回答 化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高温、高压，有腐蚀等特点。因而，较其他工业部门有更大的危险性。化工生产有四个特点： (1)化工生产使用的原料、半成品和成品种类繁多，绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀的危险化学品。这给生产中的这些原材料、燃料、中间产品和成品的贮存和运输都提出了特殊的要求。 (2)化工生产要求的工艺条件苛刻。有些化学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高真空度下进行。如由轻柴油裂解制乙烯、进而生产聚乙烯的生产过程中，轻柴油在裂解炉中的裂解温度为800℃；裂解气要在深冷(-96℃)条件下进行分离；纯度为99％的乙烯气体在294kPa压力下聚合，制取聚乙烯树脂。 (3)生产规模大型化。近20多年来，国际上化工生产采用大型生产装置是一个明显的趋势。以化肥为例，20世纪50年代合成氨的最大规模为6万t／a；60年代初为12万t／a；60年代末，发展到30万t／a；70年代发展为54万t／a。乙烯装置的生产能力也从50年代的10万t／a，发展到70年代的60万t／a。裂解炉单台炉的生产能力从5万t／a达到10万t／a。 化工生产具有易燃、易爆、易中毒，高温、高压，有腐蚀等特点。因而，较其他工业部门有更大的危险性。化工生产有四个特点： (1)化工生产使用的原料、半成品和成品种类繁多，绝大部分是易燃、易爆、有毒害、有腐蚀的危险化学品。这给生产中的这些原材料、燃料、中间产品和成品的贮存和运输都提出了特殊的要求。 (2)化工生产要求的工艺条件苛刻。有些化学反应在高温、高压下进行，有的要在低温、高真空度下进行。如由轻柴油裂解制乙烯、进而生产聚乙烯的生产过程中，轻柴油在裂解炉中的裂解温度为800℃；裂解气要在深冷(-96℃)条件下进行分离；纯度为99％的乙烯气体在294kPa压力下聚合，制取聚乙烯树脂。 (3)生产规模大型化。近20多年来，国际上化工生产采用大型生产装置是一个明显的趋势。以化肥为例，20世纪50年代合成氨的最大规模为6万t／a；60年代初为12万t／a；60年代末，发展到30万t／a；70年代发展为54万t／a。乙烯装置的生产能力也从50年代的10万t／a，发展到70年代的60万t／a。裂解炉单台炉的生产能力从5万t／a达到10万t／a。 更多6条
化工生产特点①行业复杂，品种多，工艺差别大。生产工艺复杂说的是某种产品可能有几种生产工艺路线，这给安全生产管理带来一定的困难。②生产危险性大。化工生产工艺多数具有高温、高压、易燃、易爆、易中毒、易腐蚀的情况。例如：电石、硫酸、化肥合成等都是高温生产；液氯、氢气、一氧化碳等都是易燃易爆物质。③设备稳定性难掌握。生产设备容易产生跑冒滴漏，既污染环境，又易引发火灾、爆炸事故。生产使用的设备仪表管道阀门等任何一个环节在设计上选材上制造上以及维修保养上存在缺陷，都会给生产带来危险。④毒性。原料、中间体、副产品乃至产品成品多数是毒性物质。⑤生产管理复杂。生产设备的大型化、自动化和集中控制，生产的比例性、连续性都给生产安全管理带来难度。⑥其他方面。我国化工企业还还存在：中、小型化工企业偏多、生产工艺和设备多数都较落后、职工文化技术素质较低的特点。*以上的各项特点都预示着：化工安全生产管理工作的艰巨性。
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(一)物料危险性大危险化学品生产过程中的原料、半成品、副产品、产品和废弃物大都是具有易燃、易爆、有毒、有害危险特性的危险化学品。危险化学品危险特性决定了其生产过程中如果防范措施不到位容易发生爆炸、火灾、急性中毒(窒息)、慢性中毒(职业病)、化学灼伤、噪声和粉尘(职业病)等。(二)工艺过程复杂化学反应复杂:如氧化、还原、氢化、硝化、水解、磺化、胺化等。工艺复杂:涉及反应、输送、过滤、蒸发、冷凝、精馏、提纯、吸附、干燥、粉碎等多个化工单元操作。自动化控制复杂:DCS、ESD/FSC、SIS、PLC等。维护作业复杂:易发生触电、辐射、高考坠落、机械伤害等事故。(三)高温与高压(低温和真空)氨合成的压力有的达到32Mpa高压聚乙烯生产压力为300Mpa乙烯生产工艺中裂解炉温度高达1200摄氏度乙烯深冷分离温度需降到零下167摄氏度高压带来的危险性高温带来的危险性(四)危险源集中潜在危险性、存在条件和触发因素。
1、工艺安全、设备安全、人的安全、物的安全，减少污染（水、废气、噪声--），安全环保是前提；2、提高产品收率：原材料的质量、工艺设计、操作繁简、资源消耗等。
