件平台

过程工业的安全问题正日益引起公众及政府的关注和担忧。大量的人力物力被投入到过程风险评价(PHA)中，而它们的大多数依靠人工完成。近年来，通过引入符号有向图(SDG)，基于计算机的自动PHA成为了可能。这项工作的首要任务是建立一个实用的SDG建模、推理平台。我们基于对HAZOP评价方法的研究，根据操作的步骤和需要，最终设计、开发了一个图形化、层次化、支持组件可复用的SDG软件平台，以供建模、推理和数据后处理使用。该平台基于自主开发的SDG推理引擎和图形建模环境，其设计充分考虑技术研究的持续和渐进性，利用迭代开发和面向对象的技术，支持多种算法的混合使用和组件的复用，从而在SDG的图形建模、推理引擎构架和双向推理方面做出了有益的探索。     

模糊定性建模与仿真集成实现

定性推理是使用定性模型 ,推理演绎物理系统以获取有用信息的技术 ,在系统诊断、功能行为仿真、产品设计与分析等领域得以广泛应用 .其面对的主要挑战是定性模型构造比较困难 ,仿真效率不高 ,得到有效解的仿真过程代价较大 .本文就此进行了研究 :利用模型片断库和面向对象的方法实现图形化建模环境 ,使得建模过程直观且易操作 ;采用模型定性仿真技术 ,拓展了传统定性仿真算法 ,提高了仿真效率 .文章最后给出软件实现和实例验证 .     

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.     

化工过程SDG建模方法

SDG(Signed Directed Graph)是一种重要的定性建模技术，特别是在安全评价和故障诊断领域。本文系统介绍了两种常用的SDG建模方法：基于数学模型的方法和基于流程图的方法。此外，本文提出了一种基于经验知识的建模方法。由于安全评价强调揭示潜在故障的全面性，而故障诊断则要求诊断速度和故障分辨率高，因此基于经验知识的建模方法分为评价模型建模方法和诊断模型建模方法。采用此方法建立的评价模型不仅能全面表达故障，而且还能揭示故障的传播规律；建立的诊断模型简单精炼、故障分辨率高。     

基于定性推理的开关/继电器电路故障诊断

为实现开关/继电器电路的故障诊断,考虑将人工智能中的定性推理技术应用于电路故障分析.通过建立简单直观的权值电阻网络形式的电路定性模型,并研究了相关的算法进行静态、动态的定性仿真,再根据仿真结果判断系统是否发生故障,并利用元器件的状态信息通过推理方式实现故障定位.最后以某大型测试设备紧急断电电路为例进行了分析,结果证明了所述方法的可行性、有效性.     

基于SDG的化工过程多故障诊断

目前,针对化工过程故障诊断的研究多集中在单"剧情",即在某一时刻只有一个故障源,故障传播的路径只有一条.其原因是系统发生单"剧情"的概率非常大.然而,多故障在化工过程中是确实存在的.多故障诊断的难点在于,系统内存在大量不可测节点,可测节点与不可测节点混杂造成剧情数目庞大.如何推理出海量剧情并进行剧情压缩,找到真正的故障传播路径,成为一个研究难点.基于深层知识定性模型的符号有向图(signed Directed Graph,SDG)在推理,压缩剧情方面,完备性较好,推理结果便于压缩.     

基于仿真优化的集装箱港口大门作业调度研究

提出基于仿真优化的集装箱港口大门通道作业的调度优化方法.首先,建立了大门作业的离散事件仿真模型和调度优化数学模型;其次,设计了启发式Tabu搜索算法和仿真模型相结合的仿真优化方法;然后,结合仿真自动化方法和在线数据库实现了仿真优化系统;最后,用实例验证并分析了本方法的有效性及效率问题.结果表明了本方法对在线、实时作业调度优化问题的适用性.     

