【文章內(nèi)容簡介】 V(6)V(1))*y16S52=V(5)*(V(5)V(2))*y25S53=V(5)*(V(5)V(3))*y35S34=V(3)*(V(3)V(4))*y43S64=V(6)*(V(6)V(4))*y46各變量隨迭代次數(shù)的變化如下圖： a 節(jié)點1中P(*),Q(+)隨迭代次數(shù)k的變化 b 節(jié)點2中P(*),Q(+)隨迭代次數(shù)k的變化 c 節(jié)點3中P(*),Q(+)隨迭代次數(shù)k的變化 d 節(jié)點4中P(*),Q(+)隨迭代次數(shù)k的變化e 節(jié)點5中P(*),V(+)隨迭代次數(shù)k的變化 各個量隨迭代次數(shù)的變化圖3電力系統(tǒng)仿真概述仿真建模的發(fā)展 仿真是基于模型的活動，模型建立、實現(xiàn)、驗證、應用是仿真過程不變的主題。隨著時代的發(fā)展，仿真模型包含的內(nèi)容大大擴展，建模方法日益多樣，模型交互性和重用性變得越來越重要，模型的校核與驗證的成為仿真中必要的步驟。 仿真模型的種類隨著被仿真對象的豐富而日益廣泛。從最簡單運動方程描述的模型到描述復雜大系統(tǒng)發(fā)展變化規(guī)律的仿真模型，仿真模型的種類涵蓋了仿真所涉及的各個領域。如此之多的仿真模型，需要研究科學的分類方法，使各種仿真模型能夠歸屬到一定類別中，對建模和驗模方法的選擇、仿真模型的管理變得非常重要。仿真模型可以按照其模擬的對象不同而加以分類，如飛機模型、核反應堆模型，也可以根據(jù)仿真模型建立的方法進行分類，又可以依據(jù)其仿真中不同階段加以分類，如概念模型、數(shù)學模型、計算機實現(xiàn)模型等。隨著仿真研究對象的擴展，對仿真模型的分類研究應成為仿真概念研究的一個重要課題，這是進一步發(fā)展仿真理論的需要。 面對新世紀科學技術發(fā)展對仿真技術的需求，對建模方法論提出新的要求，包括但不限于： 1）仿真研究對象越來越復雜，需要研究復雜系統(tǒng)建模的方法； 2）仿真的精度和可信度要求越來越高，需要研究提高所建立模型的精度方法； 3）同樣的仿真研究對象，在不同仿真系統(tǒng)中要反映出不同的屬性，需要在建模時考慮具體的要求，并研究仿真模型簡化、細化、聚合、解聚的方法； 4）仿真模型建立要反映仿真工程性越來越強的變化趨勢，強調(diào)仿真建模及其使用工具的標準化； 5）仿真建模人員不僅要考慮建立模型本身的要求，同樣需要考慮驗模的要求； 6）建模過程應反映對仿真系統(tǒng)全面的配置、質(zhì)量管理要求的變化，建立完備的模型檔案，對模型的屬性及其建立過程加以記載和科學管理。 總之，仿真技術的發(fā)展變化對作為基礎的建模方法學提出了更高要求，這種變化既反映在建模方法的技術層面，同樣更高地反映到對建模過程和模型配置管理的要求。 通過建立相對簡單的仿真模型集，并通過一定的交互性協(xié)議，來構(gòu)建相對復雜的仿真系統(tǒng)實現(xiàn)對復雜的過程或現(xiàn)象進行研究，這是一種比較經(jīng)濟有效的開發(fā)仿真系統(tǒng)的方法，這種思想已經(jīng)被眾多分布交互仿真系統(tǒng)的成功應用所證明。仿真模型互操作性已經(jīng)成為仿真設計和實現(xiàn)時必須考慮因素，美國國防部已經(jīng)要求其管轄范圍內(nèi)的仿真項目都要符合高層體系結(jié)構(gòu)（HLA）的要求。仿真模型互操作成為新的仿真系統(tǒng)設計開發(fā)中關鍵性的問題，“互操作建?！保↖nteroperability Modeling）實際成為建模過程中一部分，要反映真實世界實體交互過程和實體之間的相互影響。仿真模型互操作性要考慮兩個主要問題： 1）模型之間互操作性的權(quán)威描述 模型之間互操作性的權(quán)威描述是真實實體之間相互影響和作用過程在仿真世界中的客觀描述，由于不同設計人員對這種過程的認識存在著一定的區(qū)別，為了保證模型之間互操作的一致性，必須建立模型之間互操作性的權(quán)威描述，如任務空間功能描述（FDMS）、仿真參考聯(lián)邦模型都是為實現(xiàn)這一目標而產(chǎn)生研究課題； 2）仿真模型互操作性實現(xiàn) 仿真模型互操作性的實現(xiàn)需要遵循一定標準，HLA標準定義了對象模型模板（OMT）、聯(lián)邦對象模型（FOM）、仿真對象模型（SOM）等建立互操作性仿真模型參考的規(guī)則；在仿真模型互操作性實現(xiàn)的編碼過程中，同樣要遵守分布式對象開發(fā)的標準，如CORBA、DCOM等；由于采用標準性建模規(guī)則和編碼標準，使仿真模型互操作性實現(xiàn)的自動化程度可以大大提高。 