1.1.3 技术体系
随着建模仿真技术在复杂系统研究中应用的不断深入,建模与仿真技术体系逐渐形成。从宏观上看,建模与仿真技术体系框架由仿真建模技术、仿真系统与支撑技术以及仿真应用工程技术三类子框架构成,如图1-3所示。
在机理建模技术中,连续系统建模技术包含常微分方程模型、偏微分方程模型和微分代数方程模型三大类基本数学模型。离散事件系统建模技术包括面向事件模型、面向活动模型和面向进程模型三大类基本模型。定性系统建模技术可以分为结构建模、功能建模、行为建模和统一机制建模四类,具体方法包括智能主体、本体论、人工神经网络等。优化系统建模技术根据优化目标数量分为单目标优化模型和多目标优化模型。混合系统建模技术主要是研究面向连续/离散混合、定性/定量混合系统的建模方法。
非机理建模技术包括多种建模方法,如多模式/多分辨率(多尺度)/多视图建模技术、面向对象/组件/服务建模技术、可视化建模技术、多元模型建模技术、辨识建模技术和多学科统一建模技术等。
仿真计算机系统技术包含仿真计算机技术和仿真支撑软件技术两个方面。仿真计算机主要包括仿真计算机所涉及的各种计算机系统,包括各种专用仿真计算机、PC/服务器、图形工作站、小型机和高性能计算机(HPC)等。仿真支撑软件技术包括工具引擎技术、仿真中间件/平台技术及仿真工程管理技术;工具引擎技术包括仿真门户技术、仿真问题求解技术、仿真输出与结果分析处理技术、面向问题的仿真语言技术。典型的仿真中间件/平台技术包括CORBA、RTI、TENA,以及新一代面向服务、虚拟化、云仿真等中间件技术等。仿真工程管理技术涉及关系/面向对象数据库技术,如分布式数据库、主动数据库、实时数据库、演绎数据库、并行数据库、多媒体数据库等建立与管理技术,数据/知识的挖掘技术,数据/知识仓库技术,实时/分布模型库技术,内容管理技术等。
图1-3 建模与仿真技术体系
仿真模拟器主要面向全实物仿真或半实物仿真,主要分为硬件在回路仿真模拟器技术、人在回路仿真模拟器技术、VR(虚拟现实)/AR(增强现实)技术、普适仿真技术和嵌入式仿真技术等。