复杂系统建模与仿真

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复杂系统的建模和仿真技术

复杂系统的建模和仿真技术

复杂系统的建模和仿真技术随着现代科技的不断发展,越来越多的领域和行业都涉及到了大规模、复杂系统的设计和管理。

从城市交通系统到金融市场、从医疗卫生到环境保护,各种系统都涉及到了大量的交互作用和复杂的动态行为。

为了更好地理解这些系统,研究人员经常需要进行建模和仿真,以便更好地预测系统的行为和响应不同的干预措施。

本文将介绍一些常见的复杂系统建模和仿真技术。

1. 系统建模技术在建模复杂系统时,研究人员需要考虑许多因素,包括系统内部的各种交互作用和动态行为,以及系统外部的不确定性和干扰。

对于这些问题,我们可以采用不同的建模方法来分析和描述系统的行为和响应。

一种常见的建模方法是系统动力学(system dynamics)。

这种方法主要关注整个系统的宏观行为,并通过建立不同的“股票”和“流”,来描述物质和信息在不同部件之间的交互。

随着时间的推移,这些股票和流的变化会导致整个系统的动态行为变化。

系统动力学建模可以用来研究许多复杂系统,如城市交通、能源供应和经济市场等。

另一种建模方法是智能代理(agent-based modeling,ABM)。

在这种方法中,研究人员把系统看作是由大量的智能“代理”所组成的,并对每个代理设定不同的行为规则和反应方式。

这些代理可以互相交互,从而产生复杂的动态行为。

智能代理建模适用于各种系统,如人群行为、环境管理和物流供应链等。

2. 系统仿真技术在完成系统建模之后,我们需要利用计算机技术来进行仿真。

系统仿真可以用来测试各种场景和干预措施,以便预测系统的响应和制定适当的策略。

一种常见的系统仿真技术是离散事件仿真(DES)。

在这种技术中,系统的行为被表示为一系列离散的事件,如接收订单、发出货物等。

通过模拟这些事件的交互和处理过程,可以预测系统的行为和响应不同的干预措施。

离散事件仿真可以用来研究许多复杂系统,如制造工厂、供应链管理和医院手术室等。

另一种系统仿真技术是连续时间仿真(CTS)。

复杂系统建模与仿真技术的研究现状

复杂系统建模与仿真技术的研究现状

复杂系统建模与仿真技术的研究现状随着现代科学技术的不断发展,越来越多的复杂系统涌现出来,对于这些系统的分析、预测、控制和优化等方面的研究也越来越受到重视,而复杂系统建模与仿真技术就成为了解决这些问题的重要手段。

本文将从系统建模、仿真技术、建模与仿真的应用等方面,对复杂系统建模与仿真技术的研究现状进行探讨。

一、系统建模系统建模是复杂系统仿真研究的基础,其目的是通过研究和描述系统的结构、组成部分、功能及其之间的联系,用数学模型来表示系统本质和特征。

建模的过程需要考虑系统的复杂程度以及信息的不确定性,对于复杂系统建模来说显得尤为重要。

在系统建模方面,常用的方法有物理模型法、统计模型法、控制模型法和优化模型法等。

其中最常用的方法是物理模型法和统计模型法。

前者是将系统抽象成物理过程,对其进行物理规律的描述和分析;而后者则是在现有的数据基础上,对系统进行参数估计和预测。

二、仿真技术仿真技术是将建立的数学模型通过计算机模拟,模拟真实环境中的系统动态过程,研究系统的行为和性能,预测系统在不同条件下的行为变化。

仿真技术可以使得人们更加直观地观察到系统的演变过程,从而更好地理解系统的本质,探讨复杂系统内在的规律和特性。

在仿真技术的应用方面,常用的方法有离散事件仿真、连续仿真、混合仿真和面向对象仿真等。

其中,离散事件仿真和连续仿真是应用最广泛的两类仿真技术。

离散事件仿真主要是通过事件或者过程描述来模拟系统的行为,如排队、装配等,而连续仿真则是对系统的连续过程进行模拟,如物理系统、流动系统等。

三、建模与仿真的应用复杂系统建模与仿真技术在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。

例如在交通管理中,可以通过仿真来模拟城市交通的流量,在实际中制定出更为科学合理的交通策略;在环境保护中,可以通过数学建模和仿真技术对大气污染、水污染等进行研究、预测和监测;在生物医学中,可以通过仿真来模拟人体内部各个器官系统之间的相互关系和运动状态,对于医学研究和临床治疗具有重要意义。

