復雜電子信息系統仿真理論方法體系探討

王積鵬 李伯虎，2

（1.北京航空航天大學，北京100191；2.北京仿真中心，北京100854）

引 言

復雜電子信息系統仿真作為仿真科學與技術學科的一個重要分支，是直接與工程應用緊密聯系的仿真實踐活動，它不僅要認識和把握仿真科學與技術的一般規律，更要在認識的基礎上去指導具體的仿真工程實踐.目前，復雜電子信息系統仿真技術發展遠遠領先于理論方法的研究，所涉及的相關知識尚處于不斷創新發展之中，有關理論方法呈現了與多種學科理論交叉、融合與匯聚的發展形態［1-5］，尚未形成體系.為此，本文基于多年研究工作，提出了復雜電子信息系統仿真理論方法框架，如圖1所示，分析了理論方法在仿真工程中的應用模式，目的在于為該領域研究工作提供技術支撐.

1 基礎理論

復雜電子信息系統仿真涉及的基礎理論主要指適用于不同應用領域復雜性問題研究的普適性科學理論，包括：系統科學理論、信息科學理論、管理科學理論等.

系統科學作為現代科學技術體系一個大的門類，是以系統為研究對象、面向系統應用開發的基礎理論，是一門從整體上研究各種系統共同運動規律的科學［6］.

信息科學是以信息為主要研究對象，以信息的運動規律和應用方法為主要研究內容，以計算機等技術為主要研究工具，以擴展人類的信息功能和智力功能為主要目標的一門新興的綜合性學科.電子信息技術發展速度遠快于信息科學理論的發展，電子信息技術、信息革命、信息化、信息社會的互動發展形態，促進了信息科學理論完善和快速發展.

管理科學與系統科學、信息科學一樣，是一門由許多學科交叉融合形成的綜合性科學，其研究通常采用歷史分析法、比較分析法、案例分析法、歸納演繹法等.

圖1 復雜電子信息系統仿真理論方法框架示意圖

2 學科理論

復雜電子信息系統仿真涉及的學科理論，主要指適用于仿真科學與技術的共用理論，包括：相似理論、仿真建模理論、仿真系統理論、仿真應用理論等.這些理論是開展復雜電子信息系統仿真研究的重要基礎［7-9］.

2.1 相似理論

相似理論是論述自然界和工程中各種事物相似條件和相似現象性質的學說.仿真領域所研究的相似理論，是針對仿真目的，為尋找仿真模型與研究對象之間的相似特性；對不同事物、系統、信息的相似性進行描述的基本概念和理論，包括：相似、相似域、相似規則、強相似、弱相似、相似性度量等［10-12］.

復雜系統的相似理論，主要研究由眾多異構系統組成的復雜系統在適應性、不確定性、涌現性等方面的相似性質.目前，復雜系統的相似問題研究主要包括：復雜系統的非線性相似、涌現性相似、不確定性相似、突變型相似、不可逆和不可重復性相似、自治性相似、自組織性相似等.由于復雜系統不可以用還原論進行描述，因此，其相似理論研究目前僅僅處于初步探索階段.

2.2 仿真建模理論

仿真建模理論是對仿真研究對象進行抽象描述，形成仿真模型的理論和方法.其主要任務是對客觀實體、運用環境、人類行為等進行抽象描述，為各類仿真應用奠定模型基礎.通常認為，仿真是一種基于模型的活動，建立系統模型并通過模型的運行進行研究和試驗，是仿真研究的主要目的.目前，仿真建模理論研究主要包括：模型的一般理論、構建模型的理論、復雜性建模理論等.

模型的一般理論主要研究模型分析、設計、構建、驗證、管理的共性原理和方法.復雜性建模理論，是將復雜性科學的相關理論和研究方法應用到仿真建模，建立符合復雜性仿真應用模型、以及驗證模型正確性和可信性的理論方法［13-15］.

復雜環境建模理論是對地形地貌、海洋、空間、大氣、電磁等環境的建模仿真，重點是對實體運行和決策行為直接產生影響的環境進行仿真，實現使人能有身臨其境的仿真效果；目前研究熱點主要集中在電磁環境效應建模方法、光學環境建模方法、可視化建模方法、混合現實建模方法，其發展方向為標準化、多學科融合、實時動態化和分布式協同化.