最主要的原因是催化剂在化学反应中的重要作用。有很多化学反应，如果没有催化剂存在的话，它可能会反应速度非常慢，从而达不到生产上所需要的生产效率。也有许多化学反应，如果没有催化剂的话，也可能它的副反应会非常多，这样的话也会影响生产效率。所以有没有催化剂，催化剂的好坏就是化工生产中的核心和关键。
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化工生产具有高温、高压、高[wiki]电流[/wiki]、工艺流程复杂、操作要求严格等特点，存在燃烧、爆炸、中毒、[wiki]腐蚀[/wiki]等危险因素，加上工艺技术、生产装置、安全设施等方面存在的缺陷，给工艺安全管理带来一定难度。如何保证生产装置“安、稳、长、满、优”地运行？笔者认为，化工工艺管理应把握“四要素”。 一、加强培训教育，提高操作水平 要制定严格的培训计划和方案，在培训对象上，不仅要加强对岗位操作人员的培训，而且要搞好管理人员、技术人员、生产调度员、维修人员的培训，达到“全员培训、共同提高”的目的。在培训内容上，应结合岗位操作实际，加强操作规程和安全技术规程等专业知识的学习，注重对紧急事故应急处理能力的学习，全面提高员工的业务技能和处理突发事故的能力；在培训方法上，要采取集中学习和分组讨论相结合的办法，以现场问答、模拟演练、答题卡等灵活多样的教学方式搞好培训，做到学习工作化、工作学习化，以确保培训效果和质量。 二、组织编制岗位操作规程和安全技术规程 生产装置在投入使用前，应结合生产实际，组织技术人员和操作能手编制工艺规程、岗位操作法和安全技术规程。当引进新工艺或改变工艺条件时，要逐级审查批准，重新修订操作规程，及时印发到岗位，组织员工学习新工艺操作法，做到人人会讲、会背、会操作。严禁擅自工艺操作规程和工艺流程指标，更不许对设备进行试验性操作，否则便难以保证正常投产运行。 三、综合评价工艺指标的安全性 针对化工工艺指标多、要求严、[wiki]标准[/wiki]高等特点，首先要按照工艺指标对安全生产影响的大小进行分类，即：安全工艺指标、一般工艺指标。凡涉及人身安全、可能导致重大事故发生的关键安全工艺指标，应列为重点监控对象，有针对性地重点管理，实现工艺指标的可控、在控。其次，要对工艺指标控制范围进行区域划分，可分为正常操作控制区域、危险控制区域、事故区域。在实际操作中，一旦发现安全工艺指标波及危险区域，就要立即采取措施加以调整；否则，进入事故区域就可能酿成安全事故。再次，要对重要安全工艺指标进行危险性分析评价，做到心中有数。要结合岗位操作实际，从指标失控机率高低、危险性大小等方面搞好综合分析，找出工艺安全管理的重点或薄弱环节，并制定相应的整改措施加以治理，确保装置安全运行。 四、严肃处理工艺操作事故 对工艺安全管理不善或操作失误造成事故，生产管理部门应严格按照“四不放过”的原则，及时组织相关人员调查处理，分析事故原因，制定防范措施，防止事故蔓延。要积极召开事故安全专题会议，对事故危害性进行评价，写出调查报告，对事故造成的[wiki]经济[/wiki]损失、影响范围、涉及人员、造成后果、采取措施等诸多方面进行综合分析，并组织人员讨论学习，吸取教训，防止类似事故的发生。 总之，工艺安全管理是化工生产安全管理的重要组成部分，是安全管理的重点监控环节，特别是关键岗位工艺指标的控制至关重要。如果把工艺安全管理工作做好了，安全事故就会相应地减少，才能确保生产装置平稳、持续地运行，企业才能谈得上效益和发展。
化学工业、化学工程、化学工艺都简称为化工。化学工业包括石油化工, 农业化, 化学医药, 高分子, 涂料, 油脂等。们出现于不同历史时期，各有不同涵义，却又关系密切，相互渗透，具有连续性，并在其发展过程中被赋予新的内容。人类早期的生活更多地依赖于对天然物质的直接利用。渐渐地这些物质的固有性能满足不了人类的需求，于是产生了各种加工技术，有意识有目的地将天然物质转变为具有多种性能的新物质，并且逐步在工业生产的规模上付诸实现。广义地说，凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得的产品被称为化学品或化工产品。早期生产化学品的是手工作坊，后演变为工厂，并逐渐形成一个特定的生产部门，即化学工业。随着生产力的发展，有些生产部门，如冶金、炼油、造纸、制革等，已作为独立的生产部门从化学工业中划分出来。当大规模石油炼制工业和石油化工蓬勃发展之后，以化学、物理学、数学为基础并结合其他工程技术，研究化工生产过程的共同规律，解决生产规模放大和大型化中出现的诸多工程技术问题的学科化学工程诞生并得到迅速地发展，从而将化学工业生产提高到一个新水平，从经验的或半经验的状态进入到理论和预测的新阶段。 