多分辨率仿真系统的建模规范.docx

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1、多分辨率仿真系统的建模规范摘要多分辨率建模（MRM）从仿真主体的角度来看的，它表示了一系列模型的不同分辨率和不同的抽象等级的真实系统。MRM对于复杂的大规模仿真具有重要的意义。然而，前期的研究主要是对于特殊的应用和依靠特殊的仿真算法。这个理念区分了多分辨率仿真与一般仿真，从而使他们适应任何已经建立的仿真方法。这篇文章提出了多分辨仿真系统模型空间的具体规范。他的理念是建立在多分辨率建模与多分辨率仿真的基础上的。多分辨率建模空间规范在两部分支持多分辨率建模：动态可变的模型结构的分辨率转化和不同分辨率项目的接口实现分辨率匹配。关键词：多分辨率建模多分辨率类多分辨率建模空间多分辨率事件1引言多分辨率建

2、模是复杂的大规模仿真在不同的应用领域的一项重要科技，多分辨率建模(MRM)从仿真主体的角度来看的，它表示了一系列模型的不同分辨率和不同的抽象等级的真实系统。Huber和Davis将它定义如下：1 .针对同一现象建立不同等级分辨率的可供选择用户模型2 .建立一个完整的两个或者更多的相互支持的，面向不同等级分辨率的类3 .两者都有MRM扮演了在仿真运行中不同分辨率模型替换模型或者交换模型中信息的角色。在一些基本的操作中，我们定义了聚合和解聚，聚合(aggregation)是指将高分辨率的模型转换为低分辨率的模型。相反的，解聚（disaggregation）是将低分辨率的模型转换为高分辨率的模型，聚

3、合首先需要确定聚合过程中所需要的方法。这种方法在聚合的过程中将高分辨率模型对数据/信息的总结或者摒弃一些不需要的信息。相似的，在解聚的过程中，将生成一些低分辨率模型中不存在的额外附加信息赋予高分辨率模型。这样对于多分辨率系统仿真中，聚合/解聚的过程中会产生一定数量的错误数据。然而，仿真中使用单一的分辨率模型又不能够满足大规模复杂系统的要求。因此，即使在聚合/解聚过程中有一定的错误信息存在，多分辨率能够转换模型的技术在大规模复杂系统中仍具有重要的意义。到目前为止，MRM的研究主要聚焦在聚合/解聚过程中所产生的软件运行的运用和数据错误的分析上。但是一个一致的问题是应用的特殊性。这篇文章点评了MRM

4、规范研究中的两个挑战：（1）无缝的数据聚合和解聚，（2）在不同分辨率中模型的动态替换。实际上这两个问题在特殊情况案例中已经达到了解决层面和特殊事件仿真算法层面。然而，到目前为止这个群体依然缺少一个具体的模型规范方法，因此这篇文章提出了一个新的正式的多分辨率仿真建模规范。这个规范是在多分辨率建模与多分辨率仿真的去耦理念的基础上建立的。多分辨率仿真除了一个模型可能含有多个分辨率，与传统的仿真是一致的。但是这个规范只在多分辨率建模空间中有，普通的仿真模型中并没有说明。确实，可能需要普通模型与多分辨率模型之间的界面来作为参考。这篇文章提出的多分辨率仿真空间规范包含了这一类多分辨率方法和相关界面支撑的仿

5、真模型,更确切的说MRMS支持（1）说明高和低分辨率模型；（2）描述模型在分辨率动态转换时的界面内部运行;（3）提供两种规范在聚合和解聚中需要的空间。总而言之，多分辨率空间规范的焦点就在于形成一个正式的规范。2相关工作一些研究人员试图利用多分辨率模型解决问题。Fishwick建议多模型的方法用于复杂系统。这种方法可以丰富的建模环境,使它更好符合实际的信息。MRM的概念是戴维斯和毕格罗提出的，就像在第一部分中提到的，DaViS建立了他的分析研究方法，这种方法建立了一个模型或者一组模型类，用于描述在不同分辨率层面上的同一现象。Davis和Hillestad描述“变量解析建模”决议构造层次结构促进无

6、缝运动在不同分辨率之间的水平,这是面向解决数据聚合和分散问题。聚合和解聚的主要挑战包括链解析,过渡延迟和困难映射不同层级的决议。在这些情况下,多分辨率实体提供一个数据结构来解决这个数据转换问题。对于MRM模型交互,在多级分辨率和维护信息，在不同的水平上的映射。除了这种方法,许多案例研究，研究军事仿真,例如瑞典人开发的HLA高层体系结构，美国人开发的Jtls-JCats联合作战演习仿真真系统，DARPA等。Petty和PanagoS开发了一个可供选择的单元级战斗解决算法。这个解聚的理念是用来适应的互操作性之间的建设性的模型和虚拟模型。EAGLE/BDS-D计划研究了建设性/虚拟模型在不同粒度中的

7、互操作性。这些案例主要用于解决已存在的仿真模型和仿真器之间的互操作。多分辨率模型模拟被认为是建模与仿真领域维持MRM的转换的一致性的关键问题。一些方法已经被开发出来解决多分辨率建模的不一致性。UNlFY是第一个建议MRM框架的互操作性方面，实行联合执行模型。在软件开发的研究中,MRM是很重要的面向分析的建模、独立可补偿性的目标。这些动机包括渴望模块化和重用；希望利用“服务跨边界有效协作的需要。最近的研究进展的领域，特殊的驱动来实现互操作性，对多分辨率规范的发展起了重要意义。MRM规范提供了空函数和多分辨率模拟应该定义的变量作为多分辨率数据转换接口。这个行为和数据时建模者的责任，因此，这篇文章在

