面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度

当非常规突发事件发生后,根据灾区灾情的严重情况,往往需要同时联合使用多种运输方式将应急资源快速高效地调度到灾区,由此设计了应急资源调度的多模式分层网络.在此基础上,以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的应急资源调度模型与求解算法.在该调度模型中,把不同的运输方式映射为博弈模型的局中人,可能的资源调度方式组合方案映射为策略集,不同的运输方式调度应急资源所造成的损失映射为效用函数,将应急资源的合理调度问题转化为对合作博弈调度模型的核心求解问题.接着介绍了一种求解核心的Shapley 值法.通过应急资源调度的算例对比分析,验证了所建模型的可行性和求解结果作为调度策略的优越性.     

C4ISR仿真系统动态演化机制

以基于代理技术的C4ISR仿真系统为研究对象,重点研究通过基于事务的动态依赖关系确保仿真系统的一致性.首先,为保障演化系统的事务一致性,通过静态分析方法获得基于事务的动态依赖关系;然后,针对动态演化的执行,设计了一个动态配置平台来管理动态演化操作并恢复演化系统状态,在此基础上,提出了一个基于代理的C4ISR仿真系统模型,基于该模型设计的C4ISR仿真系统具备动态演化的能力;并通过项目的实施验证了所提方法的可行性和有效性.     

基于系统动力学的突发事件演化模型

针对非常规突发事件骤发性,演变不确定性以及应对复杂性等特征,基于突发事件的结构化描述框架界定事件的发展演化方式;根据自行构建的地震案例库绘出了非常规突发地震的发展演化图.在此基础上,选取地震衍生的堰塞湖事件直链式发展演化过程为例,以汶川地震衍生的唐家山堰塞湖相关数据进行了系统动力学仿真,验证了模型的可行性和有效性.最后给出地震衍生堰塞湖应对的决策建议,为应对其它类型突发事件提供决策支持.     

基于平行系统的非常规突发事件计算实验平台研究

针对非常规突发事件应急管理的特点,在平行系统基本思想的基础上,提出了一种高性能、可扩展、可定制、开放交互的突发事件动态模拟仿真与计算实验平台设计框架,讨论了平台体系结构、人工社会构建、人工社会培育、计算实验过程的管理与控制、平行系统协同演化、应急管理情景可视化等关键技术。该平台集成突发事件计算实验的各类基础资源和工具,通过组合和配置,可以支持对不同类型突发事件的人工社会建模、计算实验与平行控制和管理。平台将实现基于突发事件情景的应急建模、培训、措施评估、平行管理与控制,能够大幅提升非常规突发事件的应急准备、响应及管理控制的能力。     

非常规突发事件中面向目标能力的路网调整及车流组织模型

在突发事件的背景下, 事件影响区域的交通路网是重要的生命线, 能否基于交通管制手段优化路网结构, 有效协调救援、疏散等任务于路网上的时空干扰, 是决定应急响应成功与否的重要因素. 首先从宏观上设计了该背景下的多层加载式的路网调整框架; 然后, 基于元胞传输模型(CTM)分析了各层交通需求加载时路网调整的目标函数及相应的系统约束、交通特性约束和优先级约束等, 最终构成了系统的路网调整模型; 最后, 通过算例对模型进行了验证分析.     

一类"非常规"系统的仿真方法

精密机电元件可化为非线性“非常规”平面梁柱有限元系统。基于这个系统的共同特征，构造了这类‘非常规。的通用数学模型及其迭加解法．基于不同的“非常规”条件，构造五类具体的迭加解法及同步为束算法．基于不同的系统特征，构造了三类具体系统安装到工作过程的数学模型．采用“非常规”非线性有限元与正交回归设计相结合的方法，建立了表征系统工作状态及具体性能的拟合算式，并对仿真方法的精度和系统寿命进行了讨论．     

面向突发事件的复杂系统应急决策方法研究

突发事件应急决策问题具有典型的复杂系统特性,本文深入分析了传统决策问题和应急决策问题的差异,考虑应急决策问题的特殊约束条件,提出了面向突发事件的复杂系统应急决策方法——"基于跨域仿真的应急决策方法",该方法由三条基本准则、跨域仿真模型、基于跨域仿真的决策支持模型三部分组成.三条基本准则包括动态锚定、有效策略、底线原则,分别针对应急决策面临的决策目标动态不确定、方案评估缺乏评价依据、决策调整难以实施三大难题给出了解决途径;跨域仿真采用"数据-模型"融合的方式解决突发事件仿真的"仿不准"难题;基于跨域仿真的决策模型实现了复杂突发事件的有效决策.本文提出的基于跨域仿真的应急决策方法具有一定的方法论意义,可推广适用于多种具有复杂系统特征的广义决策问题.     

