復雜性理論與方法和建模與仿真技術(shù)的有機結(jié)合,為揭開復雜系統(tǒng)的面紗提供了一種有效的技術(shù)途徑和手段。
《復雜系統(tǒng)建模與仿真》著手從復雜系統(tǒng)思維方法去理解、基于建模與仿真的方式去解釋的處理思路,并以特定的復雜軍事信息系統(tǒng)為具體對象,較為系統(tǒng)地論述了復雜系統(tǒng)的建模與仿真問題。
《復雜系統(tǒng)建模與仿真》介紹了復雜系統(tǒng)的基本概念,并系統(tǒng)地論述了典型復雜系統(tǒng)分析方法;以復雜性系統(tǒng)分析方法為指導,以特定軍事信息系統(tǒng),即雷達預警監(jiān)視系統(tǒng)為實例,較為系統(tǒng)地論述了問題領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域的一體化建模與仿真、問題域具體建模處理、仿真域具體建模處理,以及多分辨率和多Agent建模與仿真技術(shù)。
《復雜系統(tǒng)建模與仿真》可作為軍事裝備學研究生、軍事裝備論證、軍事裝備與系統(tǒng)作戰(zhàn)仿真科研人員和工程技術(shù)人員的參考書。
對復雜系統(tǒng)的認識與改造,一直是一個經(jīng)久不衰的課題。古今中外,多個領(lǐng)域?qū)Υ烁信d趣的一些人或多或少地發(fā)表過復雜系統(tǒng)的理論和方法,且許多認識與理論均是從系統(tǒng)認識論角度,運用相應的思維方式和描述方法,對復雜系統(tǒng)邊界、內(nèi)在運行規(guī)律及復雜性成因機制等方面進行相應的邏輯推理與分析,推動了復雜性科學理論的發(fā)展。但是,如何在相應理論指導下,在具體的復雜系統(tǒng)分析中能夠清晰地演繹出其內(nèi)部的定性運行關(guān)系,至今尚未得到有效的解決,以至盡管已有了諸多復雜性和復雜系統(tǒng)的論述與學說,但人們在處理許多具體的復雜系統(tǒng)問題時,尤其是對于涌現(xiàn)性描述仍覺得面前一片迷霧,總是難以深入下去。
隨著系統(tǒng)建模與仿真(Modeling and Simulation,M&S)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們已認識到M&S是繼理論研究、科學實驗之后的第三種認識世界的重要途徑,更是研究復雜系統(tǒng)的可行技術(shù)手段。1972年,美國在“美國國防技術(shù)領(lǐng)域計劃”中明確指出:M&S是“有助于極大提高軍事能力的四大支柱(戰(zhàn)備、現(xiàn)代化、部隊結(jié)構(gòu)、持續(xù)能力)的一項重要技術(shù)”,是“軍隊和經(jīng)費效率的倍增器”和處理軍事事務的核心方法和戰(zhàn)略性技術(shù)。作為以M&S理論為基礎,以計算機系統(tǒng)、物理效應設備及仿真器為工具,根據(jù)研究目標建立并運行模型,對研究對象進行認識與改造的一門綜合性、交叉性學科,“仿真科學與技術(shù)”已于2009年被教育部列為一級學科。顯然,該學科的不斷成長與發(fā)展,必將進一步促進復雜系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)手段和方法創(chuàng)新發(fā)展,為撥開復雜系統(tǒng)迷霧提供可能之機和有力手段。
本書作者長期從事雷達預警監(jiān)視裝備與系統(tǒng)的專業(yè)教學,并致力于軍事預警監(jiān)視裝備與系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃論證、裝備與系統(tǒng)的型號論證與監(jiān)管、實際裝備與系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能評估和部署優(yōu)化處理等工作。作者一直跟蹤現(xiàn)代M&S技術(shù)的發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的應用動態(tài),并圍繞著預警監(jiān)視裝備與系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃論證、型號論證、作戰(zhàn)效能評估和部署優(yōu)化等方面的各種具體需求,多層面地持續(xù)進行相應的復雜系統(tǒng)理論與方法及M&S技術(shù)的應用研究。