复杂仿真系统VV&A关键问题研究

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校核、验证与验收(VV&A)是复杂仿真系统研究与开发中的关键技术和难题之一。本文对复杂仿真系统的VV&A基本问题、VV&A方案优化设计方法、正规校核方法、VV&A指标体系、验证工具等关键性问题进行深入的研究,为复杂仿真系统的的VV&A提供可行的解决方案。  首先对复杂仿真系统的VV&A基本问题进行了研究。给出了复杂仿真系统的VV&A目标,明确了VV&A工作的努力方向;给出了复杂仿真系统的VV&A概念框架,明确阐述了VV&A各种概念的含义及其之间的关系以及VV&A与仿真系统开发的关系;给出了复杂仿真系统的VV&A基本原则,为VV&A理论方法和应用研究的开展提供了指导原则;给出了复杂仿真系统VV&A技术框架,明确阐述了复杂仿真系统VV&A技术包含的各种要素及其之间的关系。这些研究成果为后续的研究奠定了基础。  其次对复杂仿真系统的VV&A方案优化设计方法进行了研究。在深入分析影响复杂仿真系统VV&A方案的各种因素的基础上,提出了基于应用风险分析的VV&A方案优化设计方法。该方法对复杂仿真系统进行应用风险分析,确定其各组成部分对整个仿真系统的应用风险的大小,并根据应用风险的大小确定各组成部分可能需要的VV&A活动以及VV&A成本,从而建立应用风险与VV&A成本之间的关系,进而建立复杂仿真系统的VV&A方案优化模型,求解该模型,根据求解结果制定复杂仿真系统的VV&A方案。利用该优化设计方法可以对复杂仿真系统的VV&A过程模型进行剪裁,从中得到最有价值的VV&A活动,合理有效的分配VV&A成本,从而得到优化的复杂仿真系统VV&A方案。  接着对仿真剧情的正规校核方法进行了研究。为了满足仿真剧情校核需求,提出了基于高级Petri网的正规校核方法。该方法使用半形式化描述语言对仿真剧情进行描述,将仿真剧情的关键部分——任务模型转化为高级Petri网,针对仿真剧情中可能存在的各种类型错误开发一套校核准则,并根据上述校核准则开发了一套校核算法,利用校核算法来检查仿真剧情是否满足校核准则,从而实现仿真剧情的正规校核。应用这一方法将有效的实现复杂仿真剧情的评估。  然后对复杂仿真系统的VV&A指标体系进行了研究。通过对影响复杂仿真系统可信度的各方面因素进行深入分析,参考相关文献以及相关领域的国际、国家标准提出了适合复杂仿真系统的VV&A指标体系,并对高层指标进行了定义和分解。另外,考虑到复杂仿真系统定性指标比较多并且层次复杂的特点,提出了基于层次语言变量和二元语义分析方法的VV&A指标评估与计算方法。该方法不仅能够有效的实现定性VV&A指标的评估,而且还能够有效的实现多层次定性与定量VV&A指标的综合。本章的研究成果为复杂仿真系统的VV&A与可信度评估提供了有效的途径。  最后对复杂仿真系统的验证工具进行了研究。在深入分析复杂仿真系统验证需求的基础上,对复杂仿真系统验证工具的总体结构进行了设计,并对该验证工具的验证数据知识库、验证方法知识库、验证规则库、验证系统和解释系统进行了详细设计。此外,还利用复杂仿真系统验证工具的设计思想开发了复杂仿真系统验证工具原型系统SVT,实现了上面设计的复杂仿真系统验证工具的部分功能。SVT的实现为开发实用的复杂仿真系统验证工具提供了基础。
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