机械工程中的复杂系统建模与仿真

机械工程中的复杂系统建模与仿真

机械工程中的复杂系统建模与仿真导言:机械工程是一门应用科学,它研究物体的运动、力学和能量转化等问题。

在机械系统中,我们常常需要对复杂的系统进行建模与仿真,以便更好地理解和控制系统的行为。

本文将从机械工程的角度出发,探讨复杂系统建模与仿真的方法和应用。

一、复杂系统的定义与特征在机械工程中,我们常常面对各种复杂系统。

复杂系统是由多个相互作用的组成部分组成的系统,它们之间的关系错综复杂,难以准确描述。

典型的机械工程复杂系统包括机械装配线、机械加工工艺以及机械自动化等。

复杂系统具有以下几个特征:1. 非线性性:复杂系统的行为往往不是线性的,它们的输出与输入之间存在非线性关系。

2. 高度耦合性:复杂系统中的不同组成部分之间相互依赖,彼此之间的关系相互影响。

3. 动态性:复杂系统的状态随时间而变化,它们的行为是动态的。

4. 不确定性:复杂系统中存在多种不确定因素,如参数变化、外部干扰等。

二、复杂系统建模的方法为了更好地理解和分析复杂系统的行为,我们需要对其进行建模。

在机械工程中,有多种建模方法可以应用于复杂系统。

1. 数学建模法:数学建模法是一种定量的建模方法,可以通过数学方程来描述系统的行为。

例如,我们可以使用微分方程来描述系统的动力学行为,使用代数方程来描述系统的静态行为。

数学建模法可以提供精确的系统行为预测,但对系统行为的理解要求较高,并且对模型的参数辨识和求解也具有较高的要求。

2. 物理建模法:物理建模法是一种基于物理规律的建模方法,它通过建立系统的物理模型来描述系统的行为。

物理建模法可以提供对系统行为的直观理解,并且对模型的参数辨识和求解的要求相对较低。

例如,在机械工程中,我们常常使用质点、弹簧、阻尼器等基本物理元件来建立机械系统的物理模型。

3. 系统辨识法:系统辨识法是一种通过实验数据来推断系统行为的建模方法。

它通过对系统的输入和输出数据进行统计和分析,建立系统的数学模型。

系统辨识法可以不依赖于系统的具体物理模型,适用于各种类型的复杂系统。

复杂系统建模与仿真研究

复杂系统建模与仿真研究

复杂系统建模与仿真研究I. 简介复杂系统建模与仿真是一种综合运用多学科知识对复杂系统进行表示、分析和模拟的方法。

它是研究复杂系统行为的重要手段之一,被广泛应用于金融、交通、环境、生物、能源等领域。

II. 复杂系统建模的分类复杂系统建模可以分为静态模型和动态模型两种。

1. 静态模型静态模型是研究复杂系统在特定时间点的状态和特征,它可以展示各种因素之间的相互关系。

通常用于展示和解释数据、分析问题、做出决策或根据一种策略作出预测。

2. 动态模型动态模型是研究复杂系统的交互行为,预测复杂系统未来发展趋势和变化规律。

动态模型可以分为离散事件模型和连续时间模型。

III. 复杂系统建模的主要方法复杂系统建模的主要方法包括系统动力学、代理模型、神经网络模型、遗传算法等。

1. 系统动力学系统动力学是一种描述动态复杂系统行为的方法。

它使用系统结构和各元素之间的关系来表示和预测系统行为。

系统动力学假设系统元素的相互作用和反馈产生了系统的行为。

它通常包括股票和流动图、平衡和鲍德里安环等方法。

2. 代理模型代理模型是一种通过基于规则、学习、优化或演化的过程来模拟系统的代理行为的模型。

每个代理可以是个体、组织、市场等,可以是具有简单结构的代理(如生物体)或复杂结构的代理(如网络系统)。

代理模型的发展源于计算机科学和人工智能的进步。

3. 神经网络模型神经网络模型是一种仿生学模型,使用多个节点或处理元素(神经元)构成的网络来实现输入、输出和决策。

神经网络模型被广泛应用于图像和语言识别、金融预测等领域。

4. 遗传算法遗传算法是一种基于生物进化理论的优化算法。

它通过模拟生物进化过程(选择、交叉和变异)来优化适应度函数。

遗传算法通常用于求解最优化问题、参数估计和问题求解。

IV. 仿真研究的意义仿真研究是基于复杂系统建模的框架下进行的一种验证模型及其行为的方法。

它可用于分析和测试各种决策和决策模型、分析系统在不同前景下的状况、改进系统运用策略等。

复杂系统的建模与仿真方法

复杂系统的建模与仿真方法

复杂系统的建模与仿真方法随着人类科技的进步,我们越来越能够观察和理解复杂系统。

在很多领域,比如工程、人类行为、环境、生物体、经济等方面,我们需要对相应的复杂系统进行建模和仿真分析。

例如,在工业生产过程中,对生产装备进行建模和仿真分析,可以优化生产过程,提高生产效率、等等。

在这篇文章中,我们将探讨复杂系统建模和仿真的一些基本方法和技术。

1.复杂系统的定义复杂系统是由众多不同元素或组件相互作用和影响形成的系统。

在这些元素之间,可能存在复杂的关联关系和动态的相互作用。

这些元素或组件可能是物理实体(比如机器、生物体等),也可能是抽象的概念(比如数字、策略等)。

复杂系统之所以被称为复杂,是因为往往需要考虑多个元素之间的相互作用和影响,这些相互作用有可能是非线性的。

2.复杂系统的建模方法复杂系统的建模可以帮助我们更好地理解和分析这些系统,以便更好地规划、控制和优化它们。

复杂系统的建模技术不同于传统的建模方法,主要分为基于物理学原理的建模以及数据驱动的建模。

基于物理学原理的建模方法主要是从基本原理出发,建立一系列方程或模型来描述系统的动态行为。

这种方法建立的模型通常比较准确,能够在一定程度上预测复杂环境下的系统行为和稳定状态。

然而,这种方法需要对系统的物理、化学、数学等知识有深入的了解,来建立恰当的数学模型。

数据驱动的建模方法则主要是从实验数据中提取出特征和模式,然后借助于现代机器学习和数据挖掘技术来建立模型。

这种方法不需要对系统的物理和化学原理有深入了解,但往往需要高质量的、大量的、准确的数据来支持建模。

另外,模型训练的过程也比较繁琐和耗费时间。

3.复杂系统的仿真方法在确定复杂系统的模型之后,我们可以通过仿真来对系统的行为和性能进行分析和预测。

仿真是一种在计算机上模拟复杂系统的方法,即在计算机上运行系统模型,并分析系统模拟结果,以获得与实际系统运行类似的结果。

仿真方法通常分为离散事件仿真、连续系统仿真以及混合仿真。

复杂系统建模及其仿真研究

复杂系统建模及其仿真研究

复杂系统建模及其仿真研究随着科技的不断进步和社会的不断发展,我们所面对的问题越来越复杂,不再是简单的线性模型所能解决的。

这时候,复杂系统建模就成为了一种必要的手段,它可以让我们更好地理解和预测系统的行为,从而更好地控制它们。

本文将介绍复杂系统建模及其仿真研究的相关知识。

一、什么是复杂系统在介绍复杂系统建模之前,我们需要先了解什么是复杂系统。

简单来说,复杂系统是由多个相互作用的组成部分组成的系统,这些组成部分之间存在着各种复杂的相互作用。

例如,人类社会、生态系统、天气系统等都可以被视为复杂系统。

复杂系统的特点是多样性、动态性、非线性、时间滞后、不确定性和不可预测性。

这些特征意味着要对复杂系统进行建模,需要使用更为先进和复杂的技术。

