通用校核驗證方法研究

門星火　李曉利　綦磊升

摘要：建模與仿真的校核、驗證和確認（VV&A;）是建模與仿真應用取得成功的重要保證，但VV&A;付諸實踐難度大，一定程度上制約了建模與仿真的發展，加強VV&A;方法研究具有重要的理論價值和現實意義。通用校核驗證方法（GMVV）主要用于制定、組織、管理建模與仿真（M&S;）的校核及驗證（V&V;）工作，作為一種普適性、綜合性方法已成為國際仿真互操作標準組織（SISO）推薦的V&V;標準指導文件。研究了GMVV方法的技術框架，詳述了概念框架、實現框架和剪裁框架及它們之間的關系，以及基于GMVV在一些仿真應用中開展V&V;工作的案例。研究表明，針對M&S;的特定用途，利用GMVV提供的技術框架能有效地證明M&S;產品能否被接受，GMVV是實現優質V&V;的一種有效途徑。

關鍵詞：校核；驗證；通用校核驗證方法

DOIDOI：10.11907/rjdk.172433

中圖分類號：TP301

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2018）003005006

英文摘要Abstract：A Verification，Validation and Accreditation （VV&A;） of M&S; is an important assurance for success ofM&S; assets.But putting VV&A; into practice is hard and insufficient，and restricts a development of M&S.So; a study on the method of VV&A; has important theoretical andpractical significance.The Generic Methodology for Verification and Validation （GMVV） is a generic andcomprehensive methodology for structuring， organizing and managing the verification andvalidation （V&V;） of M&S; assets. The GMVV is a recommended practice within theSimulation Interoperability Standards Organization （SISO）. This paper provides an overview of the GMVV technical framework，and illustrates the conceptual， implementation and tailoring framework and their interrelationshipsindetail. Lastly， this paper presents some application exercises， where the GMVV has been applied for verification andvalidation. The research shows that the GMVV provides a technical framework to efficiently develop arguments to justify why M&S; assets are acceptable or unacceptable for a specific intended use. The GMVV is an effective way to achieve highquality of V&V.;

英文關鍵詞Key Words：verification；validation； GMVV

0引言

系統建模與仿真（M&S;）是現代科學技術研究與系統分析、設計的有效手段，其有效性建立在模型有效、可信的基礎上。為保證M&S;應用的有效性和可信度，必須在M&S;應用的全生命周期內獨立并行地開展校驗、確認與驗收（Verification，Validation and Accreditation，VV&A;）工作，這對M&S;應用成效具有決定性意義[1]。

國外對VV&A;的研究可以追溯到20世紀60年代。70-80年代的研究集中于建立與模型可信性相關的概念、術語和規范，美國計算機仿真學會（SCS）于70年代中期成立了“模型可信性技術委員會（TCMC）”，這是一個重要的里程碑。進入90年代后，許多政府、民間部門和學術機構都成立了相應的組織，以制定各自的建模和仿真及其VV&A;規范和標準。由于仿真系統越來越復雜，國內外仿真工作者一致認為：只有對仿真的全過程進行VV&A;，才能確保仿真系統的可信性。因而，對VV&A;在M&S;全生命周期的應用研究也越來越受到高度重視。比較有代表性的研究有：Osman Balci等[2]將仿真生命周期概括為10個階段并提出了13個VV&A;活動的過程模型；美國國防部《VV&A;建議指導規范》提出了一個將一般仿真系統生命周期中的VV&A;工作劃分為7個主要階段的過程模型；Graffagnini Jean等[3]提出了分布交互仿真VV&A;的九步參考模型；Dirk Brade[4]從如何組織V&V;結果的角度，提出了V&V;三角形方法，將針對M&S;產品的V&V;活動劃分為20個子活動等。

VV&A;工作貫穿于M&S;的全過程，VV&A;過程費時、費力但卻不可缺少，不恰當的VV&A;工作將給M&S;過程帶來巨大災難。如果不進行VV&A;標準化，VV&A;工作各自為政，那么仿真系統的開發者、應用者和管理者在進行仿真系統可信度評估工作過程中，將會無章可循、無法可依[5]。為開發一個統一并且通用的模型、仿真和數據的VV&A;框架，西歐武器裝備組（Western European Armament Group，WEAG）發起了一個國際聯合項目，即REVVA（Referent for VV&A;），以實現模型、仿真和數據在這些國家的國防部門間相互共享，該項目由法國、荷蘭、瑞典、加拿大、丹麥政府以及英國的工業合作伙伴共同參與，該研究在NATOMSG073工作組得到了延續。通用校核驗證方法（Generic Methodology for Verification and Validation，GMVV）即源于REVVA項目。2006年，仿真互操作標準化組織（Simulation Interoperability Standards Organization，SISO）正式批準GMVV的產品提名，并成立了草案小組和產品開發小組。在歐幾里得項目REVVA（Euclid project REVVA，2009）、基于FEDEP的VV&A;標準IEEE1516.4、ITOP7.2 VV&A;工作小組、美國國防部建模與仿真辦公室的VV&A; RPG模板等VV&A;標準和工作基礎上，GMVV標準規范得到了進一步完善和發展。2013年，GMVV被SISO批準為V&V;的標準指導文件。研究GMVV方法及其應用技術，可為規范VV&A;過程、提高V&V;工作效率和質量提供指導。