2.3 仿真系統理論

仿真系統理論主要研究仿真系統及其支撐環境設計、構建、運行管理，它包括一般理論、領域理論、支撐技術等.

仿真系統的一般理論是指導仿真系統構建與運行的共性理論，包括：仿真系統體系結構、設計和全壽命管理等.

仿真系統的領域理論是指導特定領域仿真系統研制的理論，包括：仿真系統的超現實性理論、時空一致性理論、實時性理論等.

仿真系統的支撐技術，主要研究構建仿真系統所采用的一系列技術與工具，包括：仿真系統開發支撐技術、系統運行支撐技術、系統標準規范等.

2.4 仿真應用理論

仿真應用理論主要研究各個仿真應用領域共有的普適性規律，包括可信性理論、仿真試驗設計原理與方法、仿真可視化原理與方法、仿真結果分析與評估方法、虛擬樣機工程方法等.

仿真應用的可信性理論包括仿真可信性的基本理論、影響因素的分析、控制方法等.其中，仿真可信性的基本理論，主要研究仿真可信性的概念、度量方法、分析與評估等；仿真可信性是指相對于特定應用目的、正確反映原系統客觀規律的程度，通常包括數據可信性、模型可信性、仿真系統可信性、仿真實驗可信性等；目前，仿真可信性的定量度量方法大多是基于誤差理論進行研究，而仿真可信性的定性度量方法主要基于仿真各個環節和仿真結果；仿真可信性的分析與評估采用定量與定性相結合的方法進行綜合研究；但是，對于復雜系統仿真的可信性分析與評估，現在經常采用的層次分析和模糊評判等方法仍有很大的局限性.

仿真試驗設計原理與方法，是依托仿真系統，根據研究目的，制定試驗大綱、確定試驗項目、開展試驗設計、整合仿真資源、運行仿真系統、獲取仿真數據、分析試驗結果、形成評估結論的完整過程.仿真試驗設計的主要目的是利用相關的原理和方法，對仿真試驗進行優化設計，期望以較小的試驗規模和次數，達到試驗目的，獲取必須的試驗結果.

仿真可視化原理與方法，是將仿真活動中的過程、現象、事物用人們視覺可以觀察的方式表現出來，包括：仿真建模的過程、仿真運行的過程、仿真結果的可視化等，在各類仿真活動中均有應用.仿真可視化采用基于地理信息系統的二維可視化和視景技術的三維可視化，應用仿真初始條件的可視化、仿真模型的可視化、仿真試驗的可視化、仿真評估的可視化、仿真環境的可視化、人機交互的可視化、仿真不可見信息的可視化等方面.

仿真結果分析與評估方法，主要包括仿真試驗數據處理分析、仿真結果評估、綜合評估的結果分析等.

虛擬樣機工程方法，是一種基于計算機仿真的數字化復雜產品工程支持技術，它利用建模仿真技術構造數字化復雜產品（虛擬樣機），并將建模仿真技術魯棒、協同、集成化地應用于復雜產品采辦的全生命周期；以虛擬樣機為核心，合理組織復雜產品開發全過程的三要素（團隊、管理、技術），有機集成三類技術（工程設計、建模仿真、項目管理），促進復雜產品開發過程中各類活動的集成優化運行，以達到提升復雜產品開發效率和質量、提高企業創新能力與市場競爭力的目的.目前，虛擬樣機工程方法的研究熱點包括：復雜產品多域多維多尺度動態演進的建模，復雜產品設計知識的物化，多學科設計優化理論與方法，復雜產品虛擬樣機工程全生命周期管理，網絡化虛擬制造平臺，基于知識的產品多學科、異地、協同建模仿真，建模仿真與數字化設計制造技術的集成，基于仿真的采辦（Simulation Based Acquisition，SBA）和面向各領域、各層次的參數化、組件化、通用化的產品與環境模型庫技術等.

3 仿真方法論

復雜電子信息系統仿真的方法論，是研究和解決仿真工程問題的一般規律和模式.它不僅要考慮方法論的共性特點，綜合采用演繹邏輯、歸納邏輯、概率統計、試驗驗證等思維模式；更要針對領域特點，采用系統工程方法論、體系工程方法論、仿真工程方法論，具體解決復雜電子信息系統仿真工程問題.