二、复杂系统建模和仿真的意义早期,我们对系统的理解主要是基于线性模型和简化模型。

但是随着系统变得越来越复杂,我们发现这些模型已经无法解决问题了。

例如,气象学家可以预测明天的天气,但是要是预测一周后的天气,不确定因素就会变得非常大,这时候就需要使用更为先进的技术。

复杂系统建模和仿真的意义在于,通过建立一个能够模拟真实系统的虚拟系统,来了解真实系统的运作方式和特性。

通过对虚拟系统的模拟和试验,我们可以预测和优化真实系统的行为。

三、复杂系统建模的方法1. 系统动力学模型系统动力学模型是一种基于微积分和控制论的建模方法,它可以用于建立非线性,联结和时变的系统的数学模型。

这种模型可用于探索系统的动态性或反应,理解和推断系统的状况和预测其未来状态。

2. 代理模型代理模型是一种通过简化真实系统来模拟和预测其行为的方法,这种模型的目的在于减少复杂度和成本。

其中,代理模型常常使用人工智能和机器学习技术来预测和仿真。

它可以用于优化和控制系统。

3. 单元模型单元模型是一种建立在子系统上的建模方法。

这种模型可以通过组合各个子模型的输出和输入来评估整个系统的行为。

单元模型可以用于描述和描述系统的复杂交互作用。

复杂系统建模与仿真方法研究

复杂系统建模与仿真方法研究

复杂系统建模与仿真方法研究复杂系统建模和仿真是现代科学和技术的重要研究领域,它涉及到多学科的知识,如数学、物理、计算机科学、系统工程等。

复杂系统是由多个相互作用的组成部分组成的系统,其行为表现为非线性、不确定性、多样性等特点,因此需要利用科学的方法进行建模和仿真。

本文将介绍复杂系统建模和仿真的基本概念、方法和应用。

一、复杂系统建模与仿真的基本概念复杂系统建模是指对复杂系统进行抽象和描述的过程。

仿真是指利用计算机模拟复杂系统的行为。

建模和仿真是相互关联的两个过程,建模是仿真的基础。

对于复杂系统,建模可以采用不同的方法和技术,如系统分析、物理建模、数理建模、计算机建模等。

系统分析是指通过探究复杂系统的结构、行为、性能等方面的知识,构建出系统的模型。

物理建模是指基于物理实验的数据分析和理论推导,建立数学模型。

数理建模是指利用数学和统计学方法,描述系统的结构、行为和性能。

计算机建模是指利用计算机程序实现对复杂系统的建模。

仿真是建模的一种体现形式。

仿真可以采用不同的方法和工具,如离散事件仿真、蒙特卡罗仿真、实时仿真等。

离散事件仿真是指将时间可以离散为无限个时间点的仿真方法。

蒙特卡罗仿真是指通过随机抽样和统计分析的方法,对系统进行仿真。

实时仿真是指在实时环境下对系统进行仿真。

二、复杂系统建模与仿真的方法复杂系统建模和仿真的方法和技术有很多,下面介绍几种常见的方法。

(一)系统动力学系统动力学是一种建立和分析复杂系统行为的方法,它采用差分方程和积分方程来描述系统各个部分之间的相互作用和变化过程。

系统动力学模型通常具有非线性、滞后、反馈等特性,可以模拟复杂系统的变化过程。

(二)人工神经网络人工神经网络是一种仿生学的技术,它模仿人脑神经元网络的结构和功能来研究实际问题。

人工神经网络通常可以快速学习和自适应,对于一些需要预测的问题,如股票市场、天气预测等,具有较好的效果。

(三)遗传算法遗传算法是一种搜索和优化的方法,它通过模拟自然界中的生物进化,不断优化问题的解。

复杂系统建模与仿真技术研究

复杂系统建模与仿真技术研究

复杂系统建模与仿真技术研究现代社会中,各种复杂系统的出现和运行已经成为了一种常态。

而对于这些系统,如果能够通过建模和仿真技术进行研究和控制,将能够极大地提高系统的效率和稳定性。

因此,复杂系统建模与仿真技术的研究备受关注。

一、复杂系统的定义和特点复杂系统的定义可以从不同的角度来考虑。

从物理学的角度来看,复杂系统是由众多相互关联的部件组合而成的集合体,其整体的特性并不是通过简单地将其各个部件的特性相加所能得出的。

而从计算机科学的角度来看,复杂系统是由许多不同种类的元素组成的,这些元素之间的相互作用和联动差不多已经变成了系统的主体。

复杂系统有着许多共同的特点。

首先,它们通常由众多的部件和子系统组成,这些部件和子系统之间相互关联,相互作用,互相影响。

其次,复杂系统通常呈现出一定的自组织性,即每个部件或子系统都有一定的自主性,而不是完全由中央控制来安排。

另外,复杂系统的行为和性质通常难以准确地预测,这是因为复杂系统的运行涉及到多种不确定性因素。

二、复杂系统建模与仿真技术的意义建模和仿真技术是对复杂系统进行研究的重要手段。

通过构建系统模型,可以对系统进行分析和预测,从而帮助我们更好地理解和掌握系统的本质特征;而通过仿真技术,可以在计算机上模拟系统的运行过程,不仅可以对系统进行观察和测试,还可以尝试进行干预和调整,通过对各种情境的模拟和测试,寻找出最优的方案并提高系统的效率和稳定性。

三、复杂系统建模的方法和技术在进行复杂系统建模的时候,需要根据具体情况选择适合的建模方法和技术。

常用的建模方法包括静态建模和动态建模,其中静态建模主要基于系统的结构进行建模,而动态建模则关注系统的运行过程。

而在建模的技术上,则包括传统的数学建模、协同建模、面向对象建模等。

除此之外,还有一些比较新的建模技术,例如Agent建模、元胞自动机和混合建模等,都可以用于复杂系统建模。

四、复杂系统仿真的方法和技术与建模技术类似,进行复杂系统的仿真时,同样需要选择合适的方法和技术。

复杂系统建模与仿真

复杂系统建模与仿真

在聚集体的形成过程中,标识机制在起作用。标 识的作用在于区别主体。聚集体的形成或者说主 体的聚集都是有选择的,并非任意个体都会聚集。 标识的作用在于促进主体选择性的相互作用。
复杂自适应系统理论

相关概念(续)

非线性(Non-linearity)

非线性是指个体自身属性的变化以及个体之间的 相互作用并非遵从简单的线性关系。因为这样, 复杂系统的行为才会如此难以预测;才会经历曲 折的进化过程,呈现出丰富多彩的性质和状态。
复杂系统

复杂系统的特点(续)


复杂系统的构成元素具有主动适应性 复杂系统具有层次结构 系统是开放的(开放系统与系统外的环境存 在着信息与能量的交换。环境的影响是随机 的,系统内的元素受到系统状态的影响往往 也是随机的)
复杂系统计算机建模

时代背景

还原论:对任何事物,特别是复杂事物的认 识和理解,可以通过分析组成结构来理解整 体,而复杂事物、复杂系统的运动规律则可 以从它的各个组成部分的运动规律中推导出 来。即:整体等于局部之和。
复杂系统建模与仿真
复杂系统

复杂系统的特点


系统是由多个元素组成 元素之间具有直接或间接的交互作用 元素之间的交互作用是非线性的(元素间相 互影响、相互作用不能简单地线性叠加)
复杂系统

复杂系统的特点(续)

ห้องสมุดไป่ตู้

元素间的相互作用存在着反馈关系(因果关 系链是环形的,许多因素之间形成互为因果 关系) 系统是动态而非静止的 系统中关系的含义很广泛(系统中关系可以 是数量之间的关系,也可以是逻辑关系)
复杂自适应系统理论