精细化工包括的范围，各国也不甚一致，大体可归纳为：医药、农药、合成染料、有机化工、无机化工、涂料、香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。 上述工农业生产和生活的提高，都离不开材料。据统计，到1984年为止，世界上所具有的化学物质实际约达900万种,其中约有43万种在工业发达的国家中用为材料。材料数量虽多，若按化学组成分类，可以概括为金属材料、无机非金属材料和聚合物材料三大类。也有将复合材料列为第四大类，或者把它看作是由三大类中派生出来的一类新材料。一般来说，除金属是冶金部门生产的产品外，其余都是化工生产的材料。 化工与能源的关系非常密切，还表现在化石燃料及其衍生的产品不仅是能源，而且还是化学工业的重要原料。以石油为基础，形成了现代化的强大的石油化学工业,生产出成千上万种石油化工产品。在化工生产中,有些物料既是某种加工过程(如合成气生产)中的燃料，同时又是原料，两者合而为一。所以化工生产既是生产二次能源的部门，本身又往往是耗能的大户。 化工作为一个知识门类来说，在各个不同的历史时期，在各种不同目的的要求下，有多种分解或综合的分类方法。可按照原料来源、产品性质分类，也可按照过程规律、历史联系分类。每种划分方法都难于严格适应。本卷力求减少不必要的交叉，采取综合分类的方法，设计了从原料出发的燃料化工分支；从产品出发的无机化工、基本有机化工、高分子化工、精细化工等分支；还有从共同的过程规律出发的化学工程分支，以及从历史发展和横向联系出发的综论分支。燃料化工的原料是石油、天然气、煤和油页岩等可燃矿物，所以它又划分为石油炼制工业、石油化工、天然气化工、煤化工和页岩油工业。其中，石油炼制工业是创造产值较高的工业部门，是国家的重要经济命脉。天然气常与石油共生，也常把天然气化工归属于石油化工。在现阶段，石油炼制和石油化工是燃料化工的主体。燃料化工生产的产品包括燃料和化工原料，后者主要是有机化工原料（除合成气也用于生产无机化工产品,如合成氨等外）。所以,石油化工也是基本有机化工的主要组成部分。由石油化工可以生产塑料、 合成橡胶、 合成纤维等三大合成材料，这是高分子化工的主要产品。因此，燃料化工、基本有机化工和高分子化工三者是有机地联系在一起的。至于无机化工所采用的原料既有可燃矿物，也有无机矿物。其产品主要有化肥,硫酸、硝酸、磷酸等酸类,纯碱、烧碱等碱类，还有无机盐，工业气体和无机非金属材料等。无机非金属材料中的硅酸盐材料，有时被划入传统的建筑材料领域。精细化工生产小批量、具有专门功能、主要用于消费的化学品。由于市场需求的发展，有些产品已变成大批量产品，但按习惯，往往仍视作精细化工产品。主要有染料、农药、医药、火炸药、信息记录材料、涂料、颜料、胶粘剂、催化剂、各种助剂和化学试剂等。医药和火炸药的生产又往往被分别划为独立的工业部门。如果从原料考虑,则精细化工是既有无机的,又有有机的，还有聚合物，是一个着眼于使用功能的综合部门。在微电子技术、生物技术和新型材料蓬勃发展的新技术革命中，精细化工给化学工业增添了新的活力。 化学工程又分为化工热力学、传递过程、单元操作、化学反应工程和化工系统工程。前两者是化学工程的理论基础，单元操作是化学工程最早形成的概念，它把化工生产的物理过程分解为若干单元，如流体输送、蒸馏、萃取、换热、干燥等。现在这些单元操作不仅在化工生产中起着重要作用，也广泛用于冶金、轻工、食品、核工业等与化工有共同特点的工业领域。单元操作仍在继续发展和完善，如近年来发展的颗粒学，作为粉体工程的一种理论，已应用于催化剂粒度设计、高温气体除尘、粮食干燥和输送。化学反应工程着眼于工业规模的化学反应过程的传递和动力学等规律，以解决反应器的设计和放大的问题。至于化工系统工程，则是运用系统工程的理论和方法，来解决化工过程优化问题的边缘学科。 化工所包含的核心内容基本上都可以归纳在上述六个分支之中，并且综论也是由这六个分支组成的。但是，这种分类方法并不是完全合理的，如催化剂工业被列入精细化工。虽然理论上讲，催化剂具有加快反应速率的专门功能，是不参与反应的少量物质，但在大型化生产的今天,催化剂的产量和装填量也是相当大的,中国1985年石油炼制催化剂的用量达20kt。而且催化剂的使用范围遍及燃料、无机、有机、高分子和精细化工等所有领域。这样的归属问题尚有很多。
化学工程