3.1 系統工程方法論

系統工程方法論是圍繞特定目的研究開發人工系統和復合系統、從整體上研究和解決問題的總稱.具有代表性的系統工程方法論，包括近半個世紀以來發展起來的霍爾和切克蘭德的系統工程方法論、并行工程方法論、物理-事理-人理（Wuli-Shili-Renli，WSR）系統方法論.

系統工程方法論是1968年美國貝爾電話公司工程師霍爾最早提出的，其核心內容是時間維、邏輯維、知識維的系統工程三維結構模型.英國學者切克蘭德把霍爾提出的方法論稱為硬系統方法論，他自己則在此基礎上提出了軟系統方法論.霍爾的三維結構模型中，時間維表示從系統工程規劃到更新的全過程，分為規劃、方案、研制、生產、運行、更新等6個階段；邏輯維是運用系統工程方法進行思考、分析和解決問題時應遵循的程序，它將每個階段所要進行的工作分為明確問題、選擇目標、系統綜合、系統分析、方案優化、做出決策、付諸實施等7個步驟；知識維是指在完成上述各種步驟所需要的各種專業知識和管理知識.運用系統工程知識把時間維和邏輯維結合起來，便形成一個二維結構的系統工程活動矩陣，活動矩陣在應用于復雜電子信息系統仿真時，可有效解決仿真工程的管理問題，減少決策上的失誤和計劃實施過程中的困難.切克蘭德的軟系統方法論的核心思路不是尋求最優化，而是調查、比較、學習，從系統現狀和模型比較中，學習改善現存系統的途徑.其方法流程主要包括問題現狀說明、弄清關聯因素、建立概念模型、改善概念模型、將概念模型與現狀比較、實施系統改革方案等6個步驟.

并行工程是美國國防分析研究所在20世紀80年代提出、在計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS）和系統工程中發展起來的工程方法論，已經成為美國國防部21世紀發展武器裝備系統的基本管理指南.并行工程是對系統產品及相關過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設計的一種系統化方法論，它力圖使系統開發者從一開始就考慮系統全生命周期的所有因素，包括質量、成本、進度和用戶需求.并行工程強調的四大要素是加速開發周期、提高系統質量、降低系統成本、提供優質服務.作為系統工程原理的深入和應用，并行工程是一種更為廣義的優化設計，更加注重集成性、協同性、并行性、科學性.并行工程的組織管理模式采用信息系統支持下的柔性化組織，強調縮短信息傳遞途徑、加強不同領域間的融合與協作，對組織結構的影響表現為向扁平化組織結構演化的趨勢.按照并行工程管理技術和方法組織實施，包括：制定并行工程實施計劃、確定明確的開發目標、進行并行工程培訓和基礎設施準備、分析現有過程、按照重組原則改進現有過程模型、實施新的過程、評價結果并改進.

物理-事理-人理系統方法論是1995年由中科院顧基發研究員和英國Hull大學朱志昌博士共同提出的［16］.該方法論認為，在處理復雜系統問題時，既要考慮對象系統的物的方面（物理），又要考慮如何更好使用這些物的方面，即事的方面（事理），還要考慮由于認識問題、處理問題、實施管理與決策都離不開的人的方面（人理）.把這三方面結合起來，利用人的理性思維的邏輯性和形象思維的綜合性與創造性，組織實踐活動，以產生最大的效益和效率.任何復雜系統不僅涉及物、事、人，而且涉及它們三者之間動態、交互的過程.物理、事理、人理三要素是不可分割的，它們共同構成了關于世界的知識，包括是什么、為什么、怎么做、誰去做，所有的要素都是不可或缺的.缺少、忽略了某個要素，對復雜系統的研究是不完整的.WSR系統方法論的運用包括：理解意圖、調查分析、形成目標、建立模型、協調關系、提出建議6個步驟.在系統綜合集成實施過程中，上述這些步驟有時需要反復進行，也可以將有些步驟提前進行.

3.2 體系工程方法論

體系工程與系統工程的主要不同點是作用對象不同，體系工程的對象是多個系統組成的大型復雜系統.除此之外，二者的主要區別在于四個方面：一是追求的目標不同，系統工程將系統整體最優作為追求目標，體系工程將用戶滿意作為追求目標；二是作用對象的組成機制不同，系統工程強調系統組分之間的有機聯系，體系工程強調各個組分開發運行的相對獨立性；三是對環境因素的考慮不同，系統工程強調系統與運行環境是相互獨立的，體系工程強調體系背景復雜、與運行環境不可分割；四是推進方法不同，系統工程強調系統建設是實現設計目標的過程，體系工程強調體系建設是逐步演化的動態進化過程［16］.