复杂系统的建模和仿真

复杂系统的建模和仿真

复杂系统的建模和仿真复杂系统在此时此刻已占据了现代社会中的一个显著位置。

人们对复杂性的需求不断增长,而建模和仿真则成为了解决复杂系统的方法之一。

本文将探讨什么是复杂系统,为什么我们需要建模和仿真,以及如何用建模和仿真来解决问题。

什么是复杂系统?复杂系统是由多个相互联系的部分所构成,这些部分的互动和不稳定性导致了整体上的复杂性。

复杂系统可能包括从天气预报到环境系统,再到市场和经济系统,甚至到人类大脑和人类社会。

复杂系统中的每一个单独部分都有可能影响整个系统的运行。

为什么我们需要建模和仿真?建模和仿真可以帮助我们理解、设计和控制复杂系统,它可以包括不同层次的抽象程度,从颗粒到宏观层面。

建立数学模型,我们可以将复杂系统中的各个部分组合在一起,并通过分析这些部分的交互来预测整个系统的行为。

仿真可以将数学模型转换为计算机程序,以实时仿真复杂系统的运行情况,使我们更好地了解其未来走向。

在学术领域中,建模和仿真已成为对复杂性进行研究的主要方式。

在各种实践中,建模和仿真也为决策制定者提供了可靠的依据。

例如,在医疗领域中,建立数学模型以研究疾病的传播和治疗方案;在城市规划领域中,仿真可以帮助规划者查看建筑物和基础设施的影响,并预测流量分布。

如何用建模和仿真来解决问题?建模和仿真可以通过以下步骤来解决问题:1. 确定问题:我需要解决什么问题?2. 确定系统范围:我需要了解什么系统组成?3. 建立数学模型:我需要什么样的数学模型?4. 确定变量和参数:我需要什么量来测量系统变化?5. 设计和运行仿真:我需要什么样的仿真方式来观察这个系统?6. 解释结果和反馈:我如何解释和反馈仿真结果?例如,医院想要改变他们的疾病传播方式。

他们可以建立一个数学模型,以观察疾病流行的推进方式,然后修改变量以了解他们的改变对传播的影响。

这个问题更适合使用代理基础模型(Agent-Based Modeling)来建立模型。

在这种情况下,人们通常将医院工作人员和居民作为模型中的代理,来模拟信息的传递。

复杂系统动力学建模及优化仿真

复杂系统动力学建模及优化仿真

复杂系统动力学建模及优化仿真在现代工业、金融、物流等领域,复杂系统的建模和仿真已成为重要的研究方向。

这些系统包含了大量的因素和变量,并呈现出复杂的非线性动态行为。

复杂系统动力学建模及优化仿真则成为了解决这类问题的有效方法。

一、什么是复杂系统动力学建模复杂系统通常由多个组成部分构成,这些部分之间存在着复杂的相互作用。

为了理解复杂系统的行为,我们需要将其分成不同的部分,并进行建模。

而完成这个过程需要考虑到系统的动态变化和不确定性因素。

复杂系统动力学建模是在考虑到以上因素的情况下,应用数学和计算机模拟技术进行的。

在这个建模过程中,需要考虑各个系统组件之间的相互作用、外部变化的影响以及不同的时间尺度的作用。

最终,建立的模型将可以帮助解释实际系统的行为,并为决策者提供指导。

二、复杂系统动力学建模的步骤1. 系统分析和建模:搜集和分析有关系统的数据,并提取特征。

然后,基于所搜集的有关数据,通过建立数学模型,描述出系统的运作方式。

2. 方程组构建:建立描述系统动态行为的方程组。

3. 参数估计:通过实验或采样方式估计未知参数。

4. 数值模拟:利用电脑程序调整方程参数,模拟出系统的运作方式。

5. 模型验证:模型完成后,需要进行验证,确定模型描述是否准确。

6. 模型应用:模型建立后,可以用来预测系统行为的变化,并为管理和决策提供依据。

三、仿真的优化复杂系统的难点在于它们通常具有很高的复杂性和不确定性。

为了了解系统如何运作,并进行优化,我们需要进行大量的尝试和实验。

在模拟系统行为方面,计算机仿真技术的发展为我们提供了一个有效的手段。

仿真的优化过程可以分成以下步骤:1. 建立系统模型:根据系统实际选取恰当的数学模型,并根据反馈结果对模型进行调整。

2. 线性化分析:确定系统的基本行为。

3. 系统仿真:通过仿真,我们可以了解系统的性能和动态行为,并根据反馈结果调整模型。

4. 优化系统参数:在模型的基础上,根据实际目标进行参数调整。

复杂系统建模与仿真技术

复杂系统建模与仿真技术

复杂系统建模与仿真技术随着科技的不断发展和应用的广泛,我们生活中所面对的系统越来越复杂。

例如,交通运输系统、金融市场、电力系统、社交网络等系统都充满了复杂性。

这些系统关联着不同的元素或组件,以及之间的相互作用,导致了许多问题的出现,例如系统崩溃、不稳定、低效等等。

在这样的环境下,为了更好地控制和调节这些复杂系统,建模和仿真技术就显得尤为重要。

复杂系统建模是指对复杂系统进行抽象化和描述,以便对其进行分析、评估和预测等操作。

同时还可以通过模型研究系统的行为,找出问题并试图解决它们。

而仿真技术则是指基于某种模型,在计算机中模拟实际系统,以便在不同情境下进行测试、验证和优化。

两者结合可以有效的分析、控制和优化复杂系统。

复杂系统建模与仿真技术可以应用于各个领域。

例如,交通运输系统,可以将城市的道路、地铁、公交等定义为模型的元素,并建立模型来描述它们之间的相互作用。

在模型中可以考虑到车辆数量、拥堵状况、行驶时间等因素,这样就能够控制交通拥挤情况,提高交通效率。

同样地,在金融市场中,可以构建模型来描述市场参与者之间的交互,来预测金融市场的变化,有利于进行相关决策。

电力系统也可以通过建模来预测系统负荷和设备运行状态,为电力系统的安全和稳定提供保障。

目前,复杂系统建模和仿真技术主要有以下几种方法:第一种方法是基于物理模型的建模。

物理模型是将实际系统中元素和组件的物理特性表达为数学方程的抽象。

例如,频率响应模型可用于描述含有电容、电感的电路。

物理模型的优点是直观且准确,但缺点是复杂性较高,计算量大且难以处理非线性问题。

第二种方法是基于统计学的建模。

统计学建模是将系统中的相关特征转化为概率分布,并使用这些分布来描述系统的行为。

例如,随机游走模型可以预测股票价格的波动。

统计学建模的优点是计算量较小,能够处理非线性和随机问题,但缺点是建模的过程比较困难。

第三种方法是基于系统动力学的建模。

系统动力学是通过描述组件之间相互作用的微分方程来构建模型的。

复杂系统的建模与仿真技术

复杂系统的建模与仿真技术

复杂系统的建模与仿真技术复杂系统建模与仿真技术是一种非常重要的技术,它可以帮助人们更好地理解并应对复杂系统的问题。

这种技术已经被广泛应用于各种领域,包括交通、电力、环境、金融、医疗等,以及国家大型工程的规划和建设中。

下面,我将详细介绍复杂系统建模与仿真技术的范畴、基础、方法和应用。

一、复杂系统建模与仿真技术的范畴复杂系统是由大量相互关联、相互作用的组成部分组成的系统,特别是在追求更高效、更安全、更稳定的同时,现代社会已经面临着越来越复杂、不稳定和不可预测的问题。