仿真模型互操作性是近十年逐漸發(fā)展起來研究課題，目前還沒有全球性的統(tǒng)一標準，很難滿足仿真技術飛速發(fā)展的需要。仿真互操作全球性標準將是未來努力的方向。 仿真模型重用性是仿真系統(tǒng)開發(fā)中越來越重要的一個問題。以往的仿真模型開發(fā)很少考慮仿真型未來應用，使仿真模型在使用一段時間后就越來越難以滿足仿真應用的需要，必須根據(jù)新的仿真應用需求重新設計和開發(fā)，這對越來越多的仿真應用開發(fā)而言是很不利的。而且隨著復雜系統(tǒng)仿真的發(fā)展，仿真需求變化越來越快，對仿真模型重用性提出了迫切的需求。 仿真模型實現(xiàn)中采用模塊化和面向?qū)ο蟮脑O計與實現(xiàn)，使新的仿真應用開發(fā)可以部分地應用前面研究開發(fā)的成果，一定程度上減輕了新的仿真應用開發(fā)的壓力，但這種較低層次上的重用性帶有很大的隨意性和不確定性。為了真正實現(xiàn)仿真模型的可重用性，必須對模型設計、實現(xiàn)、驗證和管理的各個角度建立相應標準，來保證仿真模型重用性的實現(xiàn)。仿真是針對不同的應用目標的，應用目標的不同直接反映到仿真模型的設計和實現(xiàn)中，因此為一個仿真應用所開發(fā)的仿真模型很難原封不動地放到另一個仿真應用中，必須認真考慮被重用的仿真模型與新的仿真應用目標的一致性程度，這種比較是仿真模型重用性研究需要解決的關鍵問題。 近十年來，建模與仿真方法研究的另一個重要特點是仿真模型VVamp。A與可信度評估的重要性日益為仿真系統(tǒng)的開發(fā)者和使用者所重視。仿真模型VVamp。A不是要評價模型本身的好與壞，它關注的是仿真模型是否符合設計和是否滿足仿真模型應用目標的要求。仿真模型VVamp。A也不等同于對仿真模型軟件實現(xiàn)所進行的功能測試和性能測試，它是伴隨仿真模型的整個生命周期的活動。仿真模型VVamp。A過程、方法、指標以及協(xié)調(diào)管理問題是其發(fā)展應用中必須解決的一些問題。 仿真系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，復雜程度越來越大，開發(fā)工程性越來越強。仿真系統(tǒng)的可信度評估越來越需要開展全系統(tǒng)、全生命周期的VVamp。A，并通過提供盡可能多的自動化工具來提高仿真模型VVamp。A的效率，降低仿真模型VVamp。A的耗費。仿真模型VVamp。A工具是提高其工作效率和準確性的重要保障。仿真模型VVamp。A標準是確立其在仿真系統(tǒng)開發(fā)和應用中的重要作用的標志。仿真模型VVamp。A工作應與仿真系統(tǒng)開發(fā)中各種相關工作建立密切協(xié)調(diào)的關系，最終目標是用有限的在模型VVamp。A方面的投入換取最嚴格的仿真可信度方面的保障。在仿真模型VVamp。A概念和方法研究的基礎上，仿真模型VVamp。A人員正不斷地推動VVamp。A在實際仿真系統(tǒng)的應用，近年來，仿真模型VVamp。A已經(jīng)開始應用于若干仿真系統(tǒng)的開發(fā)中，特別是對復雜仿真系統(tǒng)VVamp。A與可信度評估研究，使仿真模型校核與驗證技術研究向一個新的高度發(fā)展。 仿真模型VVamp。A已經(jīng)成為仿真系統(tǒng)研究和應用重要支柱，仿真模型VVamp。A只有在正確宏觀政策指導下，通過制訂有效方案、依靠充分的權(quán)威數(shù)據(jù)和文檔、建立集成化的VVamp。A支撐工具、充分發(fā)揮領域?qū)＜业闹С?，才能從理論研究逐步走向應用發(fā)展，美國等發(fā)展仿真系統(tǒng)VVamp。A的經(jīng)驗值得我國借鑒。為了使我國仿真系統(tǒng)VVamp。A不斷走向成熟，建議國家仿真規(guī)劃、管理部門抓緊制定我國仿真系統(tǒng)VVamp。A宏觀政策，對仿真系統(tǒng)VVamp。A發(fā)展必須解決的幾個關鍵問題進行攻關，提出有效的解決方案。與此同時，分階段逐步推動VVamp。A在仿真系統(tǒng)研究開發(fā)中的應用，對廣大仿真系統(tǒng)的管理人員、開發(fā)人員、使用人員開展VVamp。A方面的技術培訓，使VVamp。A成為仿真系統(tǒng)向規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和標準化發(fā)展過程中的重要推動力。 