基于HLA的协同仿真运行研究

对应基于HLA的多领域建模，提出基于HLA的协同仿真运行。对HLA的标准MOM交互类进行扩充，增加有关仿真运行暂停、继续，仿真撤销，仿真结束的交互类；定义用于仿真运行启动的CORBA接口；对仿真运行管理器增加判断参与仿真联邦执行的所有成员是否正常加入的功能，并管理三个仿真联邦同步点，以保证协同仿真运行。     

基于HLA编队协同作战仿真研究

简要介绍了基于HIA的协同仿真平台（COSIM）的两种开发机制：COSIM开发机制和非COSIM开发机制。基于该平台构建了编队协同作战仿真系统，介绍了系统的体系结构及各节点的功能，完成了各个联邦成员的对象类和交互类设计，研究了非COSIM机制下的系统开发过程．开发过程表明：该机制在较大程度上封装了HLA／RTI的开发细节，能降低系统的开发难度，使开发过程变得简单。通过仿真实验验证了所构建仿真系统的可行性和正确性。所构建的仿真系统为编队协同作战能力（CEC）系统应用到水下防御领域的概念论证提供了依据，且为相关理论的研究提供了试验平台。     

基于Simulink的XCP仿真研究

针对NS-2仿真消耗大量运算时间,占用大量存储空间的缺点,利用Simulink构建XCP 的连续模型,并在此基础上构建多个XCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景.对比实验表明,该模型能够真实再现XCP的收敛特性,并且运算时间在秒级,存储空间在KB级.     

基于脆性的复杂系统研究

针对开放的复杂系统进行研究,首次提出并论证了脆性是复杂系统的一个基本特性．以子系统之间的脆性联系为出发点,建立了研究复杂系统脆性的理论基础．根据脆性的定义、特点,定义了复杂系统的脆性基元、子系统间的脆性联系函数、脆性联系熵和脆性正交的概念,同时将非合作博弈的理论和方法引入到复杂系统的脆性的研究中．并以道路交通系统为例,进行了脆性分析。     

连续对策上的计策理论

引进连续对策上的计策的概念，分别研究一个局中人中另一个局中人的概率和识破这个局中人的计策的概率，给出局中人的判断的准确性的一种度量。     

基于STAGE的单舰防空反导仿真实现

单舰防空反导是现代海战中舰艇作战使用研究的重点和难点,也是舰艇战斗力形成的关键。在对舰艇防空反导仿真进行深入研究的基础上,提出了运用STAGE构建单舰防空反导仿真系统的基本框架,并详细描述了系统仿真模型的构建以及运用STAGE的实现方法。     

基于HLA的多领域建模研究

针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性，支持分布式仿真，基于商用仿真软件的多领域建模方法，提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法，然后提出HLA应用层程序框架，以支持将各领域仿真软件开发的模型方便、准确地实现成为联邦成员，同时给出了商用仿真软件参与多领域建模所必须提供的与HLA应用层程序框架接口的五个方法。     

基于Windows平台的仿真支撑系统的研究

对可运行于Windows平台的仿真支持系统进行了研究,并加以了具体地实现,针对微机系统的特点,采用了客户／服务器方式,对大型网络实时数据库进行了精心设计,实现了利用微机群构成大型仿真系统,对模型的编写、编译、连接、调试、运行和结果分析等全过程提供支持。并将指导员台,就地操作,工程师站等功能有机地进行了集成。同时,作为一个开放的系统,还提供了应用程序编程接口,为用户的进一步开发提供了方便。在多个仿真系统的实际使用表明,本研究成果为基于Windows平台的仿真系统的开发、运行和研究提供了良好的基础。     

基于Agent的协同关系模型研究

在分析协同环境中Agent之间协同关系特征的基础上，本文提出并定义了一种基于Agent的协同关系模型(ACRM)，该模型引入了时间和空间的机制，用于描述现实世界的协同环境中Agent动态协同过程。通过应用实例说明该模型解决了动态协同过程中协同关系变化等问题。