體系工程方法論源于對體系現象與問題的研究，是21世紀初人們在研究復雜大系統工程問題時探索形成的.盡管目前學術界對體系工程方法論還沒有形成統一的認識，但是它在體系描述、體系設計、體系集成、體系演化、體系測度等方面探索提出的方法，已經成為學術研究的熱點領域.

體系描述法，涉及體系工程的需求描述、目標設定等，目前主要研究：綜合采用復雜網絡分析法、復雜系統分析法、信息系統分析法、建模分析等手段，對體系的功能、流程、演化等進行分析描述［3，17］.

體系設計法，主要是對體系建設與體系演化進行總體設計，對發展戰略在時間、空間的展現形態和發展路線的整體設計，不僅取決于技術，更取決于理念.采用的方法主要有能力分解法、發展路線圖、體系結構法、風險矩陣等.

體系集成法，涉及體系建設全過程的技術集成、管理集成等.其中，技術集成研究主要采用共性技術體制的體系資源集成法，體系行動規劃分析的體系資源配置法，體系協作和體系編成計劃的信息資源共享法等.管理集成主要是采用管理科學理論的現代項目管理方法，對人力、物資和各類資源進行綜合管理.

體系演化法，主要涉及體系的漸進演化模式和激進演化模式，在大多數情況下，體系建設往往采用漸進演化模式，包括體系構建、流程重組、體系再造等過程，而每一個過程又要涉及概念分析、結構設計、運行實現等階段.體系演化方法研究包括體系演化分析法、體系演化設計法、體系協同演化法、資源配置演化法、體系靜態演化與動態演化法等，有進一步向體系演化工程發展的趨勢.

體系測度法，主要涉及體系有效測度、體系效能評價、體系探索分析等.目前，體系有效測度與體系效能評價研究主要包括體系效能測度建模、體系魯棒性測度、體系動態適應性測度、體系涌現性測度、體系建模與仿真驗證等；體系探索分析研究主要包括探索性分析理論、探索性分析框架、探索性分析建模、關鍵技術實現等方法手段研究.

3.3 仿真工程方法論

仿真工程方法論，是借鑒相關學科理論研究成果，研究仿真科學技術的工程方法論［7-8，18］.通常，仿真工程方法論涉及“仿真建模、仿真運行、仿真應用”等，包括抽象映射的仿真建模、模型試驗的仿真運行、目標牽引的仿真應用方法論等.

基于抽象映射的仿真建模方法論，核心思想是抽象與映射，即對仿真對象的主要特性進行抽象提取，建立相應的概念模型；進而對概念模型進行形式化表述和數學轉換，將其映射為可計算的仿真模型.這一過程是基于相似理論實現的，不僅涉及對仿真對象的感性認識和理性抽象，也涉及到對模型進行形式化映射和驗證等一系列活動.

模型試驗的仿真運行方法論，認為仿真活動的本質是對仿真模型進行試驗，在有序的模型組織體系下，設計、控制、管理仿真系統運行的過程.當前，系統仿真正在向“數字化、虛擬化、智能化、網絡化、服務化、普適化”為特征的現代化方向發展，在網絡環境下構造、運行、管理仿真系統，實現仿真系統與研究對象的在線同步運行試驗，將大大提升仿真系統的運行效率，擴展仿真系統的作用范圍.

目標牽引的仿真應用方法論.現行的仿真應用都是圍繞預定目標展開的，目標牽引是仿真應用方法論的重要前提.利用仿真手段開展復雜系統和工程應用的“全系統、全過程、全方位”研究，根據不同應用領域的特定任務要求，從仿真對象的不同角度、不同層次進行系統整體和全過程的仿真應用研究，解決不同應用領域的特定問題，是現代仿真工程的主要使命.

4 仿真工程方法

復雜電子信息系統仿真的工程方法，是為了獲取滿足應用領域要求的仿真系統產品，支持仿真工程開發、技術實現、綜合集成、評估分析的規則、技術和工具的集合.與信息系統開發的工程方法類似，系統仿真的工程方法大多脫胎軟件工程方法，而且往往比軟件開發方法的成熟期滯后一個階段.目前，復雜電子信息系統仿真工程方法主要包括：復雜系統仿真的過程模型、復雜系統仿真的開發方法、復雜系統仿真的通用方法、復雜系統仿真的評估方法等［4，14-15］.

