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        仿真器的進步步伐

        更新時間:2009-07-16   點擊次數:1999次
        仿真器是仿真技術的集中體現,是系統仿真的實踐表現,也是系統仿真為社會服務
        的主要形式之一,也是仿真學科的重要組成部分,在仿真工程專業的教學中已出現仿真器。

        仿真器是采用系統仿真技術構造的某一真實系統的相似系統,仿真器多數用于訓練,
        也愈來愈多的用于設計研究,用于輔助決策。由于真實系統的專業、規模、功能的不同,
        仿真器的專業、規模、功能有著很大的不同。
        到目前為止,仿真器的應用已廣泛深入到各種行業,各種領域,如軍事、交通、能
        源、經濟、教育等領域。從載人航天到海中潛艇,均有仿真器的應用。
                 各種的保障模擬器和保障仿真系統。這些模擬器不僅用于技能訓練,也用于戰術訓練。
        交通運輸上有民航的飛行模擬器,民航的逃逸救生模擬器,zui近還出現了反恐訓練
        的模擬器。鐵路的駕駛模擬器,船舶的駕駛模擬器,汽車駕駛模擬器,汽車事故的推演分
        析系統等,解決一般的駕駛的訓練,并進一步向復雜情況下的駕駛訓練和事故分析等用途
        發展。
        能源工業中以電廠仿真模擬器較多,它有核反應堆、熱力鍋爐、汽輪機、發電機、
        電網的仿真。石油化工系統的各種流程、各種化工裝置的仿真,這類仿真器不僅解決了正
        常狀態下操作人員的訓練仿真,而且已向事故預防、事故處理、安全分析及對策的深層次
        仿真發展。
            由于一般的仿真器,對其結構體系、關鍵技術、生產使用都已經比較成熟了。在設
        計、制造時,研制者主要精力是放在獲取實現性能的先進技術的方面,隨著的需求發展和
        技術的進步,仿真器的發展會更加迅速。這里不對先進的支撐技術研究,而是在對未來仿
        真器的設計思想上提出一些建議:
        1.復雜系統的仿真器
        過去的仿真器無論規模多大,大部分仍是簡單系統的仿真器。復雜系統是不能用還
        原法研究的系統,是部分之和不等于總體的系統。復雜系統中的非線性、自組織性、突變
        性、自相似性等眾多簡單系統不具備的特性,目前還是仿真的難題。研究復雜性的方法可
        以是理論分析和實驗方法,其中仿真實驗的方法是主要實驗方法之一,仿真可以遵循常規
        的思路――建模仿真,也可以直接按照復雜系統的構成形成一個人造的復雜系統,使其與
        原型復雜系統相似,這種方法就是構建自身是復雜系統的仿真系統。
        2.輔助決策性的仿真器
        過去的仿真器分為訓練型和工程研究型,前者是為了培養人才,后者是為了科研創
        新。由于信息技術的發展,日益需求輔助決策型的仿真系統,輔助決策方法不一定采用仿
        真方法,可以采用計算方法,大量的輔助決策系統是以科學計算為核心。但是對于多元、
        關系復雜的問題,常常因為計算量過大,不收斂等而失敗。構建仿真系統,進行仿真實驗,
        從中得出問題的解,并配合評估系統給出供決策所需要的信息,是一個很好的思路。如政
        策制定的輔助決策系統,作戰指揮的輔助決策系統,安全事故處理的輔助決策系統,它們
        都是以實時,甚至是超實時的仿真系統為主要結構。
        3.綜合型、多功能、具有分布式交互的能力的仿真器
        單一功能的仿真器日益滿足了社會需要,它以功能單一,效率高,服務于各種培訓、
        訓練中心。但是它功能單一,僅解決一個方面的訓練問題,如軍事應用中,我們解決單獨的駕駛,單獨的射擊,單獨的通訊等,但一旦需要進行綜合性的訓練,如戰術訓練,就需
        要幾個方面合成一個系統,以一個武器裝備去參加更大規模的作戰訓練,這樣就出現了綜
        合性的仿真器,綜合性仿真器可以在單一仿真器上增加網絡接口,或的數據通訊硬件、
        軟件,改造仿真器中部分軟件實現信息集成。單一仿真器在設計時是否留有分布式交互的
        接口就十分有意義了。建議有可能綜合的仿真器,都應事先留好網絡接口,以適應綜合的
        需要。
        4.智能仿真器
        過去的模擬器都是以確定的需求來設計生產,如訓練的條例條令,工藝生產流程文
        件,安全生產的規章制度等,因而訓練科目化、程序化的思路很清晰,它的考評軟件的編
        制有足夠的依據。在工程型仿真器中,實驗方案有詳細的設計,試驗的狀態會嚴格的控制,
        得到的結果有科學的數據處理方法,從而得到有價值的結果。在決策型、復雜系統仿真中,
        將出現大量人的因素介入,如果全部采用真實人,常常數量上不能滿足,而且真人的狀態
        十分復雜,盡管從體質、個性、文化水平、反映能力上都相似的兩個人,對同一狀態的反
        映可能截然相反。所以復雜系統的仿真器中,必然要引入仿真人的智能部分的模型,如作
        戰仿真中智能兵力,它以裝備性能為基礎,以作戰原則、作戰編成為指導,以多種的人工
        智能技術為手段,實現仿真器中虛擬人的行為仿真。人工智能技術和仿真器的結合將產生
        智能仿真器,滿足復雜仿真的需要。
        綜合仿真以及具有人的智能仿真的各種仿真器,它們有可能成為今后仿真器的發展方向
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