电磁域平行系统架构与模型构建方法研究

为了研究电磁域平行系统架构和模型体系构建问题,分析了数字平行的概念内涵,提出了数字平行系统与物理环境之间是互驱、共生、平等的双向演进关系的论点,基于平行系统对物理环境可以泛化模拟等4个要点、以及大小平行闭环的方法论,提出了典型LVC(构造的、虚拟的和真实的)系统架构,并基于模型体系的定义与分类,从模型共性和个性边界、跨层级仿真模型校验等方面,给出了模型的传递逻辑和构建方法。以平行仿真环境构建和自适应调零下导航干扰建模为例,分析了本文提出的平行系统架构和模型构建方法的可行性。本研究旨在更清晰准确得对平行系统的概念和边界进行剖析,在此基础上给出电磁域平行系统的理论构建方法,可为后续类似平行系统及模型构建的具体实施提供参考。

考虑平行系统特征的双活调度系统的设计与应用

为提高电网运行的稳定性,需要构建稳定可靠的电网调度系统,现提出一种考虑平行系统特征的双活调度系统。通过构建主备两个数据中心,根据应用业务量在主备调间进行调整,实现对资源的充分利用。发生故障时,另一个正常运行的中心将承担所有业务。并将平行系统视为电网虚拟运行系统,将真实与虚拟系统结合后得到电网双活调度系统,并具有管理和控制模块、实验和评估模块、学习和培训模块等功能。该系统通过对数据进行初始化处理,计算出电力分配结果,建立双层任务调度模型,利用遗传算法求解模型,从而实现双活调度系统的优化调度。对系统进行试验测试,试验结果表明:设计系统所提方法达到最优分配值所需时间短、效率高、电网信息调度总量大,调度能力强,调度信息的安全性高。说明所设计的双活调度系统具有可行性,利于区域电网的优化调度。

平行系统支撑的林火仿真与协同灭火研究

为了能够为突发的森林火灾提供科学预案与精准决策,本文以时空大数据为基础,提出了以平行系统为骨架,以广域HLA协议为准则,在搭建林火发生、蔓延及灭火等全过程模拟与应急演练模型设计基础上,采用粒子系统和修正的Rothermel模型分别进行林火及其蔓延过程模拟,在对各对象类和交互类设计的基础上,完成了应急模拟与协同演练的原型系统开发,并以漳浦县为例,对该系统进行验证。结果表明,平行系统的引入与时空大数据的耦合可以很好地克服模拟场景与实时场景的关键脱节,实测应急响应模块的导入,能够为实时灭火决策提供高精准信息化服务,使得该协同模拟与应急演练更具实用性与推广性。

元宇宙与平行系统:发展现状、对比及展望

随着人工智能和虚拟现实等技术的发展,数字化技术正不断丰富和改变着人们的生活体验与生产方式,并成为管控复杂系统的有力工具。元宇宙与平行系统为数字化系统的建设提供了可行途径,在科学研究和产业应用中获得了广泛关注。综述了元宇宙与平行系统的发展现状,分析了两者的区别与联系,并对其未来发展进行了展望,预期为智能产业、智能经济及智能社会的发展提供一定的参考与借鉴。

元宇宙视域下农产品供应链“平行系统”建设探究

“平行系统”理论为农产品供应链的数字化发展提供了新思路,但仍存在一些亟待解决的问题,而元宇宙作为数字技术的集大成者,对农产品供应链“平行系统”建设具有启示意义。本文总结元宇宙所蕴含的超越性、预测性、个性化、多元化的特点和人本原则,提出利用元宇宙所包含的诸多技术和理念来重现现实、创新场景、保障数据安全、辅助判断决策,以期助力于实现农产品供应链的升级发展,探讨元宇宙视域下农产品供应链“平行系统”建设方案。

核电厂DCS平行系统研发与应用

为了解决核电厂DCS运维高准确度验证手段和精细化风险防控工具缺乏的问题,基于平行理论,采用数字仿真和虚实DCS融合技术开发了核电厂DCS平行系统。该系统采用了虚实DCS相结合的全厂DCS半实物仿真系统,既高保真又有经济性,研发了全厂级DCS精细化故障仿真模型,实现了DCS故障风险的高效准确分析验证,提升了DCS缺陷处置能力,研发了基于数据驱动的控制机柜三维仿真模型,为DCS运维提供了高逼真度分析验证环境,解决了DCS高逼真度维修操作环境缺乏问题。基于DCS平行系统进行了核电厂DCS运行事件复现及解决措施验证、DCS故障推演,提升了核电厂DCS故障处置能力。核电厂DCS平行系统可用于DCS变更验证、薄弱环节甄别、故障风险分析和维修方案验证,防范DCS维修引发机组运行风险,提升DCS运维可靠性。

基于ACP方法的城市轨道交通平行系统体系研究

针对目前城市轨道交通中亟待解决的安全、高效、可靠运行等关键问题,运用复杂系统研究中的人工交通系统、计算实验和平行执行(ACP)方法,提出了基于ACP方法的城市轨道人工交通平行系统体系研究.通过对传统仿真软件的分析,指出了建立动态、整体、真实的城市轨道人工交通系统研究体系的必要性;详细描述了城市轨道人工交通系统的构建方法和计算实验流程方案;最后,通过平行执行对各种方案进行综合评估,制定合理的管理方案;形成一套自下而上的城市轨道交通平行控制和管理方法.城市轨道交通平行系统体系的研究,对综合交通体系的发展必将产生深远的影响.

