组合式水文模型建模方法综述

近年来,模型组合已成为环境管理中的普遍概念。组合式水文模型将传统水文模型拆分、封装为组件,并集成为更灵活的模型系统,为水资源管理决策提供水文、生态、经济等方面的信息支持。首先从传统水文模型的可靠性与固有性出发,分析更具异构性与可变性的灵活的组合式水文模型的优势。然后基于物理过程和基于功能两个角度,总结了将水文模型拆分为组件的方式和类型。接着结合软件工程领域的耦合概念,归纳分析组合式水文模型建模中建模方法、建模框架及接口标准3个方面的耦合方式。最后从应用层面,对组合式水文模型的思想进行归纳,并基于事理图谱构建技术,实现水文物理机制的梳理与表达。

Mediator模型的SystemC代码自动生成

Mediator是一种基于组件的建模语言,该语言主要通过自动机和系统对模型进行描述。将Mediator语言描述的模型自动生成为可执行代码,可以避免编码过程中由于人为疏忽而造成的错误,从而提高编码的可靠性,同时缩短模型开发周期。介绍一种从Mediator模型到SystemC代码的自动生成工具,该工具旨在将基于特定平台的模型转换为能直接仿真运行的代码。首先对Mediator语言的语法语义进行分析,选择合适的SystemC代码组织形式,然后针对Mediator模型的每一个组成部分设计生成规则,其中重点对类型生成、状态转移语句生成、同步语句的生成进行分析。最后,通过一个机器掉电检测系统说明该工具运行结果的正确性。

指标约简中Gear算法的实现

基于组件的建模有时会产生高指标的微分代数方程(DAE),不能直接求解,需要进行指标约简。Gear方法是一个经典的指标约简方法,对Gear方法从理论上进行了说明和分析。对于一类具有特殊结构的DAE,提出了Gear方法实现中的优化策略,以降低指标约简后得到的方程规模。把优化后的实现与未优化的实现进行了比对,实验结果表明,优化过的实现方法针对这类特殊的问题确实达到了更好的约简效果。

Mediator的概率扩展

Mediator是一种基于组件的形式化建模语言,它提供了分层的模块化结构,从而可以方便地对复杂系统进行建模。它以自动机为其底层单位,自动机连接成的系统作为高级结构,能在对模型进行形式化描述的同时让其本身简单易用。为了使Mediator具有更强的表达能力,可对具有概率行为的系统进行形式化建模,对Mediator做了概率方面的扩展,并对扩展后的语言给出了基于马尔可夫决策过程的语义。同时还介绍了由Mediator模型自动生成PRISM代码的方法,能够使用PRISM工具对Mediator模型的相关性质进行验证。