4.1 仿真的過程模型

復雜電子信息系統仿真的過程模型，是跨越仿真系統開發期的全部“過程、活動、任務”的結構框架，它能夠清晰、直觀地表達復雜電子信息系統仿真開發過程要完成的主要活動和任務，可以作為復雜電子信息系統仿真的工作基礎.過程模型應能支持復雜系統仿真的開發、保障、組織過程，歷史上主要出現過三類過程模型：線性模型、原型模型和演化模型.

線性模型，包括瀑布模型和快速應用開發模型應用于系統需求比較清晰、項目邊界比較明確的項目，常規武器裝備研制大多采用這類模型.

原型模型，是對線性模型的改良，一般應用于通過原型試驗后逐步確定系統發展模式的項目，對需要探索試驗的項目，例如戰略武器裝備研制大多采用這種模型.

演化模型，是對原型模型的進一步改進，應用于系統需求是在整個開發過程中逐步明晰的項目，強調系統建設是一個動態、漸進、分階段發展完善的過程，比較適合復雜電子信息系統仿真這類項目的開發；演化模型的實現類型又包括增量模型、螺旋模型、雙螺旋模型、基于構件的開發模型、噴泉模型、智能模型等.

4.2 仿真的開發方法

對于復雜電子信息系統仿真開發而言，目前具備理論和技術支持發展比較成熟的工程方法有：結構化方法、面向對象方法、基于構件方法、基于Agent方法.這些方法的共同特點是，可以在形式化或非形式化的理論和技術支持下，為復雜電子信息系統仿真開發提供全過程支持.

結構化方法，源于20世紀70年代的結構化分析與設計技術，已經被廣泛地應用于系統定義、需求分析、系統設計中.其主要特征是面向過程和功能分解.面向過程體現在它是一種面向信息流的分析與設計，自始至終“以信息流”為主線，清晰地表達了信息的流向.功能分解體現在以“自頂向下、逐步求精”作為核心，其過程是一個由抽象到具體的基于功能的模塊劃分過程.結構化方法一般包括四個步驟：結構化分析、結構化設計、結構化實現、結構化測試.該方法的優點是簡單、易于掌握，按功能進行分解和集成的理論方法比較成熟，具有完善的標準規范、配套的工具環境支持.缺點是開發效率較低，難以適應需求變化，系統各組成部分的重用性較差.結構化方法應用過程主要指分析階段和設計階段.分析階段的主要階段成果是建立數據模型、過程模型、規則模型、動態模型、綜合字典；設計階段的主要階段成果體現為功能建模和信息建模.

面向對象方法，顧名思義就是以對象觀點來分析現實系統中的問題.采用自然的思維方式，把事物歸類、綜合，提取共性并加以描述；面向對象方法是一種分析、設計、思維、綜合方法.它是一種應用對象、類、繼承、聚合、消息傳遞和多態性等構造系統的綜合集成方法.包括面向對象的系統分析、面向對象的系統設計、面向對象的系統實現、面向對象的系統測試.它在系統開發過程中采用了一致的模型，可支持各個階段之間的回溯.對象技術反映了對世界的自然視圖.對象按類和類層次被分類，封裝了數據和處理.類定義一旦完成，形成了在建模、設計和實現不同級別上重用的基礎.新對象可從類中通過實例化產生.目前，面向對象的方法已經在工程開發中得到普遍采用，其優點是建立的模型接近自然描述，對象的層次嵌套結構便于對復雜系統的描述，便于形成可重用的模塊，有統一建模語言和配套工具支持面向對象的開發和推廣應用.

基于構件方法，采用了一種簡單的構件化思想.在傳統的建筑學領域，建筑物設計與建造采用的就是基于構件的方法，包括建筑尺度的標準化、不同建筑物中都用大量的相同構件、構件的粒度可大可小、外購標準構件與建筑物本體有機地綜合等；基于構件方法可以看成是在系統構件的基礎上增加了許多“使能機制”，支持快速地構造系統，完成系統綜合集成的使命.基于構件方法是在面向對象方法的基礎上，根據軟件重用的技術需求逐步發展起來的，強調使用“構件”來設計和構造系統.構件方法通常包括二個子過程：領域工程和應用工程.領域工程的目的是在特定的應用領域中標識、構造、分類和傳播一組產品；應用工程可在應用系統開發或者再工程中選取這些產品進行重用.通常，可重用構件的分析、設計技術可采用傳統的方法；但是，可重用構件應該在特定的應用領域中進行設計，建立應用領域的標準數據結構、接口協議和系統體系結構［18-19］.