基于平行系统的非常规突发事件计算实验平台研究

针对非常规突发事件应急管理的特点,在平行系统基本思想的基础上,提出了一种高性能、可扩展、可定制、开放交互的突发事件动态模拟仿真与计算实验平台设计框架,讨论了平台体系结构、人工社会构建、人工社会培育、计算实验过程的管理与控制、平行系统协同演化、应急管理情景可视化等关键技术。该平台集成突发事件计算实验的各类基础资源和工具,通过组合和配置,可以支持对不同类型突发事件的人工社会建模、计算实验与平行控制和管理。平台将实现基于突发事件情景的应急建模、培训、措施评估、平行管理与控制,能够大幅提升非常规突发事件的应急准备、响应及管理控制的能力。

基于平行系统理论的平行网络架构

主要介绍网络软件化的兴起、发展及对经济社会的影响,在此基础上,结合网络现状,提出了平行网络的概念,详细介绍了基于平行理论的平行网络架构,该架构由人工网络、计算实验和平行执行3部分组成.平行网络可以实现对整个网络通信的平行控制,进而有效地解决不断变化的网络需求,针对网络的灵活性、可扩展性、安全性等,提供更加优秀的解决方案.

平行系统的人工环境构建技术

人工环境是平行系统的重要组成,特别是人工社会、智能模型、计算实验的基础支持。通过数据、模型描述和表示真实环境,通过传感和信息网络和动态演化逼近真实环境,通过高性能并行计算和接口标准为人工社会、计算实验和平行执行提供动态、准确、可信的环境信息和计算支持,是人工环境最本质的技术内涵。以数据和模型为中心,以并行计算技术和设施为支撑,通过传感器网络和信息网络进行动态演化,是构建人工环境的基础、有效方法。通过分析,指出人工环境构建的关键技术包括多表示/多分辨率技术、基于模型的动态环境技术、多源数据驱动的演化技术、高性能并行计算技术,同时提出了相应的技术思路和方案。

平行系统和数字孪生的一种数据驱动形式表示及计算框架

旨在为平行系统及ACP方法建立一种数据驱动的数学形式和计算框架,该形式与框架也适用于数字孪生系统.首先,基于动态系统状态方程方法论,给出了平行系统的虚实双系统表示方法,基于此表示方法为平行系统问题提供了一种数学表示.围绕该表示,讨论了虚实系统互动、平行系统与数字孪生系统异同等问题.然后,为ACP方法提供了一种计算框架,详细解释了人工系统(Artificial systems,A)、计算实验(Computational experiments,C)、平行执行(Parallel execution,P)的数学计算求解过程,并讨论了"学习与训练"、"实验与评估"、"管理与控制"、灵捷–聚焦–收敛(AFC)、小数据-大数据-小智能等概念的相关数学表示,并讨论了智能科学与平行系统数学架构的关系以及平行智能的内涵.最后,以大学校园园区能源管理系统为案例,为平行系统数学架构和方法提供一个直观的算例.

基于平行系统的恐怖突发事件下恐惧传播的仿真研究

理解恐怖突发事件下公众对恐惧的反应是反恐的一个非常关键性的问题.针对恐怖突发事件下恐惧传播的演化过程,应用平行系统的思想,采用仿真软件Stella构建了恐惧传播演化的人工系统.此研究主要有两个目的:1)恐怖事件发生后,在一个城市中影响恐惧传播的关键性要素有哪些;2)分析恐惧如何演化传播.研究表明,恐惧的传播具有一定的规律性,社区干扰越强,恐惧传播的时间将会延长;恐怖事件发生之初,风险感知能力增长较快但下降较慢.这些发现对理解恐怖突发事件下公众对恐惧的反应具有较强的指导意义.