分布交互仿真技術的發(fā)展打破了傳統(tǒng)仿真應用開發(fā)的封閉局面，使仿真應用間的互操作成為可能。在新世紀，仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將進一步向著標準化、層次化、網(wǎng)絡化、協(xié)同化和網(wǎng)格化的方向發(fā)展，這是一個難以逆轉(zhuǎn)的潮流。由此帶來的仿真系統(tǒng)重用（Reuse）和可配置管理方面的好處，將大大降低仿真應用開發(fā)的成本，更加有利于仿真向更廣闊的應用領域的擴展。 從上個世紀80年代初開始的SIMNET計劃，標志著分布交互仿真時代的來臨，分布交互仿真技術的快速發(fā)展一方面是得益于分布式計算技術和通信網(wǎng)絡技術快速發(fā)展，另一方面則應歸功于仿真標準化工作的深入開展。從上個世紀90年代開始的分布交互仿真標準制定工作，主要完成了IEEE1278系列標準，包括了對體系結(jié)構(gòu)、仿真應用交互協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）和編碼、網(wǎng)絡要求、仿真工程管理、校核驗證與驗收、精度描述等幾個方面定義，該系列標準大大方便了異構(gòu)的仿真系統(tǒng)互聯(lián)構(gòu)造大規(guī)模分布交互仿真系統(tǒng)工作。與分布交互仿真標準（IEEE1278）同時發(fā)展的聚合級仿真協(xié)議（ALSP）定義了聚合級仿真應用之間互聯(lián)進行大規(guī)模作戰(zhàn)仿真的所應遵循的體系結(jié)構(gòu)、事件調(diào)度、交互協(xié)議等方面的要求。在分布交互仿真標準和聚合級仿真協(xié)議的基礎上，結(jié)合其他分布式仿真的經(jīng)驗，美國國防部1995年公布了向高層體系結(jié)構(gòu)（HLA）轉(zhuǎn)變的計劃。HLA標準化工作包括了HLA的基本規(guī)則的定義、對象模型模板的格式和信息接口的規(guī)定，IEEE于2000年9月通過了關于HLA的[1]IEEE1516系列標準，使其成為工業(yè)標準。 分布交互仿真標準化工作在新世紀的開始將進一步深入地開展，并將繼續(xù)成為推動仿真向更大規(guī)模、更復雜的方向發(fā)展。仿真標準化工作應覆蓋與仿真應用開發(fā)有關的所有方面，包括仿真工程的管理、模型的校核驗證、仿真資源的管理等等。仿真標準化工作需要進一步擴大參與的組織的范圍，真正起到推動全球仿真技術共同發(fā)展的作用。 仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)層次化是隨著仿真應用復雜化而出現(xiàn)并發(fā)展的。這同一般的軟件系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律是一致的。仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的層次化有利于仿真設計和開發(fā)工作，同時大大提高了仿真系統(tǒng)開放性、擴展性和可管理性。 一般地，仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括基本的四個層次： 1）資源層 提供仿真應用所需的各種標準化數(shù)據(jù)，如地理數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等方面的參數(shù)，還應當包括仿真應用管理所需的各類信息； 2）支撐環(huán)境層 包括建模支撐環(huán)境和運行支撐環(huán)境，作為仿真應用的“操作系統(tǒng)”，可以提供仿真應用過程中所需的各種接口和標準處理流程的調(diào)用，運行支撐環(huán)境的典型代表是HLA中的RTI； 3）仿真模型層 包括完成仿真應用所需的各種仿真模型設計及其實現(xiàn)，仿真模型的互操作應在這個層次中加以定義，在中，HLA仿真模型層中的工作應包括按照的要求聯(lián)邦對象模型OMT（FOM）和仿真對象模型（SOM）； 4）分析評估層 對仿真的過程和結(jié)果加以分析評估已經(jīng)成為仿真系統(tǒng)內(nèi)含的重要功能，因此在仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中應當包括分析評估層，提供對仿真過程的監(jiān)控和仿真結(jié)果的評估等高層次任務的支持。 