面向分析评估的高性能仿真系统关键技术研究

针对面向作战分析领域的军事分析仿真评估应用需求,分析了基于高性能RTI建立作战分析仿真系统的系统框架及其关键技术。着重分析了基于多核集群的RTI仿真引擎结构,面向属性层次的仿真克隆技术,以及基于BOM的模型驱动的建模框架。研究基于RTI建立高性能仿真系统为军事分析仿真评估服务的方法,主要目的是在降低仿真成本的同时,满足作战分析仿真关于高速运算、互操作性、可交互性和可测试性的需求。     

面向信息时代的系统仿真方法学

面向２１ 世纪的信息时代,由于计算机技术及现代信息技术与仿真的紧密结合,以及人类对开放复杂巨系统的研究日益深入,推动着系统仿真方法学新的发展。本文从概念建模与仿真方法学的基本概念出发,剖析数学建模信息环境的局限,探讨解决障碍的可能途径,和论述了问题域和技术支撑对仿真方法学的影响。     

非常规突发事件应对任务的机会约束规划

非常规突发事件破坏力巨大, 极少出现或者不会出现预兆, 是历史罕见事件, 具有极度不确定性. 因此非常规突发事件应对任务是一个不确定决策问题. 非常规突发事件的应对任务可以分解为紧急补救任务和控制恢复任务. 在分析紧急补救任务和控制恢复任务的不确定属性的基础上, 建立了非常规突发事件应对任务的极大值不确定机会约束规划模型. 该模型是在应对任务成本的机会约束下, 极大应对任务净收益的乐观值. 最后, 通过大规模停电应对的算例, 演示了机会约束规划模型在应对任务规划中的应用途径.     

基于知识元的非常规突发洪水事件演化风险研究

为解决非常规突发洪水事件风险分析中所存在的多因素高维数据与小样本数据信息不完备问题,将非常规突发洪水事件系统进行粒度分解,在知识元层建立基于投影寻踪及信息扩散的非常规突发洪水事件演化风险分析模型.利用知识元理论,将事件间的演化风险转变为事件所处情境内承灾载体状态属性变化引发输出属性变化的风险.根据承灾载体知识元内部状态属性阀值建立后续事件演化规则,利用投影寻踪方法与信息扩散理论,将监测样本所包含风险信息扩散到输出属性的风险指标论域控制点,计算事件演化概率分布,确定非常规突发洪水事件演化风险.以桃曲坡水库为例,在上游发生暴雨的情景下,计算水库水位上升向漫坝事件演化风险.实例分析结果表明,该演化风险分析模型能够根据风险等级标准和少量监测数据,对非常规突发事件风险概率分布进行动态定量分析与评估,帮助应急决策者实时掌握事件发展状况,及时做出应急响应,减少次生事件所造成的损失.     

中国成品油需求仿真系统及仿真模拟研究

利用系统动力理论和成品油供需分析建立了我国三类成品油需求仿真系统,本系统分为三个子系统,即汽油需求子系统、煤油需求子系统和柴油需求子系统.系统模拟实践表明,在假定国际原油在高位平稳运行、国内经济快速发展、各类主要用油机具燃油经济性不发生变化等假设条件下,三类成品油供需呈上涨趋势且比较平衡,但均体现出供应紧张趋势;三类成品油需求比例比较稳定,但煤油需求占总需求比例有一定上升,而柴油和汽油比例有一定的波动;需求柴汽比有一定的升降;用油车辆的数量不断上升,但其增长速度都呈下降的趋势;三类成品油国内价格均低于国际价格,汽油和煤油价格上升较快,柴油价格上升较慢.     

区域旅游可持续发展系统的动态仿真

根据可持续发展理念, 构建包含旅游、人口、社会、资源与环境五大子系统的旅游可持续发展系统. 在分析旅游可持续发展系统内部各要素内在关联及动态行为的基础上, 基于系统动力学理论, 建立旅游可持续发展的系统动力学模型. 运用系统动力学建模软件VENSIM, 对西藏旅游可持续发展进行了仿真模拟. 通过对关键要素指标的调控, 提出西藏旅游业应走兼顾环境保护、基础设施投资、专业人才培养、旅游法规制定、旅游企业以及企业员工等要素的可持续发展模式, 为西藏旅游可持续发展的科学管理提供决策依据.     