面对复杂的系统,建模与仿真技术在很大程度上可以解决复杂的系统问题。

复杂系统建模与仿真技术主要研究以下问题:1.复杂系统的结构、行为和演化规则。

2.复杂系统的动态行为、稳定性和可控制性。

3.复杂系统的优化、控制和决策方法的开发和应用。

4.复杂系统的应用和评价方式,比如评估建筑物的抗震性能或者评估隧道或轨道交通的安全性。

二、复杂系统建模与仿真技术的基础复杂系统建模与仿真技术有很强的理论和实践基础,其中包括以下方面:1.系统论和控制论:系统论是研究地球、生命体、社会和经济系统等普遍系统特性的一门综合环境科学,此外,控制论是用于研究复杂系统的基础理论,它主要集中在建模、分析和控制动态系统。

2.复杂网络理论:复杂网络是由大量节点和边所组成的系统,包括社交网络、物流网络、电力网络等,复杂网络理论为这些系统提供了统一的分析、建模能力和设计优化工具。

3.混沌理论:混沌是一种非线性动力学现象,它在复杂系统中普遍存在。

混沌理论提供了在此类系统中进行分析和控制的方法和技巧。

4.多智能体系统:多智能体系统是由多个智能体所组成的一个系统,每个智能体可以是一个机器人、计算机程序或其他能够处理信息的实体。

多智能体系统是研究协同、合作以及竞争关系的广泛的一个方向。

以上是复杂系统建模与仿真技术的基础,它们可以为建立模型和仿真系统提供必要的支持。

三、复杂系统建模与仿真技术的方法对于复杂系统建模与仿真技术的研究和应用,主要有以下四个步骤:1.系统分析的第一步是确定不同层次和不同角度的系统模型,然后通过实验、观测、问卷调查等方式收集相关数据,为系统模型提供必要的输入信号;2.在建立系统模型的基础上,在计算机系统中映射系统模型,然后利用模拟软件对系统进行数字仿真,建立数字模型;3.根据模型仿真的结果,评估系统性能和功能,找到隐含的问题,提供改进建议,并进一步优化系统;4.重复检查,使仿真模型代表真实系统,并提高仿真模型对真实系统的可预测性。

复杂系统的建模与仿真

复杂系统的建模与仿真

复杂系统的建模与仿真引言复杂系统是由多个相互联系和相互作用的组件或元素组成的系统。

这些组件的行为和关系非常复杂,导致整个系统的行为难以直接观察和理解。

在现实生活中,我们经常面对各种复杂系统,例如天气系统、经济系统、生态系统等。

为了更好地理解和分析这些系统,我们需要使用建模和仿真的方法来研究和预测它们的行为。

复杂系统建模复杂系统建模是将复杂系统抽象成数学模型或计算机模型的过程。

建模可以帮助我们理解系统的基本组成部分、相互作用关系以及系统的整体行为。

建模的过程可以分为以下几个步骤:1.定义系统边界:首先要明确定义系统边界,确定分析的范围和所关注的内容。

系统边界的确定有助于简化问题,同时确保建模的有效性和可行性。

2.识别系统组成部分:然后需要识别系统中的各个组成部分,包括元素、组件或实体。

这些组成部分可以是物理实体、抽象概念或逻辑模块等。

3.建立元素之间的关系:接下来,需要考虑和描述系统中元素之间的相互作用关系。

这些关系可以表示为网络、图表、方程组等形式,以便更好地模拟系统的行为和动态变化。

4.确定输入和输出:在建模过程中,还需要明确系统的输入和输出。

输入是指影响系统行为的外部因素,输出则是系统对输入的响应或结果。

5.选择合适的数学工具和方法:最后,需要选择合适的数学工具、方法和技术来描述和分析系统的行为。

这些工具和方法可以是微分方程、概率统计、图论等,根据系统的特点和需求选择合适的方法。

复杂系统仿真复杂系统仿真是通过计算机模拟的方式来模拟和预测复杂系统的行为。

仿真可以帮助我们理解和优化系统的性能、预测系统的未来行为以及评估不同决策对系统的影响。

仿真的过程可以分为以下几个步骤:1.确定仿真目标:首先要明确仿真的目标和目的,例如预测系统的行为、优化系统的性能、评估系统的可靠性等。

确定仿真目标有助于指导仿真的过程和选择合适的仿真方法。

2.建立仿真模型:接下来,需要根据系统的建模结果,建立相应的仿真模型。

仿真模型可以是基于物理模型、数学模型、统计数据等。

复杂系统的建模和仿真研究

复杂系统的建模和仿真研究

复杂系统的建模和仿真研究随着科技的不断发展和应用,复杂系统的研究和应用也越来越广泛。

其中,建模和仿真是复杂系统研究的重要手段。

本文将从什么是复杂系统、复杂系统建模的基本方法、仿真的基本方法以及建模和仿真在实际应用中的例子等方面,阐述关于复杂系统的建模和仿真研究。

什么是复杂系统?复杂系统是由许多相互作用的组成部分构成的系统。

这些组成部分之间可能存在着非线性关系、随机性等复杂性质。

复杂系统可以是自然系统,如生态系统、气候系统等;也可以是人工系统,如交通系统、通信系统等。

复杂系统建模的基本方法复杂系统建模的基本方法有以下几种:1. 分析法分析法是通过对系统的结构和性质进行分析,来推导系统的行为规律和性质的一种方法。

将复杂系统简化成为一些基本的部分,通过对这些基本部分的分析得到系统的行为规律和性质。

2. 统计学方法针对大规模复杂系统,统计学方法通过对一组随机事件的分析来推断系统的行为规律和性质。

这种方法对于避免详细地研究每个组成部分的局部性质,使得处理规模巨大的复杂系统变得可行,这种方法也被称为数据驱动方法。

3. 模拟法模拟法是通过构造系统的数学模型,模拟系统的动态行为,以求得系统的一些性质或行为规律。

这种方法比较贴近实际情况,对于复杂系统的研究具有非常重要的作用。

仿真的基本方法仿真是指将实际系统的某些特征或行为规律地映射到一个虚拟系统中,通过计算机对该虚拟系统进行计算和模拟,以求得实际系统的一些行为规律或性质的过程。

仿真的基本方法有以下几种:1. 离散事件仿真离散事件仿真是一种按照时间顺序重新创建仿真系统所有关键事件并观察和测定其结果和效果的过程,它主要由三个元素组成,即状态变量、事件和状态转换条件。

