面向社会计算的集成建模方法与应用系统

复杂社会系统建模是社会计算面临的首要问题.面向社会计算领域的建模流程与需求,提出了一种模型深度集成架构,称为POV框架.该框架由物理层、覆盖层和虚拟层3部分组成,提供了模型的组织、表达和集成方法.基于该方法搭建了面向社会计算数据模型交互共享集成平台,为研究者们提供包括数据资源、分析工具和建模仿真计算环境的社会计算实验平...     

多分辨率建模技术在无线传感器网络仿真中的应用

由于无线传感器网络具有超大规模、与环境耦合紧密等特点,物理实验不可避免受到限制,仿真建模因此成为重要的研究手段.多分辨率建模作为复杂系统分布式仿真的关键技术,能够很好地满足无线传感器网络的仿真需要.本文简述了多分辨率建模相关的理论与技术,对其在无线传感器网络仿真研究中的应用意义做了分析,并且基于多分辨率建模方法提出了一种新的传感器网络仿真框架,最后通过仿真试验论证了新框架的可行性.     

基于SWARM的虚拟社会经济系统建模与仿真

经济系统是虚拟社会中的重要组成部分,通过研究虚拟社会中政治、军事、外交等危机事件对经济系统整体及内部组成因素的影响,为决策者提供一种近似实际的较为逼真的训练环境,达到在不同条件下进行战略决策综合演练,提高战略决策者处理危机事件能力的目的.主要阐述了一种基于SWARM的经济建模与仿真方法,概括总结了该方法的建模思路与仿真步骤,运用该方法对虚拟社会的经济系统进行了建模,重点描述了模型的结构及各类Agent的属性和行为,并给出了虚拟社会经济系统的仿真框架,最后以某一地区的宏观经济情况为研究背景做了初步实验,得到了初步的实验结果.     

信息-物理融合系统动态行为模型构建方法

信息-物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)特有的计算、通信、控制的联合动态性,计算与物理的多尺度融合性,系统环境及状态的时空交互性以及系统动态行为的非确定性,不但使面向CPS的模型驱动设计与验证方法在CPS系统设计中更为重要,而且也向其提出了新的技术挑战.论文在结合典型实例分析CPS系统特征及其模型构建具体挑战的基础上,研究并总结了CPS动态行为建模的主要方法:一体化建模方法从CPS系统层面描述计算过程与物理过程的交互与融合;时空交互建模方法关注CPS系统行为与时间及空间关系的语义表示;功能和实现兼容建模方法侧重刻画CPS系统的逻辑设计和物理实现的映射与支撑;而集成建模方法则重点解决多异构模型的交互方式与语义的一致表达.论文基于多异构实体的CPS系统建模框架,提出了一种CPS系统结构与动态行为的协同建模方法,并用CPS-ADL对其进行了实现和验证.     

基于Agent的森林火灾系统建模仿真

为研究森林火灾系统的整体发展态势及演化规律,引入面向模式的基于Agent的建模方法,进行了融合自然、社会微观作用机理的计算机仿真研究,以Agent元模型为软件实现基础建立起森林火灾系统模型,有机融合了林火蔓延的元胞自动机模式和协作扑救的网络协作模式.对森林火灾系统模型进行动态仿真实验,实验结果表明了有关模式对系统态势发展的影响,以及基于Agent的建模方法对森林火灾系统研究的有效性.     

动态环境耦合下的行为建模与模拟现状分析

本文对耦合动态环境的行为建模与模拟进行综述,主要从动态环境研究现状、行为建模与模拟的研究现状、动态环境下的行为建模与模拟的挑战三个方面进行分析与探讨.对于动态环境的现状,本文从数据组织方法和建模方法两个方面进行分析.对于行为建模与模拟现状,分为个体行为和群体行为分别进行探讨.针对以上两方面的研究与分析结果,本文就现阶段下在动态环境下的行为建模与模拟应用现状进行分析.最后,本文分析了动态环境耦合中的行为建模与模拟未来需要面临的挑战,挑战主要是实时性与逼真度之间的矛盾和构建真实有效科学的行为模拟带来的挑战.     

社会网络节点影响力分析研究

社会网络节点影响力研究是社会网络分析的关键问题之一.过去的十多年间,随着在线社会网络的快速发展,研究人员有机会在大量现实社会网络上对影响力进行分析和建模,并取得了丰硕的研究成果和广泛的应用价值.本文分析和总结了近年来社会网络影响力分析的主要成果.首先介绍了节点影响力的相关定义、作用范围以及表现形式;接着重点分类介绍节点影响力的度量方法,从网络拓扑、用户行为和内容分析3类方法总结了影响力的建模和度量方法;然后总结了影响力的传播和最大化模型相关成果;最后介绍了影响力的评价指标和应用.根据对现有方法的系统总结,对社会网络影响力的未来研究提出了一些值得关注的方向.     