計算機通信網(wǎng)絡成為信息化社會重要的基礎，同樣成為未來仿真系統(tǒng)重要的底層基礎。美國國防部上個世紀就已經(jīng)建立的仿真互聯(lián)網(wǎng)（）已經(jīng)成為Defense Simulation Internet聯(lián)接美國國內(nèi)和海外軍事基地重要仿真資源的基礎設施。仿真系統(tǒng)網(wǎng)絡化成為不可逆轉(zhuǎn)潮流，利用互聯(lián)網(wǎng)提供的廣闊的互聯(lián)性，可以大大降低仿真應用之間進行互操作的成本，加快仿真開發(fā)和應用的速度。網(wǎng)絡對仿真系統(tǒng)的影響不僅僅體現(xiàn)在體系結(jié)構(gòu)的變化下，同樣反映在開發(fā)方式的變化上，網(wǎng)絡使異地的開發(fā)團隊共同開發(fā)仿真系統(tǒng)成為可能。下一代網(wǎng)絡技術的成熟將為仿真系統(tǒng)提供更加安全、可靠、有效的開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境。 WEB應用技術的成熟也為仿真應用開發(fā)提供了更加經(jīng)濟有效統(tǒng)一的環(huán)境?；赪EB仿真已經(jīng)成為當前分布式仿真發(fā)展的重要方向?；诠不ヂ?lián)網(wǎng)的仿真必須解決實時性、可靠性、安全性和管理等多方面的問題。 人機協(xié)同的問題一直是仿真系統(tǒng)關注的重要問題。分布交互仿真系統(tǒng)的發(fā)展大大擴大了這個問題研究的領域。協(xié)同化已經(jīng)成為新一代仿真系統(tǒng)重要的特征，協(xié)同化問題既包括了異地的參與仿真的人員和設備在虛擬的、網(wǎng)絡化的仿真環(huán)境中，通過互相配合完成必要的任務，又包括了仿真系統(tǒng)整個生命周期的開發(fā)工作中所需的各類人員的協(xié)同工作。協(xié)同化將是使下一代仿真系統(tǒng)能夠有效地開發(fā)和應用的重要保證。深入研究仿真系統(tǒng)中的協(xié)同化問題同樣應當成為仿真體系結(jié)構(gòu)研究中的重要課題。 網(wǎng)格的總體目標是在當前日益發(fā)達的網(wǎng)格傳輸基礎設施的基礎上建立信息處理基礎設施，將分散在網(wǎng)絡上的各種設備和各種信息以合理的方式“粘合”起來，形成高度集成的有機整體，向普通用戶提供強大的計算能力、存貯能力、設備訪問能力及前所未有的信息融合和共享能力。網(wǎng)格是當今的研究熱點，國際上已經(jīng)涌現(xiàn)出一大批網(wǎng)格研究項目，例如，美國有Globus、Legion、Condo、IPG等，歐洲有CERN DataGrid、UNICORE、MOL等，澳大利亞有Nimrod/G、EcoGrid等，日本有Ninf、Bricks等。我國也有中科院、清華大學等多個單位在進行網(wǎng)格方面研究。 基于網(wǎng)格的仿真可以充分利用網(wǎng)格提供的計算能力、存儲能力、資源調(diào)度能力，大大提高仿真系統(tǒng)可用性。目前仿真網(wǎng)格研究在國際與國內(nèi)都已取得一定的進展，國外比較典型的例子是是由美國國防部下屬的國防先進研究計劃署DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)資助SF Express項目，1998年3月，SF Express 集合13臺并行計算機之力，使用了1,386個處理器，終于成功模擬了100,298個戰(zhàn)斗實體，實現(xiàn)了歷史上最大規(guī)模的戰(zhàn)爭模擬。國內(nèi)由航天二院、清華大學等單位合作進行仿真網(wǎng)格研究。仿真系統(tǒng)網(wǎng)格化還有一系列的問題有待解決，如何使網(wǎng)格效能最大發(fā)揮以支持仿真應用將是今后努力的重要方向。 在新的世紀里，仿真技術的應用領域?qū)⒏訉拸V，并向更深入的層次發(fā)展，與人們?nèi)粘Ｉ顚⒏泳o密地結(jié)合。仿真技術應用的發(fā)展將體現(xiàn)以下幾個突出的特點： （1）仿真支撐平臺和工具的發(fā)展具有的特點： 1）仿真支撐平臺和工具已經(jīng)從基于通用程序語言開發(fā)階段走進了基于專門的仿真開發(fā)支撐工具和支撐平臺開發(fā)的階段； 2）仿真計算機的速度越來越快； 3）為網(wǎng)絡化仿真提供支撐的通用性商用軟件日趨成熟；（4）各種輔助設計、開發(fā)和測試工具的越來越多地支持仿真的功能；