卫星导航地面试验验证的平行系统方法

应用平行系统理论,研究全球卫星导航系统(GNSS)人工建模、计算实验和平行执行的方法。首先构建GNSS平行系统框架,分析GNSS平行系统人工建模的关键技术,提出基于代理(Agent)的导航系统实体建模方法;然后根据计算实验需求,设计GNSS平行系统在人工建模、试验支持与运行维护等方面的计算实验方法及流程。在此基础上,给出GNSS平行系统的运行模式及其平行执行过程。最后,以GNSS平行系统在人员培训方面的应用为例,说明GNSS平行系统在实际GNSS运行维护方面的应用。研究结果表明,建立GNSS平行系统是提高GNSS建设和运行维护效率的有效方法。

航天器飞行控制仿真与平行系统

总结并分析了目前国内外航天器飞行控制仿真与平行技术的发展现状和任务需求,针对中国当前飞控仿真与平行系统的通用化和标准化不足的情况,提出了一种可组装的飞控仿真与平行系统的定义和系统架构,阐述了仿真与验证、决策与支持两个部分的设计方案,并通过嫦娥五号的飞控工作进行了检验,验证了系统的有效性。最后展望了未来航天器飞行控制仿真与平行技术的发展方向。

平行系统方法在自动化集装箱码头中的应用研究

平行系统是一种建立在人工社会和计算实验基础上的科学研究方法,它的特点是既能真实反映现实系统的动态过程,又能实时优化现实系统的控制过程.自动化集装箱码头是一类典型的复杂系统,既存在不计其数的作业方案,同时也有大量的约束条件.如何在最短时间和最低能源消耗的前提下,完成具有间歇和批次特征的集装箱转运任务,是涉及到数学、控制、管理和计算机等多个学科的重大课题.本文采用数据引擎作为人工社会中的基本计算单元,构成一个复杂的平行系统,用于自动化集装箱码头信息控制系统的研究.数据引擎作为一种面向图形化元件组态的计算环境,非常适用于复杂系统的建模与计算.在可视化和动态重构技术的支持下,利用380个数据引擎对一个具有8台岸桥、25辆AGV和16台龙门吊组成的港机系统进行了自动化作业过程的计算实验.研究结果表明,数据引擎技术是实现平行系统的有效方法,由多数据引擎组成的计算环境,能够大幅度降低自动化集装箱码头信息控制系统建模的复杂程度,能够将码头系统的管理和控制过程无缝地融合在一起.该平行系统可直接与港机设备对接,建立"人工码头"和"物理码头"之间的平行关系,从而实现对港机设备的最优控制.

平行系统方法与复杂系统的管理和控制

提出平行系统方法的基本思想、概念和运行的基本框架 ,并讨论了控制系统与平行系统的关系和异同之处 .平行系统是控制系统和计算机仿真随着系统复杂程度的增加以及计算技术和分析方法的进一步发展而必然迈上的一个更高的台阶 ,是弥补很难甚至无法对复杂系统进行精确建模和实验之不足的一种有效手段 。

人工社会、计算实验、平行系统——关于复杂社会经济系统计算研究的讨论

试图将复杂系统的计算理论与方法体系具体落实到复杂社会经济系统的研究中。主要观点是利用大型计算将计算机作为社会经济系统的实验室,通过整合人工社会,计算实验和平行系统等方法,形成复杂社会经济问题的计算研究理论和方法体系。最终目的是为数字化的社会经济的发展提供新的研究方法,为落实科学的发展观提供决策分析和支持手段。

平行系统理论在交通工程中的应用浅探

阐述了平行系统的概念、理论框架以及研究内容,并将平行系统理论应用到城市交通系统中,建立了平行系统理论在交通工程中的理论框架体系,探索分析了其研究内容和过程.通过怀柔区青春路信号灯绿波控制实例的简要分析,通过实际交通系统与人工交通系统的交互运行和过程演绎,表明平行系统理论在交通系统中的实际应用效果明显优于传统交通仿真方法,能以最短的时间得到最佳的优化方案。

基于社会计算和平行系统的动态网民群体研究

动态网民群体(cyber-enabled social movement organizations,CeSMOs)将是近期信息、控制、智能科学等领域的研究焦点.本文简述CeSMOs的背景、现状、趋势和意义,并提出利用基于ACP概念的计算与平行系统方法来研究动态网民群体.通过人工组织对CeSMOs进行建模表示,采用计算实验对其进行分析评估,利用平行执行对其监控和管理.在此基础上,进一步探讨社会计算与平行系统的未来研究方向及方法.最后简要评述相关研究工作在产业发展中的可能作用及对社会演化的可能影响.

平行系统理论在现代矿山管理中的应用

矿山系统是一个典型的复杂系统,很难利用传统的建模方法对其建立数学模型并进行预测与评估、控制与管理。提出了利用平行系统的理论,采用现代信息技术,如物联网技术、云计算技术、无线通信技术等,将矿山的各个关键系统的实时数据进行采集并传输至管理中心。在管理中心采用数据融合、数据挖掘及可视化技术构建一个与现实系统相对应的人工系统,并通过对人工系统的演化实现对现实系统的预测、评估、优化,实现矿山的优化管理。