基于元建模的移动Ad Hoc网络性能优化

针对移动Ad Hoc网络性能优化过程中的仿真模型精确性与仿真模型运行效率之间的矛盾,提出了利用相关向量元模型来拟合网络仿真模型并进行优化的解决方法.重点研究了元建模方法中的实验设计方法、元模型拟合方法、模型验证与评估等关键技术.利用适度精确的元模型替代仿真模型进行设计空间探索和多目标优化,实验结果表明,基于元模型的优化可以成功应用于移动Ad Hoc网络等复杂系统建模、分析与优化,有效提高此类计算密集过程的计算效率.     

蓄储液系统两种建模方法的仿真比较与分析

生产中大部分液位控制系统的被控对象都可以看作是某种具有类似特征的蓄储液系统,它的建模研究具有重要的实际意义。以水箱系统的建模为例,研究常见的机理分析建模方法和基于模糊推理的新建模方法在蓄储液系统建模中的应用。通过设计系列的对比实验,借助计算机仿真与实物实验相结合的方法,对两种建模方法进行了系统的比较与分析,指出了两种建模方法各自的特点及其适用的对象。     

遥控作业移动机器人环境建模方法研究

本文介绍了用于遥控机器人作业虚拟环境生成的建模方法，重点研究了基于人机交互的双目立体视觉和多视点建模方法，以克服视觉自动建模方法计算复杂、鲁棒性差的缺点，给出了环境建模的实验系统和实验结果。     

基于ACP的动态网民群体运动组织建模与计算实验研究

由互联网促成的社会运动组织一经出现, 就受到了广大社会学者以及计算机领域专家的广泛关注. 一方面, 互联网特别是移动互联网在整合信息、引发共振、实时分享及高度互动等方面的特性, 为网民行为的大规模快速聚集提供了直通渠道, 使得多角度超视距观察并研究在线人群复杂行为及其组织特性成为可能; 另一方面, 这一研究在社会化媒体营销、共享经济、非军事组织行动中的应用意义愈加显著. 本文引入群体行为动力学和社会运动组织理论的研究, 提出基于ACP的动态网民群体运动组织(Cyber movement organizations, CMOs)研究方法. 本文工作首先使用多智能体建模方法构造双层结构的人工社区模型, 以此为基础对动态网民的个体以及群体动态组织行为展开计算实验探讨, 重点阐释了社区用户的交互行为机制及群体组织活动的建模机制, 为揭示微观个体简单行为对于宏观群体复杂涌现现象的影响奠定基础.     

The Exploratory Modeling Workbench: An open source toolkit for exploratory modeling,scenario discovery,and (multi-objective) robust decision making

There is a growing interest in model-based decision support under deep uncertainty, reflected in a variety of approaches being put forward in the literature. A key idea shared among these is the use of models for exploratory rather than predictive purposes. Exploratory modeling aims at exploring the implications for decision making of the various presently irresolvable uncertainties. This is achieved by conducting series of computational experiments that cover how the various uncertainties might resolve. This paper presents an open source library supporting this. The Exploratory Modeling Workbench is implemented in Python. It is designed to (i) support the generation and execution of series of computational experiments; and (ii) support the visualization and analysis of the results from the computational experiments. The Exploratory Modeling Workbench enables users to easily perform exploratory modeling with existing models, identify the policy-relevant uncertainties, assess the efficacy of policy options, and iteratively improve candidate strategies.     

基于概率模型的大规模网络结构发现方法

随着万维网和在线社交网站的发展,规模大、结构复杂、动态性强的大规模网络应用而生。发现这些网络的潜在结构,是分析和理解网络数据的基本途径。概率模型以其灵活的建模和解释能力、坚实的理论框架成为各领域研究网络结构发现任务的有效工具,但该类方法存在计算瓶颈。近几年出现了一些基于概率模型的大规模网络结构发现方法,主要从网络表示、结构假设、参数求解这3个方面解决计算问题。按照模型参数求解策略将已有方法归为两类：随机变分推理(stochastic variational inference)方法和在线EM(online expectation maximazation)方法,详细分析各方法的设计动机、原理和优缺点。定性和定量地对比、分析典型方法的特点和性能,并提出大规模网络结构发现模型的设计原则。最后,概括该领域研究的核心问题,展望未来发展趋势。     

基于元模型的知识管理建模工具设计与开发

知识管理建模是构建组织知识管理系统的基础．组织知识管理建模远比信息管理建模复杂，迫切需要建模工具的支持．从知识内容和管理两个层面分析提出知识管理的建摸需求，以此为依据建立知识管理元模型．组织知识管理元模型包括组织战略、组织结构、组织流程和组织知识地图四个子模型．为了方便建模工具的开发，用组织知识管理对象建模语言集成各子模型对应的建模语言．在此基础上实现了一个知识管理建模工具．     

Enabling agile adoption practices through network organizations

As distributed organizations increasingly rely on technological innovations to enhance organizational efficiency and competitiveness, interest in agile practices that enable adoption of information technology (IT) based innovations has grown. This study examines the influence of a network organization environment on the ability to develop agile adoption practices. An exploratory case study design was used to investigate the interactions between network structure, social information processing, organizational similarity (homophily), and absorptive capacity during the adoption of a large-scale IT system in two network organization environments within New York State. The data suggest that network organization characteristics and communication processes that reinforced social influence and supported knowledge transfer positively influenced adoption agility. We propose a model of agile adoption practices and discuss implications for the development of theory about network organization characteristics and capabilities to adopt IT-based innovations.     