8、这里我们不讨在聚合和解聚过程中论数据的正确性，此外,提出的MRM不依赖于特定的仿真，形式主义或者算法,所以它的使用可以超越不同仿真算法和各种模型类型。三、定义使用下表来说明对各要素的定义术语定义目标一个概念性的实体,在抽象级别适合反映了真实世界一个模拟目标仿真对象模型(SOM)或模型一个数学对象的行为的抽象,通常是在实例化模拟源代码分辨率在描述真实模型的方面的详细程度和精度多分辨率建模从仿真主体的角度来看的，它表示了一系列模型的不同分辨率和不同的抽象等级的真实系统仿真一个动态的代表一个或多个模型的可执行的模型代码多分辨率仿真包含多个不同分辨率的仿真动态多分辨率仿真在仿真过程中动态的转换分辨率层

9、级的仿真替换一个替代模型和相应的数据适应一定的分辨率，相应的模型和数据的另一个分辨率互操作性在一个仿真中不同模型件的不同分辨率的数据交换分辨率目标模型一个模型将多分辨率目标模型整合到一个模型中仿真空间仿真对象模型表示和行为的空间多分辨率空间对象模型的空间分辨率选择积极的模拟对象模型在给定分辨率级别,并选定的模拟对象通过事件接口模型交换消息在消息的分辨率多分辨率模型族一组不同分辨率模型相同的实体多分辨率事件的类一组相同事件的不同分辨率模型相同的实际对象多分辨率事件接口一组接口,转换生成一个消息从某个决议另一个消息适应另一个决议四、多分辨率建模规范空间4.1 多分辨率空间理念从第一部分我们已经认知

10、了动态多分辨率建模的问题，起初多分辨率群全神贯注于该模型在模拟空间行为、交互、聚合和分解的分辨率层级，然而这个仿真空间似乎是一个混合的空间，这个空间实际的模型尽可能完整的模型处理分辨率。因此，我们确定了区分仿真空间和多分辨率建模的需求。以至于这个仿真空间在任何给定的时间仅仅掌握实际的SOMs和多分辨率空间仅除了聚合和解聚问题。从根本上，我们建议这个动态的多分辨率建模应该掌握两个空间，即仿真空间和多分辨率空间。通过采纳这个想法，另一个需求就是管理两个空间的互操作，我们建议这个替换和互操作分层两类的管理方法。简要的说就是动态多分辨率建模需要两类多分辨率转换，替换和互操作是多分辨率建模的核心。4.2

11、 多分辨率模型类MRMF是一系列相同的真实世界目标，在多分辨率空间里，我们如下定义MRMF：MRMF=Vr,R%,XeYS,Xf(CRM,P,r：有效分辨率目标模型指针RMi:分辨率目标模型和分辨率层级iX/仿真输入事件设置%:仿真输出事件设置X.：分辨率强制转换事件消息G：分辨率需求转换事件消息P：分辨率目标模型链接功能.分辨率转换功能4.3 多分辨率事件接口MREI有分辨率匹配的功能，能实现信息在分辨率空间的交换。在不同分辨率模型交换的时候这个组件转化消息的分辨率。这个在SOMs和不同分辨率之间的接口应该考虑两类分辨率：1、事件内容分辨率2、时间分辨率:事件发生的频率假设有事件J和事件i当

12、他们的分辨率相同时，将事件J输入事件i的模型，事件i处理起来就相对容易，但是事件i和事件j的分辨率等级不同的话就需要将事件j的分辨率进行转换。4.4 多分辨率控制界面多分辨率仿真空间聚焦于通用的仿真空间，不讨论的具体的算法，换句话说，就是多分辨率仿真空间提供仿真正确运行的多分辨率支持结构。多分辨率控制界面定义了附加的控制功能来实现多分辨率的转换。结语一个关于多分辨率仿真建模的规范的方法被提出，这个提出的方案在两方面支持多分辨率建模：在动态变化中模型结构的分辨率转换和不同分辨率事件的接口匹配。下面将说明现存的解决方法与我们的方法之间的区别，现存的例子扩展了模型规范，在没有多分辨率支持的情况下处理

13、多分辨率模型，与不支持多分辨率的该多分辨率模式。因此，这样的延伸基本上两个规范的混合物方法来构建一个多分辨率模式，其中现有的非多分辨率模型必须被修改使用该混合物。此外，这样的扩展需要现有模型的执行必然修改算法，它转换一个新的扩展的语义在操作行为。另一方面，我们的方法是基于规范的多分辨率之间的解聚转换和现有型号规格以明确的方式。这样的脱钩允许我们指定通过加入一分辨率的多分辨率模型转换说明现有的仿真模型。其中，我们认为，简化了MRM过程中对建模的观点。在型号规格脱钩还需要比传统的变化少。接近，或者甚至没有变化为某些情况下，在模型执行算法语义的翻译。它所提出的方法的主要优点是，它可以是组合以用于不同的任何现有的建模方法模型类型，包括连续时间，离散时间和离散事件模型。