化工过程是研究化学工业和其它过程工业（process industry）生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。这些工业从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其它矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发，借助化学过程或物理过程，改变物质的组成、性质和状态，使之成为多种价值较高的产品。冶金、医药等所谓“过程工业”一般要经过一系列物理的或化学的加工处理步骤，这一系列步骤称为过程。过程需要由设备来完成。过程设备必须满足过程的要求。化学工程包括单元操作、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及化学过程控制等方面。中文名化工过程简 介研究化学工业单元操作构成多种化工产品生产化学反应工程化学反应是化工生产的核心部分化学反应是化工生产的核心部分，它决定着产品的收率，对生产成本有着重要影响。尽管如此，在早期因其复杂性而阻碍了对它的系统研究。直到20世纪中叶，在单元操作和传递过程研究成果的基础上，在各种反应过程中，如氧化、还原、硝化、磺化等发现了若干具有共性的问题，如反应器内的返混、反应相内传质和传热、反应相外传质和传热、反应器的稳定性等。对于这些问题的研究，以及它们对反应动力学的各种效应的研究，构成了一个新的学科分支即化学反应工程，从而使化学工程的内容和方法得到了充实和发展。传递过程是单元操作和反应工程的共同基础。在各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程不外乎三种传递：动量传递、热量传递和质量传递。例如，以动量传递为基础的流体输送、反应器中的气流分布；以热量传递为基础的换热操作，聚合釜中聚合热的移出；以质量传递为基础的吸收操作，反应物和产物在催化剂内部的扩散等。有些过程有两种或两种以上的传递现象同时存在，如气体增减湿等。作为化学工程的学科分支，传递过程着重研究上述三种传递的速率及相互关系，连贯起一些本质类同但表现形式各异的现象。化工热力学也是单元操作和反应工程的理论基础，研究传递过程的方向和极限，提供过程分析和设计所需的有关基础数据。因此，化学工程的学科分支也可以分两个层次：单元操作和反应工程较多地直接面向工业实际，传递过程和化工热力学较多地从基础研究角度，支持前两个分支。通过这两个层次使理论和实际得以密切结合。
1、工艺安全、设备安全、人的安全、物的安全，减少污染（水、废气、噪声--），安全环保是前提；2、提高产品收率：原材料的质量、工艺设计、操作繁简、资源消耗等。
戏剧艺术的特点我们可以概括为艺术的综合性、演员在舞台空间中的直观表演性和由此而来的时空限制性。 戏剧是一种综合艺术，这是一个为大多数人认可的结论，当然也是一个符合戏剧艺术的基本风貌的认识。一部剧作的演出，总是一次集体劳动的成果：剧作家提供演出脚本即戏剧文学文本，美术家、化妆师、灯光师通力合作完成舞台布景的设计、人物的造型等，音乐家（乐师）完成戏剧音乐、唱腔的创作，而演员则通过自己的形体表演来展示整个剧情。在这里，文学、美术、音乐、舞蹈、表演等艺术类型相互融汇，既取消了各自的独立性，又通过它们自身具有的不可为其它艺术所替代的独特作用的发挥，综合为一种独立的艺术样式。 戏剧艺术的综合性是在"外在的综合"和"内在的综合"两个层面上发生的。无论从"外在的综合"来看，还是从"内在的综合"来看，戏剧无论如何不能缺少的是演员和观众，以及一个可供演员表演的空间即舞台。戏剧是一个通过舞台空间发生在演员和观众之间的"事件"。它的核心因素是演员在舞台空间中的表演。 戏剧作为一个通过舞台空间发生在演员和观众之间的"事件"，使它必然地要受到时间和空间的严格限制。它必须在一定的时间内完成一个由连续的"动作"构成的戏剧事件，即剧情，同时，它必须在一个有限的空间内即舞台上完成对于剧情的展示。从具体文本的实际形态来看，一篇小说和一首歌也都有一定的长度，因此也包含一个相对明晰的时间段落，但是，从理论上说，小说和诗歌是没有时间限制的，只要可能，它们的篇幅甚至可以无限度地延长。但一出戏却不能没有时间限度地无休止地演下去，它必须考虑到观众的耐性和演员的承受力，因此它必须被限定在一个人为的、被硬性规定的从开始到结束的时间长度之内。同时，虽然戏剧展示的剧情于小说叙述的"故事"具有同样的性质，即它们都是经过选择、提炼、加工过一定的社会生活事件的艺术化的表现，但由于不受时空的限制，小说的艺术空间的开放性与现实生活空间的开放性是大体一致的。而戏剧则永远必须面对生活空间的无限开放性和演出空间的有限封闭性之间的矛盾。这意味着，戏剧只能展示宜于被直观展示的内容。 综上所述，戏剧艺术的特点我们可以概括为艺术的综合性、演员在舞台空间中的直观表演性和由此而来的时空限制性。 相应的，戏剧文学文本具有的戏剧价值，也集中在有效地突出戏剧的表演性和处理好时空关系这一层面上体现出来。