2. 连续系统仿真连续系统仿真是指对于一些连续变化的系统,通过对其数学模型进行近似,以变得更适合进行仿真的过程。

这项技术主要是通过微积分和微分方程等数学工具进行处理。

3. 混合仿真混合仿真是将上述两种仿真方法相结合,从而能够更好地处理各种类型的系统,这种仿真方法在当前的科技领域中比较常见。

复杂系统建模与仿真

复杂系统建模与仿真

复杂系统建模与仿真复杂系统是由许多不同的组成部分相互作用而成的系统,这些组成部分涉及到多种因素,并往往导致不可预知的结果。

因此,对复杂系统进行建模和仿真已成为众多领域的热门话题,包括计算机科学、物理学、生物学、经济学等等。

在本文中,我们将探讨复杂系统建模和仿真的相关问题。

一、复杂系统的定义和特征在讨论复杂系统建模和仿真的问题之前,我们首先需要了解什么是复杂系统。

一般而言,复杂系统包含许多不同的组成部分,这些部分相互作用而成的整体,它们的性质通常表现出一些不可预知的行为。

那么究竟哪些系统可以被认为是复杂系统呢?实际上,任何由多个组成部分相互作用而成的系统都可以被看作复杂系统。

例如,生物系统、社会系统、信息技术系统等等都是典型的复杂系统。

此外,复杂系统还具有以下几个特征:1. 多样性:复杂系统包含许多异质性元素,这些元素往往会表现出不同的行为。

2. 相互作用:复杂系统中的元素之间存在着相互作用,这些相互作用可以是正面的,也可以是负面的。

3. 非线性:复杂系统往往表现出非线性的行为,其行为表现不仅与系统中组成部分的数量有关,还与它们所形成的联系和结构有关。

4. 动态性:复杂系统中元素的行为通常是动态变化的,并受到某些外界的影响。

二、复杂系统建模的基本方法为了更好地理解复杂系统,科学家们常常使用建模和仿真的方法。

简单来说,建模就是将系统内部和受到影响的各种因素表示出来。

而仿真则是通过使用模型的计算机程序模拟系统的行为。

然而,由于复杂系统可能具有各种各样复杂的结构和行为,因此建模和仿真的方法也是多种多样的。

我们将介绍以下几种基本方法:1. 系统动力学建模系统动力学建模是一种用于建立复杂系统的动态模型的方法。

在系统动力学模型中,系统被表达为一组相互影响的变量,它们的值会随时间而变化,并受到其他变量的影响。

通过这种方式,系统内在的相互关系得以反映出来,并能够预测未来的趋势。

2. 代理基础建模代理基础建模是一种基于人工智能的技术,用于描述和预测基于代理的系统的行为。

复杂系统的建模与仿真技术

复杂系统的建模与仿真技术

复杂系统的建模与仿真技术复杂系统是由若干个相互作用和反馈的部件所组成的系统,这些部件之间的关系非常复杂,其中一些部件可能会受到随机因素的干扰,这些因素可能导致系统的行为变得不确定和混沌。