不完全信息下非常规突发事件应急决策缺失数据处理模型

针对层次分析法和网络分析法在"情景-应对"型非常规突发事件应急决策中应用时,由于决策时间的紧迫性、决策信息的不完全性、专家经验和人的认知能力有限性等因素导致的专家决策判断矩阵数据不一致和缺失问题,提出用未知数填充缺失元素以获取准完全矩阵,再建立对数均值诱导偏差矩阵模型来求解未知数的缺失数据处理方法,并通过应急案例进行了仿真实验,实验结果验证了本模型的有效性.本模型充分利用原始应急决策判断矩阵信息,不需要计算残缺矩阵的权向量,所求解出的缺失数据估计值满足全局一致性条件,能辅助应急决策者智能处理和估计应急决策判断矩阵缺失数据.     

环境群体性事件"信息-权利"协同演化的仿真分析

从"信息传播-利益博弈"的协同演化视角,构建了环境污染群体性突发事件的协同演化博弈模型,然后在NetLogo平台上进行多主体的社会仿真分析.仿真结果表明:环境污染突发事件具有两种协同演化路径,即邻避运动的"协商谈判-信息畅通-相对理性的集体抗议",环境污染群体性事件的"暗箱操作-信息过剩-非理性的集体抗议";在各种收益和信息参数情境下,存在着丰富多样的演化均衡结果;政府施加信息措施的强度作为外部干扰,导致了"演化均衡漂移"现象.地方政府部门既可以通过尊重周边的知情权和参与权采取协商谈判的博弈结构,也可以通过加大信息搜集(或者舆情引导)措施,促使事态朝着周边居民最终接受方案的方向演化.     

中国绿色增长模式的动态仿真分析

本文运用系统动力学理论构建中国绿色增长系统的动力学模型,通过对经济、资源、环境、生活、政策子系统参数的调控,预测人均绿色GDP、资源环境成本、生态安全指数、环境污染指数、国民幸福指数以及研发效率等变量的动态趋势,模拟得到四种不同的经济增长模式.研究结果表明:经济的快速发展给生态环境产生了巨大压力,环境污染与资源枯竭问题的日益严重将会阻碍经济的可持续发展;通过政策干预与国家宏观调控,优化产业结构,限制高耗能、高污染产业的发展,对资源的生产与使用起到约束作用;方案4:协同发展模式以快速的经济增长速度和较低的经济损失、资源消耗与环境污染代表了快速增长低消耗低污染的发展模式,即绿色的增长模式.     

基于扩展HLA的作战系统动态平衡仿真

针对标准高层体系结构(high level architecture, HLA)对于分布式作战系统仿真负载平衡的约束问题,采用自适应动态平衡法设计了扩展HLA动态平衡作战仿真系统。首先分析作战仿真存在的动态平衡问题,确定基于扩展HLA的系统结构,然后分析作战过程特性对于动态平衡的影响,并据此设计综合负载平衡算法与动态排序匹配数据过滤算法,以此减轻负载不平衡度与网络拥堵程度。对某空间攻防对抗实例进行仿真,结果显示其网络传输速度与单步推进速度有明显提升,证明了方案的有效性。     

情报数据驱动的在线仿真系统动态修正方法

为了保证面向指挥决策支持的在线仿真系统可信性,提出了情报数据驱动的在线仿真系统动态修正方法。首先,依据情报数据变化快慢,将其分为缓变和快变两类数据;然后,从位置接近性和外形相似性两个方面刻画缓变数据间差异,从趋势项差异和平稳项差异两个方面刻画快变数据间差异,由此实现了仿真输出与情报数据一致性的度量;进一步,基于拉丁超立方实验设计方法确定仿真模型“修正集合”,并利用主成分分析综合仿真输出一致性指标,从修正集合中选择使得仿真模型可信性最佳的修正方案。通过应用实例,表明了方法的有效性。     

农村能源综合建设系统动态模拟分析

农村能源综合建设系统与农村社会经济、生态环境密切相关。运用系统动力学的基本原理,将农村能源系统按消费的最终用途分为：农村能源与人口子系统、农村能源与种植业子系统、农村能源与林业子系统、农村能源与养殖业子系统等8个子系统进行动态模拟,分析农村能源需求和消费、农村社会经济发展与生态环境改善之间的关系,从而寻求适当的农村能源建设模式。对北京市昌平县农村能源综合建设系统进行了分析,提出了具体的规划方案。