戏剧的基本要素是矛盾冲突，通过具体的舞台形象再现社会的斗争生活，能激起观众强烈的情感反映，达到社会教育的目的。戏剧是由演员扮演角色，在舞台上当众表演故事情节的一种艺术。戏剧是一种综合的舞台艺术，她借助文学、音乐、舞蹈、美术等艺术手段塑造舞台艺术形象，揭示社会矛盾，反映现实生活。是文学体裁的一种。戏剧的几大要素：包括舞台说明、戏剧冲突、人物台词等。戏剧语言包括台词（即人物语言）和舞台说明。 戏剧冲突：是指剧本中所展示的人物之间、人物自身以及人与环境之间的矛盾冲突，其中主要体现为剧中人物的思想性格冲突。性格冲突又因为人物个性、身份、地位、文化修养的不同，对社会的认识和采取的态度不同而有所不同，形成各种各样的矛盾冲突。戏剧冲突与社会矛盾的联系和区别戏剧冲突反映社会矛盾，又比社会矛盾更集中、更典型、更激烈，更富于戏剧性。它们都有一个发生、发展、激化和解决的过程。人物台词：是剧中人物的语言，即鲜明生动的人物对话。它是性格化的，是富有动作性的，因为人物的语言是同他的行动联系在一起的。同时，人物的语言和动作必须合乎各自的身份和特征。台词的表现形式有：对话、独白、旁白（登场人物离开其他人物而向观众说话）、内白（在后台说话）、潜台词（即是言中有言，意中有意，弦外有音。它实际上是语言的多意现象）等等。幕和场：剧本中通常用“幕”和“场”来表示段落和情节。“幕”指情节发展的一个大段落，即拉开舞台大幕一次，一幕就是戏剧一个较完整的段落。“一幕”可分为几场，“一场”指一幕中发生空间变换或时间隔开的情节，即拉开舞台二道幕一次，它是戏剧中较小的段落。剧本一般要求篇幅不能太长，人物不能太多，场景也不能过多地转换。舞台说明：是帮助导演和演员掌握剧情，为演出提示的一些注意之点的有关说明。说明的内容有关于时间、地点、人物、布景的，有关于登场人物的动作、表情的，有关于登场人物上场、下场的，有关于“效果”的，有关于开幕、闭幕的等等。
戏剧的三个基本特点是综合性、虚拟性、程式性。1、综合性中国戏曲是一种高度综合的民族艺术。这种综合性不仅表现在它融汇各个艺术门类，而且还体现在它精湛涵厚的表演艺术上。各种不同的艺术因素与表演艺术紧密结合，通过演员的表演实现戏曲的全部功能。2、虚拟性虚拟是戏曲反映生活的基本手法。它是指以演员的表演，用一种变形的方式来比拟现实环境或对象，借以表现生活。3、程式性程式是戏曲反映生活的表现形式。它是指对生活动作的规范化、舞蹈化表演并被重复使用。程式直接或间接来源于生活。相关内容中国戏曲剧种种类繁多，传统剧目数以万计。其它比较著名的戏曲种类有：昆曲、坠子戏、粤剧、淮剧、川剧、秦腔、沪剧、晋剧、汉剧、河北梆子、河南越调、河南坠子、湘剧、湖南花鼓戏等。戏曲是将众多艺术形式以一种标准聚合在一起，在共同具有的性质中体现其各自的个性。中国的戏曲与希腊悲剧和喜剧、印度梵剧并称为世界三大古老的戏剧文化，经过长期的发展演变，逐步形成了以“京剧、越剧、黄梅戏、评剧、豫剧”五大戏曲剧种为核心的中华戏曲百花苑。
引用cn#GVkQVQkBQu的回答：还有主题，冲突高潮
仿真系统就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。仿真系统的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。由于连续系统和离散（事件）系统的数学模型有很大差别，所以系统仿真方法基本上分为两大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。扩展资料仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。中美两国研究人员研发的新型仿真系统可利用激光雷达和双目相机扫描一段街道，模拟出与真实情况高度相似的交通流量。新型仿真系统无需制作高成本的计算机绘图模型或编写繁琐的程序来定义车辆行人运动，可大规模用于训练和测试评估自动驾驶系统的路径规划和决策算法。另外，随着军事和科学技术的迅猛发展，仿真已成为各种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段。尤其是在航空航天领域，仿真技术已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段。在研制、鉴定和定型全过程都必须全面地应用先进的仿真技术。参考资料来源：百度百科-仿真系统参考资料来源：人民网-新型自动驾驶仿真系统研发成功