复杂系统的建模和仿真技术能够帮助我们更好地理解和掌控这些系统,预测它们的行为并做出有效的决策。

一、复杂系统的建模复杂系统的建模是指将一个复杂的系统抽象为一个简化的模型,这个模型将描述系统中的各个组件以及它们之间的交互方式。

建模的目的是为了更好地理解复杂系统的行为,并在执行仿真或分析时获得更好的洞察力。

建模的过程包括:1. 确定模型中的重要特性,这些特性可以是系统中的变量、约束、参数、行为等等。

2. 确定模型的结构,也就是定义哪些变量和参数将被包含在模型中,以及它们之间的联系和反馈。

3. 确定模型中的动态规则,这些规则将描述模型中变量和参数如何随着时间和其他因素的变化而变化。

4. 确定模型的初值条件,这些条件将描述模型在模拟开始时的状态。

基于建模的目的,我们可以选择不同的建模工具和方法。

常见的建模工具包括MATLAB、Simulink、Python等等,而常见的建模方法包括度量法、经验法、物理法等等。

二、复杂系统的仿真仿真技术是复杂系统建模的一个重要组成部分。

它旨在利用计算机模拟复杂系统的行为,并在模型中进行实验以评估系统的性能和效果。

仿真技术可以模拟各种复杂系统,包括物理系统、社会系统、生物系统等等。

仿真可以帮助我们更好地了解系统的行为,预测系统的性能,并制定更有效的决策。

通过改变模型中的参数和条件,我们可以探索不同的情况和可能性,进行“如果/那么”分析。

仿真技术可以分为两种类型:连续仿真和离散仿真。

连续仿真通过微积分和差分方程等数学工具来表示和模拟系统的行为。

与此相反,离散仿真将复杂系统分成一系列离散的事件,并模拟这些事件的发生。

仿真的一种重要方法是蒙特卡罗方法,它通过随机取样模拟系统的行为。

该方法可以用来估计系统的性能和不确定性,以及探索在实际使用中可能出现的问题。

复杂系统的建模与仿真技术研究

复杂系统的建模与仿真技术研究

复杂系统的建模与仿真技术研究在当今科技飞速发展的时代,复杂系统无处不在,从生态环境到社会经济,从交通网络到生物医学,从航空航天到工业生产。

这些复杂系统的运行和发展规律往往难以通过直观的观察和简单的分析来理解和预测。

因此,建模与仿真技术成为了研究复杂系统的重要手段。

复杂系统具有诸多显著的特点。

首先,它们通常由大量相互作用的元素组成,这些元素之间的关系错综复杂。

例如,在一个城市的交通系统中,车辆、行人、信号灯、道路等众多因素相互影响,共同决定了交通的流量和拥堵情况。

其次,复杂系统往往表现出非线性的行为特征,即系统的输出与输入之间不是简单的线性关系。

这使得对其行为的预测变得极为困难。

再者,复杂系统还具有动态性和适应性,它们能够根据环境的变化和内部的相互作用而不断调整和演化。

建模是对复杂系统进行研究的第一步。

建模的目的是将复杂系统中的关键元素和它们之间的关系用数学、物理或逻辑的方式进行描述。

常见的建模方法有基于物理规律的建模、基于数据驱动的建模以及基于智能算法的建模等。

基于物理规律的建模方法是通过对系统中各个元素的物理特性和相互作用规律进行分析,建立相应的数学方程来描述系统的行为。

这种方法在工程领域中应用广泛,比如对机械系统、电力系统的建模。

然而,对于一些复杂的系统,由于其内部机制尚不明确,或者难以用精确的物理规律来描述,这种方法就可能存在局限性。

基于数据驱动的建模方法则是通过对大量的系统观测数据进行分析和挖掘,从中提取出系统的特征和规律,并建立相应的数学模型。

这种方法不需要对系统的内部机制有深入的了解,只需要有足够的数据支持。

常见的数据驱动建模方法包括统计回归、机器学习等。

但数据驱动的建模方法也存在一些问题,比如数据的质量和代表性、模型的过拟合等。

基于智能算法的建模方法,如遗传算法、粒子群优化算法等,通过模拟生物进化或群体行为的方式来寻找最优的模型结构和参数。

这种方法在处理复杂的优化问题时具有一定的优势,但计算复杂度较高,且对于模型的可解释性相对较差。

复杂网络系统的建模与仿真

复杂网络系统的建模与仿真

复杂网络系统的建模与仿真一、引言复杂网络系统是由许多交互作用发生的元件组成的大系统,该系统形态多样,在许多科学领域中应用广泛,如物理学、数学、计算机科学等,可对复杂系统进行建模分析。

本文将介绍复杂网络系统的建模方法和仿真分析。

二、复杂网络系统的建模1.图论模型图论模型是研究网络的基础,是描述节点和边之间关系的图形模型。

其中最基本的图论模型是正则图,是由相同数量的节点和相同连接数的边构成的。

此外,还有双向网络图、随机网络图、小世界网络等多种图论模型,可根据实际应用场景进行选择。

2.时间序列模型时间序列模型是指把网络中的节点和边作为随时间变化的变量进行建模。

时间序列模型有许多不同的方法,例如自回归模型(AR)、滑动平均模型 (MA)、自回归滑动平均模型 (ARMA),它们可以对网络中的随机变量进行预测。

3.随机过程模型随机过程模型是根据节点之间的随机变化来描述网络。

随机过程可以在稳态下分析网络的转移概率矩阵,这样就可以确定网络的静态图形。

例如,马尔可夫链就是一种常见的随机过程模型。

三、复杂网络系统的仿真由于复杂网络系统的建模具有一定的复杂度,因此进行仿真分析是十分必要的。

仿真分析可通过数值模拟和计算模拟方法进行。

1. 数值模拟数值模拟是通过计算机程序将网络的基本参数在计算机上模拟出来,并在仿真过程中对其行为进行观察和实验。

这种方法可以优化网络系统,并找到潜在的特性。

2. 计算模拟计算模拟是使用行为特性来分析网络。

在这种方法中,构建不同的场景并进行计算构建、评估和比较模型行为以生成新的、更好的模型。

这种方法可以预测网络系统未来的性能和活动。

四、结论本文介绍了复杂网络系统的建模方法和仿真技术。

在网络模型的构建中,图论、时间序列和随机过程是三种常见的建模方法。

而在仿真分析中,数值模拟和计算模拟是两种主要的仿真技术。

通过这些方法,我们可以更加深入地了解复杂网络系统的本质,为网络系统的优化提供重要参考。

复杂系统的建模与仿真研究

复杂系统的建模与仿真研究

复杂系统的建模与仿真研究在当今科技飞速发展的时代,复杂系统的研究成为了众多领域的关键课题。

从生态环境到社会经济,从航空航天到生物医学,复杂系统无处不在,其行为和特性往往难以直接观测和理解。

因此,建模与仿真技术应运而生,成为了探索复杂系统奥秘的有力工具。

那么,什么是复杂系统呢?简单来说,复杂系统是由大量相互作用的组件或元素组成,其整体行为不能通过对单个组件行为的简单叠加来预测。

例如,一个生态系统中包含了各种生物种群、气候条件、地理环境等因素,它们之间的相互作用和反馈机制使得整个生态系统的动态变化异常复杂。

再比如,城市交通系统中的车辆、道路、信号灯以及驾驶员的行为相互影响,导致交通拥堵等现象的出现难以准确预估。

建模是对复杂系统的一种抽象和简化表示,旨在捕捉其关键特征和行为规律。

建模的方法多种多样,常见的有基于物理定律的建模、基于数据驱动的建模以及基于智能算法的建模等。

基于物理定律的建模通常适用于具有明确物理机制的系统,比如机械系统、电气系统等。

通过运用牛顿定律、电磁学原理等,可以建立起精确的数学模型来描述系统的行为。

然而,对于许多复杂的社会、经济和生物系统,由于其内在机制尚不明确,基于数据驱动的建模方法则更为有效。

这种方法通过收集大量的系统运行数据,利用统计学和机器学习的技术来挖掘数据中的模式和规律,从而构建模型。

智能算法,如遗传算法、粒子群优化算法等,也常常被用于复杂系统的建模中,以寻找最优的模型参数或结构。

仿真则是在建立模型的基础上,通过计算机模拟来重现系统的运行过程和行为。

仿真可以帮助我们在不实际构建系统的情况下,预测系统在不同条件下的性能和响应,从而为系统的设计、优化和决策提供依据。

例如,在航空航天领域,通过对飞行器的空气动力学特性进行建模和仿真,可以在设计阶段就评估不同外形和结构的飞行器的飞行性能,减少实际试飞的次数和风险。

在制造业中,对生产流程进行建模和仿真,可以优化生产线的布局和调度,提高生产效率和质量。

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为什么要用计算机仿真
为什么是复杂系统仿真 为什么用Repast仿真 Repast仿真方法实例介绍

什么是计算机仿真
计算机仿真以计算机技术为手段, 通过仿真模型
模拟实际系统的运动来认识实际系统规律的一种研 究方法。
1946 年2 月世界上第一台电子计算机 EN I AC 在美国诞生, 到四十 年代末期首台模拟式电子计算机就被用于三自由度飞机系统的仿真。

预决性(Finality) 。
复杂系统的发展趋向取决于系统的预决性, 预 决性是系统对未来状态的预期和实际状态限制的统 一。事实上,任何有生命的物质,都具预期或预测 的能力,从而影响系统的运动方向。