早期主要是采用還原解析方法,基于系列靜態(tài)效能定量評估模型構(gòu)造,借助于面向過程的仿真軟件設計與應用,對雷達預警監(jiān)視裝備和系統(tǒng)的行為進行多粒度建模,并通過功能單一的仿真軟件進行裝備與系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能預測性評估及部署優(yōu)化輔助決策研究。隨后采用綜合微觀分析論方法,基于各種作戰(zhàn)想定,采用雙層鉸鏈式M&S邏輯框架,通過系統(tǒng)性的建模與開放式仿真實驗,從靜態(tài)與動態(tài)兩個層面對各種預警監(jiān)視裝備和系統(tǒng)進行多種復雜戰(zhàn)場環(huán)境條件下的動態(tài)仿真分析、作戰(zhàn)效果/體系貢獻率預測性評估。近年來,隨著武器裝備及系統(tǒng)的智能化水平和自治能力越來越高,新型作戰(zhàn)行動不斷出新,復雜環(huán)境條件下的體系對抗備受關(guān)注,而戰(zhàn)場環(huán)境的復雜性、作戰(zhàn)裝備的多樣性與智能化、作戰(zhàn)體系網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的多變性和柔性化及各類作戰(zhàn)人員的動態(tài)隨機干預等,使得作戰(zhàn)體系對抗活動更具多樣性和不確定性。目前,如何展現(xiàn)復雜系統(tǒng)的不確定性和涌現(xiàn)性,進而揭示其內(nèi)在工作機理和運行規(guī)律,是一個受到高度關(guān)注的課題,還有許多問題亟待人們深入探討。因此,作者近期的工作重點是如何采用系統(tǒng)融貫論方法,緊扣復雜“適應性造就復雜性”“組件相互組合與相互作用導致系統(tǒng)涌現(xiàn)性”合理構(gòu)建一體化組合M&S環(huán)境,綜合運用面向?qū)ο蠓椒、面向Agent方法和多分辨率建模技術(shù),對具有較強環(huán)境自適應能力和自治能力的多功能雷達預警監(jiān)視裝備和系統(tǒng)進行高保真度的行為建模與仿真。
第1章 復雜系統(tǒng)
1.1 系統(tǒng)
1.2 復雜性
1.3 復雜系統(tǒng)
1.3.1 基本定義
1.3.2 結(jié)構(gòu)模型
1.3.3 行為描述
1.3.4 主要特性
1.4 復雜適應系統(tǒng)
1.4.1 基本概念
1.4.2 智能主體模型
1.4.3 CAS統(tǒng)一模型
1.4.4 受限生成過程
第2章 復雜系統(tǒng)方法論
2.1 還原論方法
2.1.1 解析思維
2.1.2 還原論
2.2 整體論方法
2.2.1 整體思維
2.2.2 整體論方法
2.3 系統(tǒng)論方法
2.3.1 系統(tǒng)思維
2.3.2 系統(tǒng)論原理
2.3.3 系統(tǒng)論方法
2.4 系統(tǒng)融貫論方法
2.4.1 融貫思維
2.4.2 系統(tǒng)融貫論方法
第3章 系統(tǒng)建模與仿真
3.1 系統(tǒng)建模
3.1.1 模型
3.1.2 建模
3.2 系統(tǒng)仿真
3.2.1 仿真
3.2.2 實驗框架
3.2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動
3.3 M&S的基本框架
3.4 一體化組合M&S
3.4.1 組合建模
3.4.2 一體化M&S框架
3.4.3 一體化實現(xiàn)途徑
3.4.4 一體化組合建模
3.5 校核、驗證與確認
第4章 問題域建模處理
4.1 原型系統(tǒng)分析
4.1.1 系統(tǒng)集合模型
4.1.2 實例:戰(zhàn)區(qū)ASRS分析
4.2 外部環(huán)境分析
4.2.1 環(huán)境分析法
4.2.2 實例:戰(zhàn)區(qū)ASRS環(huán)境分析
4.3 系統(tǒng)概念建模
4.3.1 概念模型
4.3.2 概念模型開發(fā)
4.3.3 概念建模分析
4.3.4 概念格式化描述
4.3.5 概念形式化描述
4.3.6 實例:ASRS任務空間模型設計
4.4 系統(tǒng)數(shù)學建模
4.4.1 數(shù)學模型
4.4.2 數(shù)學模型開發(fā)
4.4.3 軍事數(shù)學模型
4.5 系統(tǒng)數(shù)學模型體系
4.5.1 系統(tǒng)行為數(shù)學模型體系
4.5.2 系統(tǒng)效能評估指標及模型體系
4.5.3 評估指標體系描述與泛化
4.5.4 評估模型體系描述與泛化
4.5.5 實例:雷達站抗有源干擾評估數(shù)學模型體系
4.5.6 實例:雷達群站系統(tǒng)抗有源干擾評估數(shù)學模型體系
……
第5章 仿真域建模處理
第6章 多分辨率建模與仿真
第7章 多Agent建模與仿真
參考文獻