软件仿真测试有以下特点：第一，很强的针对性。仿真测试使软件产品的应用设计具体化。即仿真测试是针对具体环境的测试，有很强的针对性。反过来讲，仿真测试解决的是仿真的问题，不能解决所有的问题。第二，很强的目的性。仿真测试是为某些具体的目的设计的，它不是遍历所有功能的测试，也不是系统测试，它是以用户的具体使用为标准的测试（也不是黑盒测试，从用户的意义上讲，它超出黑盒测试）第三，需要充足的的准备。显然仿真越是和实际的使用环境接近，效果会越好。所以说仿真测试首要的就是调研，调研实际使用环境，并得出仿真的具体指标，这些指标要反映真实环境的需求，但是又不能过于具体，过于具体则很难执行（可行性低），但是如果抽象的过头又会脱离实际，所以这个度是要根据具体的需求来具体把握的。仿真准备的好坏直接决定了仿真测试的成败和意义。模糊的仿真或者大而全的仿真基本上就失去了其意义。第四，需要明确的标准。在准备好了之后，据需要制定具体的方案，使得仿真可以进行，方案的制定一般不会有什么困难，困难一般在方案的可测量标准，以及这种标准对仿真的体现度。好的标准既可以使方案易于执行，也能很好的体现仿真的内容。第五，数据的可分析性。在执行完仿真测试之后，会有一系列的数据，这些数据是仿真的结果，也是仿真测试的目的所在：正是这些数据体现了产品对环境的适应度。所以这些数据的可分析性在明确标准的时候就应该有所规划。最后值得注意的一点就是，为什么仿真需要产品的每个环节都有人参与？因为仿真是对整个产品的检验，而产品的使用中每个环节的工作只有这个环节的人员最为清楚，这样对仿真的分析以及标准的制定就尤为重要，而更为重要的是每个环节的人员可以具体分析最后的仿真数据对自己的这个环节意味着什么。
舰载C3I系统仿真技术现状与发展趋向分析 冯泉英 关 键 字: 仿真 多媒体 摘 自：无 本文详细阐述了C3I系统仿真技术的建模方法、仿真环境、舰载C3I系统仿真技术的现状、仿真专家系统、多媒体仿真及分布式交互仿真的发展及趋向 主题词: C3I系统仿真、多媒体、分布式交互仿真 一、前言 现代海战,是空中、水面、水下同时作战的立体战争参战双方的飞机、舰艇数量很多,在加上电子战等电磁环境和气象、海象等物理环境之类的诸多因素,使战场情况错综复杂,瞬息万变因此,对军队指挥自动化系统来说,不仅是要求增加系统的处理批次、提高系统的处理速度,还要能方便、迅速地操作使用,从而有效发挥人的指挥才能 C3I系统作为一个庞大而复杂的工程,其研制费用昂贵, 且不可避免地随战术变化要求升级,因而时间不断往后推,等研制出来后, 还要有少数系统不能发挥出立项时所指望的效益所以,要尽可能花少量经费,较短的研制周期,获得实用的最佳系统, 只有通过仿真技术才能达到安全、可靠、保密、应用灵活和高效费比的目的 仿真是一种可以控制的、无破坏性的、允许多次重复的、不受外界条件限制,功能比较齐全的试验手段仿真技术是以控制论、相似原理和计算机技术为基础,以计算机和多种物理效应为工具, 借助系统模型对真实的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术,是用来研究C3I的先期开发工作及系统试验、检测和评估的一种有效手段它可以有效地确定武器系统的作战区域,省弹、省钱、省时间; 可以弥补外场打靶试验的不足;能为管理决策和技术决策提供依据通过仿真实验, 可使设计人员加深对系统的理解,对研制过程出现的问题快速研究并加以解决先进仿真技术在国防系统和先进武器系统的规划、分析、设计、研制、运行、维护及战场模拟、军事演习、战斗管理和人员训练等方面起着极其重要的作用,受到人们的重视 二、C3I系统仿真建模 C3I系统仿真是用来研究系统在特定条件下攻击特定目标的有效性、响应时间;研究指挥员的决策预案,优化操作程序;研究作战软件,并对多目标情况下多武器协同作战进行决策方案分析 1、仿真类型 C3I系统仿真一般有三种类型: ⑴全实物仿真其特点是全部使用实际系统的子系统或部件,并加入人的因素 它的作用主要是为作战积累经验,为改善系统提供依据 ⑵半实物仿真C3I半实物仿真,也叫 "系统试验床",它使用部分被仿真的C3I的硬件,系统的其它部分则采用计算机仿真形式,系统操作环境(包括威胁)可以是实物模拟,也可以是计算机仿真目的是及早发现系统的问题和增加必要的新技术, 为完善系统提供条件 ⑶计算机仿真其特点是系统用严格的数学模型和一些规则来表示,不使用实际系统的任何硬件,是纯软件系统 三种模型综合使用,以长补短 2、C3I系统仿真环境 