演化(Evolution)
复杂系统对于外界环境和状态的预期—适应— 自组织过程导致系统从功能到结构的不断演化。这 种演化运动在物理系统中是不存在的。物理系统一 般由多个已有的元素组成,功能和结构都不会改变。 而复杂系统一般是由简单的元素组合, 经过不断的 演化而发展在为功能和结构更为复杂的系统。从低 级到高级,从简单到复杂,不断的演化,是复杂系 统最本质特性。
Space对象(环境)(一般是二维表格) Agent(智体) 时间表 ( Schedule) 运行方式(run、step run)

属性(智体的特性或者状态值) 方法(学习的规则,每一个时刻智体应该干什么)

假设一个智体是——人 属性:身高 年龄 走路的速度……
方法:走路(走多快、去那里、怎样的路线),学 习……


自适应性/自组织性(self-adaptive/ self-organization)。
系统是由时空交叠或分布的智体(Agent) 构 成的。这些智体具有自适应、自学习、自聚集、自 组织等能力,智体能够通过不断地学习,调整自身 的结构和行为,以适应外部和内部的变化。智体之 间、智体与环境之间会发生各种各样的交互作用, 正是智体的自主性,以及智体间交互的复杂性,使 得整个复杂系统呈现复杂性,同时也是复杂系统不 断演化的驱动力。

五十年代末期到六十年代, 由于宇航科技发展的迫切需要, 美国科 研人员又创造了混合计算机系统(由数学计算机和模拟计算机通过 一套混合接口联接而成) , 这使得人们能对较复杂系统的行为进行仿 真研究。

七十年代以来, 随着数字计算机运算速度的大大提高以及相应的 仿真软件的不断完善, 数字计算机仿真得到很快发展, 其应用范围也 由各种工程领域扩展到非工程领域。

实物仿真形象直观——可视化的模型来展示结果
“复杂性”科学起始于 1928 年,以奥地利生物学 家贝塔朗菲(L.V.Bertalanffy)在其《生物有机体》 论文中首次提出了“复杂性”的概念为标志。 圣菲研究所把计算机作为从事复杂性研究的最基本 工具,用计算机模拟相互关联的繁杂网络,对于复 杂系统仿真有着巨大的推动。 美国学者霍兰于1994 年引入了复杂适应性系统 (CAS;Complex Adaptive System)的概念,区别于传 统的理论研究方法,复杂适应系统的研究方法强调 采用计算机仿真作为主要的研究工具

九十年代, 计算机仿真技术又朝智能化仿真(仿真技术与人工智能 相结合)、 分布式并行处理仿真、 仿真支持系统等方向发展。


实验的方法
——观察法(植物培育实验等)

理论的方法
——数学和 逻辑方法 成果:爱因斯坦的相对论、电磁理论

我们如何研究疾病传染? 我们如何研究森林火灾的蔓延规律? 我们如何研究信息的传递形式?
自适应性
涌现性 •多个智 体学习 的结果
•学什么
•怎么学
知识
不确定性
信息

种类繁多

应用广泛 /bbs/
Repast最早由美国芝加哥大学和阿尔贡(Argonne) 国家实验室的 David Sallach等研究人员研制成功。目 前由非营利的志愿组织 ROAD (Repast Organizati on for Architecture and Development)负责后续版本的升 级。Repast平台是免费提供的 ,为分析复杂适应系统 建立模型而设计 ,主要应用于社会科学领域。

基于多Agent仿真的平台(支持复杂系统的相关理 论)

多平台。最新的 版本支持几乎所有的计算机操作 系统 (例如 ,Windows, Mac OS和 L inux) ,以及多种不 同的编程语言 (例如 Java, C)

仿真建模实现起来方便(可以通过图形模块拖出模 型)


Model对象(仿真模型本身)

开放性(opening) 。
系统与外部环境以及子系统之间存在交互作用。

疾病传播模型中——疾病携带者,未传染者 猎食模型中——狼、羊、草 谣言传播模型中——接受、未接受谣言的个体
也被称作:

自适应主体 组件(程序设计方面) 智体(类似有生命的个体、聪明的个体)
预决性 •学习? •不学习?

不确定性(uncertainty)
不确定性与随机性相关,而复杂系统中的随机 因素不仅影响状态, 而且影响组织结构和行为方式, 而复杂系统的自适应性使得智体可以自学习,能记 住这些经历,并“固化”在自己以后的行为方式中。

涌现性(emergence)
肩负不同角色的智体间通过多种交互模式、按 局部或全局的行为规则进行交互,智体类型与状态、 智体之间的交互以及系统行为随时间不断改变,系 统中子系统或基本单元之间的局部交互, 经过一定 的时间之后在整体上演化出一些独特的、 新的性质, 形成某些模式,这便体现为涌现性。子系统之间的 相互作用,可导致产生与单个子系统行为显著不来做实验。
有些问题在现实中无法解决,或者解决的成本太高 (病毒的传播、火灾的影响、……)
在计算机系统 中,这些都可以通过模型实现。
成本低,效果好

模型参数任意调整——不同的参数、不同结果 系统模型快速求解——立即看到结果 运算结果可靠准确——模型合理可以得到准确结果
1998 年,白方周教授出版了国内第一部定性仿真专著,对 定性仿真、模糊仿真及归纳推理等仿真方法作了较系统的介 绍, 对这一复杂系统的核心处理方法起到了一定的推动作用。 2004 年,由青岛大学主办的国内第一份刊登复杂系统和复 杂性科学领域研究成果的中文学术期刊《复杂系统与复杂性 科学》杂志创刊,提供了供大家就复杂系统问题交流的一个 平台, 同时也反映了国家对复杂系统研究的认可和重视 2004 年 9 月是《系统仿真学报》的百期纪念,李伯虎,王 正中,王子才等在《系统仿真学报》百期纪念特约专家论坛 上均发表了关于复杂系统仿真的论文,并且《系统仿真学报》 自身也进行了国内仿真技术的研究热点的研究,大家得出了 一致结论:复杂系统已经无可争议地成为国内仿真界研究的 最大热点问题之一。

1989 年《哲学研究》第10期上发表了钱学森的文章 “基础科学研究应该接受马克思主义哲学的指导”, 其中第三节“开放的复杂巨系统的研究与方法论”, 把开放的复杂巨系统作为宏观层次基础科学研究的 重大课题,且对其内容及其处理方法做出初步阐述。 这标志着在 1989 年秋天,开放的复杂巨系统的概念 已形成。到 1989 年底,钱学森同于景元、戴汝为合 作写成的“一个科学新领域——开放的复杂巨系统 及其方法论”,对复杂系统概念及其方法论做出了 全面系统的论述。
压力传感模型
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