The OCoN Approach to Workflow Modeling in Object-Oriented Systems

Workflow management aims at modeling and executing application processes in complex technical and organizational environments. Modern information systems are often based on object-oriented design techniques, for instance, the Unified Modeling Language (UML). These systems consist of application objects which collaborate to achieve a common goal. Although application objects collaborate in the context of business processes that can be supported by workflow technology, workflow modeling is typically done with proprietary workflow languages. Hence, two separate formalisms are present for modeling application objects and workflows. In this paper we try to remedy this situation by proposing the use of Object Coordination Nets (OCoN) for workflow modeling. OCoN nets provide a seamless integration with UML structure diagrams. The OCoN formalism also helps to deal with all relevant aspects of modeling complex workflow systems in a scalable and consistent manner.     

用于视频行为识别的高效二维时序建模网络

二维卷积难以对视频数据进行有效的时间信息建模。针对这个问题,提出了一个高效的基于二维卷积的时间建模网络。该网络只需要RGB图像作为输入,避免了复杂的光流计算,在低计算复杂度的前提下,可以在行为识别任务中达到先进的准确性。网络主要由两个部分组成,即运动特征增强模块和时序聚集模块。具体来说,运动特征增强模块主要实现短期时序建模,它利用当前帧与相邻帧的差异信息对当前帧中的运动信息进行自适应性的增强,让网络能够了解图像中的哪一部分将要产生运动。时序聚集模块实现长期的时序建模,主要应用于网络的后期,通过二维卷积对时序上的信息进行信息聚合,让每一帧图像经过网络提取特征后,都能够结合时序上所有帧序列的信息。在三个常见的视频动作识别数据集（UCF101、HMDB51和Something-Something V1）上进行的大量实验表明,与大多数现有方法相比,所提出的时序建模网络可以获得先进的识别性能。     

通用缓存替换策略下的缓存强一致性研究

建立准确的缓存分析模型有助于更好地预测缓存行为,对于网络性能分析与规划具有重要作用。现有面向缓存强一致性研究的分析模型普遍基于最近最少使用（LRU）缓存替换策略,然而在实际环境中需要根据不同的应用场景和缓存节点能力采取LRU、q-LRU、先进先出等不同的缓存替换策略。为扩展缓存强一致性分析模型的适用范围,基于缓存建模的基本假设构建缓存强一致性通用分析模型,并给出被动查询、主动移除、主动更新3种缓存强一致性策略下缓存命中率和服务器负载的计算方法。利用模型计算结果绘制缓存参数变化曲线图找出使缓存性能达到最优的值,通过分析模型计算结果选出给定缓存参数时对应的最优缓存替换策略。实验结果表明,该模型在3种缓存强一致性策略下均具有较高的计算精确度,其中计算结果与仿真结果的最大误差和最小误差分别为6.92%和0.06%,适用于通过特征时间近似的缓存替换策略。     

大规模虚拟民众群体行为仿真概念建模研究

针对现实社会中大规模社会民众群体所具有的复杂性特征,将复杂网络最新研究成果与基于Agent的成熟建模理念相结合,提出了一个虚拟战争空间中大规模社会群体行为建模的概念建模框架,该框架由三部分组成：Agent 、关系网络、智能环境（Agent Relation Environment,ARE）,给出了该框架所涉及的一系列概念的定义,对框架的内容和特点进行了较为详细的阐释和探讨。     

空间目标几何与行为一体化建模方法

空间目标的三维建模包括几何建模和行为建模技术,是构建虚拟空间环境的基础。物体的几何建模方法目前比较成熟,但行为建模技术相对滞后。为实现虚拟空间环境中航天器的在轨运行仿真,该文提出了基于对象层次结构的实体三维几何与行为一体化建模语言（GBML）。该语言在定义基本图元的基础上,使用树状组件结构将空间目标的几何与行为参数进行表达、管理和绘制,以实现空间目标的几何与行为一体化仿真。最后基于OpenGL基本函数库,实现了可重用的支持GBML语言的模型处理组件ModelReaderCom。通过试验结果表明,该方法是有效的、可行的,可以广泛应用于各种虚拟环境中。