基于Agent方法，源于20世紀70年代末發展起來的Agent理論和技術，由于它可以用于解決開放、復雜、異構、大型分布式系統的信息處理要求，因此，引起了眾多研究人員的關注.目前，基于Agent方法研究分為形式化的方法和非形式化的方法.形式化方法主要包括系統規范、系統實現、系統驗證等.非形式化方法主要研究基于Agent的分析與設計方法學，主要包括擴充面向對象建模技術或方法學的適用性來設計Agent系統，擴展知識工程的方法學和建模技術，利用形式化方法和語言提供定義框架以支持Agent或Agent系統規范，支持特定的Agent系統開發等.與構件相比，Agent增加了自動化處理分布式系統問題必須解決的技術關鍵.隨著網絡技術的發展，基于Agent方法必將成為未來網絡環境下復雜系統開發的主流方法之一.

4.3 仿真的通用方法

針對不同應用目的，復雜電子信息系統仿真的對象規模、對象特性、應用范圍是不同的，因此，所采用的仿真方法也表現出了多樣性特征，形成了豐富的仿真方法集合.通常，復雜電子信息系統仿真的通用方法主要有以下分類：

依據仿真對象規模和復雜程度，可以劃分為簡單系統仿真方法和復雜系統仿真方法.簡單系統仿真方法多采用成熟的數學建模方法，包括機理分析法、直接相似法、概率統計法、層次分析法、圖論方法、蒙特卡洛法、模糊集論法等；復雜系統仿真主要采用簡化仿真、智能仿真、構造人工系統等方法.

依據系統模型性質，可以劃分為定量仿真方法和定性仿真方法.定量仿真方法包括：連續系統仿真、控制系統仿真、離散事件系統仿真；定性仿真方法主要有模糊仿真法、歸納推理仿真法、非因果關系推理法等.

依據仿真系統實現手段，可以劃分為物理仿真法、數學仿真法、半實物仿真法（實物在回路仿真法）、人在回路仿真法、軟件在回路仿真法（嵌入式仿真法）等.

依據仿真系統結構，可以劃分為集中式仿真法和分布式仿真法.分布交互式仿真法是復雜系統仿真采用的主流方法，目前正隨著信息技術環境的變革，向網絡化仿真演進.

依據仿真時鐘與實際時鐘關系，可以劃分為實時仿真法、亞實時仿真法、超實時仿真法.實時仿真法采用的仿真時鐘與實際時鐘完全一致，也稱為在線仿真；亞實時和超實時仿真中的仿真時鐘分別慢于或快于實際時鐘.

依據復雜系統仿真建模方法，可以劃分為理論仿真、實驗仿真和混合仿真.復雜系統理論仿真中，基于系統辨識的建模和復雜網絡的建模方法、基于灰色系統理論的建模和系統動力學的建模方法比較常用；復雜系統混合仿真方法中，LVC（實體Live、虛擬Virtual、構造Constructive）的混合仿真方法近年來比較常用.

依據構建仿真系統的方法，可以劃分為仿真系統設計法、仿真系統開發管理法、仿真時間管理法、仿真數據管理法等.值得指出的是，近年來大數據技術的發展，使得構建仿真系統的方法面臨顛覆性的變革，基于非結構數據分析和模糊匹配的搜索式仿真將成為一種全新的仿真方法流派.

依據仿真試驗方法，可以劃分為仿真試驗組織和仿真數據分析評估方法、仿真可視化分析和仿真應用的可信性分析方法等.

4.4 仿真的評估方法

復雜電子信息系統仿真的評估方法主要包括仿真系統可信性評估、仿真結果評估［20-21］、仿真對象能力評估等.20世紀90年代開始，一些新的綜合分析方法成為新的研究熱點，包括探索性分析方法、復雜網絡分析方法、體系重心分析方法等.

探索性分析方法，是針對人們對系統不確定性與整體性重視不夠而提出的，過去研究只是在一個預計“最佳”方案的基礎上做一些靈敏度分析，進行局部的不確定性分析，很少進行全局的不確定性分析.借助仿真實驗手段，探索性分析可以直觀、全面地分析了各種不確定性要素對結果的影響.應用研究相比理論研究更是一個熱點和亮點，大量有影響的成果不斷面世.

復雜網絡分析方法，是針對傳統圖論、數值分析和其它解析方法在應對復雜網絡化體系形式的分析能力有限，新興的復雜網絡理論則可能為此方面的研究帶來突破而提出的.處理大尺度異質戰場通信網絡的復雜網絡特征要采用符合復雜網絡問題的方法.

體系重心分析方法，是針對體系關鍵節點及脆弱性分析提出的方法.通常，戰爭體系重心是指支撐參戰國家和部隊戰爭意愿、提供戰爭力量和奪取戰爭行動優勢的關鍵因素.

5 理論方法應用分析

復雜電子信息系統作為一類面向信息化戰爭應用的人造系統，具有組成關系復雜、機理復雜、子系統之間以及系統與環境之間交互關系復雜、總體行為具有涌現性和非線性等特征.綜合采用上述理論方法對仿真工程進行指導，可以有效提升復雜電子信息系統仿真的開發效率、工程質量和整體水平.

從基礎理論的應用角度分析，復雜電子信息系統仿真，比較適合于采用復雜系統理論，對系統的自適應性、不確定性、涌現性等復雜性特征進行模擬，解決其特定問題；在研究對象、內容、方法上，與信息科學理論有大致相同的范疇，可以直接將信息化建設的理論方法應用到復雜電子信息系統仿真工程之中；可以采用項目管理方法，提高對復雜電子信息系統仿真工程各類活動的管控.

從學科理論的應用角度分析，復雜電子信息系統仿真的相似性問題是值得深入探討的，應兼顧整體與局部的相似，將仿真系統進行層次分解，構建組分的微觀行為模型和系統整體結構行為模型，重點關注宏觀過程和結果的相似；其建模活動應該綜合采用模型的一般理論、構建模型的理論、復雜性建模理論，解決系統不同層面、不同類型、不同應用過程的仿真建模要求；其系統仿真研究，需要全面涉及仿真系統的一般理論、領域理論、支撐技術、嵌入式仿真系統技術等，指導工程實踐；其仿真應用，應綜合運用仿真可信性理論、仿真試驗設計原理與方法、仿真可視化原理與方法、仿真結果分析與評估方法、虛擬樣機工程方法等［22］.

從方法論的應用角度分析，三種方法論在解決復雜電子信息系統仿真工程問題時，都可以發揮很大的作用.可以運用霍爾和切克蘭德、物理-事理-人理、并行工程等系統工程方法論的基本原理，對復雜電子信息系統仿真工程的實施進行指導；可以采用體系描述、體系設計、體系集成、體系演化、體系測度等體系工程方法，以形成體系能力為目標，具體規范復雜電子信息系統仿真的各項活動；可以直接采用抽象映射的仿真建模方法論、模型試驗的仿真運行方法論、基于目標牽引的仿真應用方法論，開展仿真工作，滿足不同仿真應用要求.

從工程方法的應用角度分析，復雜電子信息系統仿真工程實施中，可以直接采用演化模型，并在局部選擇采用線性模型和原型模型；開發方法應主要采用基于構件的開發，并根據需要采用結構化方法、面向對象方法、基于Agent方法；在通用方法運用中，不僅要考慮適用性問題，更應注重功能維、組織維、指揮級別維、空間維、時間維、使命維的綜合集成問題，采用不同的方法解決系統整體和局部仿真不同層面的問題；應綜合利用探索性分析、復雜網絡分析、體系重心分析等方法，加強系統整體的涌現性評估.

6 結 論

本文梳理了復雜電子信息系統仿真的基礎理論、學科理論、方法論、工程方法，分析了各種理論方法在復雜電子信息仿真中的應用方式.相關的理論方法都是針對不同的實踐問題研究提出的，不是非此即彼的關系，任何一種理論方法都不是完美無缺和普遍適用的.在復雜電子信息系統仿真工程中，應該根據具體應用項目特點，博采各種理論方法的優點，為形成“整體統一”的復雜電子信息系統仿真理論方法奠定基礎.

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