仿真环境是一种逐步工作的环境它包括确定仿真目标,建立系统模型, 建立适 于仿真系统实现的仿真模型、仿真模型校验、仿真实验运行,结果分析、 系统模型 校验、再反馈修改模型或实验后再运行 要建立C3I系统仿真试验床,首先要明确仿真的任务和边界条件, 然后使仿真的 战场环境和作战想定要有典型性 要突出仿真各级指挥中心的信息活动和以通信网 络为依托的情报信息和指挥信息处理过程,使指挥员身临其境地处于仿真环境中,进 行信息处理和决策活动,直接参与人—机交互和仿真试验仿真模型中的目标函数 应该突出战斗力毁伤指数和决策总时延这两项指标, 由此反映我方在相同的兵力和 武器装备条件下,由于C3I系统不同的结构或者不同的运用, 所导致的不同的合 成指挥能力和快速反应能力 3、C3I系统仿真建模的方法 一个仿真活动的全过程(生命周期)本质上是一种知识处理活动的过程它包括 :以模型为基础的活动;模型行为有关的活动;质量有关的活动几十年来, 仿真界 一直致力于研究面向用户及面向问题描述系统模型及其实验的各种技术, 其主要 成果有面向方程、面向框图、面向事件、面向进程、面向活动等建模方法及仿真 软件 ⑴面向事件的仿真模型 现在大部分用于C3I系统仿真的语言(或仿真程序)都是面向事件的事件调度法 (Event Scheduling),由事件来驱动仿真程序的运行,如SLAM、GPSS和IHSL 都是通 用的离散仿真语言,可以用来仿真象C3I系统这样的问题 在这些语言中被建模的系 统用事件、进程和实体来描述 ⑵面向进程的建模方法 面向进程的进程交互法(Process Interaction)是最有竞争力的一种方法进程 可以看成是一个实体,它包含一组逻辑上有关联的事件进程可能有活动、睡眠、 已安排和终结四种状态进程要占用C3I系统服务设施,或者排队等待,或者按一定 规则进行服务处理C3I系统中多种进程的生命周期以及进程间的相互依赖关系描述 , 构成仿真模型 ⑶软件建模 a、PSM方法 这是美国通用电气公司使用的一种仿真语言和系统,专门用于处理器系统建模 它由定义语句和仿真语句组成 b、数学模型 它包括目标分配模型、火力分配模型、连接对抗的排队论模型等 c、信息模型 它是适应计算机进入非数值领域、信息处理领域形成的信息管理系统、网络系 统、图象图形处理系统、人—机界面等处理方法的模型 d、人工智能模型 它是把军事问题转换为专家系统式模型知识的软件模型软件建模技术是体现 C3I系统功能的关键技术 三、舰载C3I系统仿真技术现状 系统仿真作为一种特殊的试验技术,经历了半个多世纪的发展,今天已成为一种 真正的系统实验科学 仿真规模已由控制和制导系统研制中的应用向全武器系统及 其全生命周期发展;大规模的作战演练已经可以通过分布交互式仿真,借助于参试人 员与作战平台和建立在数字计算机技术为支撑的虚拟仿真、各种计算机生成兵力、 武器运行模型、作战规划流程交互作用而实现仿真已开始向产业方向发展,仿真 技术在不断自身完善和规范化 近年来,舰船仿真技术有了很大发展,已经成为舰船方案论证、分析设计、故 障诊断、性能预测直至定型验收全过程中必不可少的工具 1、舰用仿真器 舰用仿真器的作用是保证把舰员联系在一起,通过仿真情景和训练提高操作人 员的熟练程度舰用仿真器有两种:一种用于研究开发;一种用于训练研究开发用 的仿真器是用于舰船结构分析、运动分析、音响模拟技术 训练用仿真器又分为以 操作方法训练为中心的局部任务教练设备和以战术训练为中心的战术教练设备 ⑴舰用战术训练仿真器结构及功能 这种训练仿真器由CIC(作战情报中心)、计算机室、电源室、指挥室组成 CIC训练室设有与实际舰船功能相同的控制台,计算机房里用模拟材料制成的雷达 影像,可显示与海上真实情况相同的图像,还可根据训练脚本控制模拟模型并显示 每时每刻的变化训练人员依靠这个显示可在与海上战斗相同的环境条件下进行 训练 训练用脚本输入在控制计算机中,不间断地执行,指挥官可以边监控训练状况边 根据情况介入训练,或中断训练重新开始详细记录训练经过和指挥官用控制台上的 显示,在训练中或训练结束后自动分析其结果,供指挥官判断用 控制用计算机的方 式有多种,在训练仿真器中常用的有四种形式: ·集中式一般用于小规模系统,用一台计算机就完全可以连接所有的机器, 即 简便又没有复杂的数据交换协议带来的烦恼,还易于实现实时处理 ·并行松耦合式可用于多个特殊的输入输出,但这种方式在2 台计算机间的数 据交换量大,难于进行高速实时操作,适于较低速或小容量的数据交换 ·并行紧耦合式它使用存储器连接多台超小型机,能处理比较大规模的数据 交换量,可用于大规模系统 ·网络分布式该方式使用5台网络机连接低的EWS (电子战系统)使用伊萨网 ,低级协议实现数据交换,不仅可以加大系统规模,而且可以并行地增设计算机,是 一种扩充性好的方式,费用方面也比其它方式低廉 ⑵训练用仿真器的模拟方法 在采用仿真方法之前首先要将仿真对象模型化 训练用仿真器的整个仿真模型 是由目标模型、战场模型、设备性能模型、机器操作模型、博奕板等局部模型组成 其模拟方法是按实战环境从雷达发出电波经过战场反射到目标 其反射波再次 经过战场被天线接收被接收的电波经过天线、接收机等仪器后,在转发器中变成 雷达影像操作员边监视雷达影像边将探测结果传送给决策人员这个过程是通过 战场模型、目标模型、设备性能模型、机器操作模型来完成的 战场模型由传播、反射、杂乱回波三个局部模型组成 传播模型采用电波方程 式的数字式模型实现; 反射模型是根据数字式模型按照目标的态势实现雷达方位变 化;杂乱回波模型是最难实现的模型杂乱回波是在平面波通过云彩等杂乱回波时实 现反射、衰减效果的 该模型的实现是采用在集中地堆积很多木材的方法来考虑杂 乱回波的其做法是让每个单元都具有反射率和穿透率,然后把电波经过路线上单元 的反射率和穿透率综合起来,作为整个杂乱回波的反射率和穿透率 机器操作模型分为传感器操作、情报处理系统操作、武器操作三种模型 传感 器操作模型是把操作员监视雷达和声纳的影像, 探测目标的操作模型化情报处理 系统操作模型是情况判断及决策的模型化,要实现精密模型需要高水平的知识处理 武器操作模型是使用规则库将武器操作模型化 ⑶现用的舰载仿真器 现代仿真技术的应用已从导弹动力学及控制系统仿真扩展到雷达系统, 引信战 斗部系统、武器控制系统以及多兵种、多种武器的联合作战系统的仿真; 已从只在 研制阶段进行仿真发展到包含批生产及部署使用等阶段在内的武器系统全寿命周期 的仿真舰载仿真器的作用是保证把舰员联系在一起,通过仿真情景和训练, 提高操 作人员的熟练程度 ·战略防御计划(SDI)国家试验台采用了先进的建模及仿真技术该试验台可 进行对选择结构的评价,并采用"人在闭环中"技术进行指挥与控制作战模拟仿真 与建模研制的重点放在对有能力支援SDI作战管理／指挥、控制、 通信的可靠的 软件系统进行评价国家试验台还模拟SDI所需要的动态通信网 ·嵌入式仿真器a、OBT(独立的舰载训练装置),分成12个部分永久地安装在 舰上主要包括训练控制台、人工信号发生器和处理机、打印机／绘图仪、信号注 入器、系统状态控制器、RF发射机和天线以及直升机接口它是为与AN／SQS-53B ／C 主动和被动声纳、AN／SQR-19(V)拖曳声纳、AN／SQQ-28(V)和LAMPS MK- Ⅲ 系统连接的其它ASW作战系统以及MK-116Mod5,6或7ASW作战系统而设计的它提供 一个包括与舰艇战术声纳和火控系统相连的模拟器的训练环境 b、舰载雷达环境仿真器系统(RESS)是用来仿真防空战情况的 该设备装在所 有"小猎犬"级远程巡洋舰、"鞑 人"级中程巡洋舰和DDG-993级驱逐舰上它可 用来训练、测试和评估舰载设备的性能,提供动态RF测试输入, 可同时或单独评估 和维护AAW作战系统中的信号雷达处理部件 ·AAI公司1984年开发的20B5作战系统小组训练设备是比20B4 更先进的作战 系统小组训练设备其特点是反潜战(ASW)和全程EW激励,可激励声纳、通信、EW 系统、武器和假目标以及雷达可产生1024海里×1024 海里对抗区域内的情景, 示出多达128个威胁(包括100个空中,12个水上或水下响应,8个鱼雷目标和2个假 目标), 其范围从最大雷达距离到最深的潜艇能仿真包括5个雷达和2个声纳以及 AN／SLQ-32(V)2电子对抗设备和AN／UGR-9海军14号数据链系统的只接收电报装置 等9个舰载系统该系统为MK-13制导导弹发射装置、MK-75、76毫米火炮、MK-15、 20毫米"密集阵"近程武器系统、MK-309可旋转鱼雷发射管、MK-46ASW鱼雷、RIM- 66 SM-1中程导弹、RCM-84"鱼叉"反舰导弹、SRBOC箔条发射装置、SLQ-25 NIXIE 声纳假目标和"大草原"／"假面人"ASW系统提供仿真的操作环境 ·DCB海军指挥系统模拟器是Cossor公司生产的, 安装在英国海军核动力潜艇 上该模拟器包括一个提供仿真目标数据的态势发生器,可以提供逼真的海洋环境信 号,模拟训练所有传感器参数模块化的、灵活的模拟器可以产生各种目标情景, 并 且容易使用和扩展 ·23型护卫舰雷达模拟器是监视和敌我识别雷达模拟器(SIRAS), 安装在位于 朴次茅斯的海军研究院的23型护卫舰上, 用于测试23 型护卫舰的指挥和控制系统 SIRAS模拟器将产生一定数量的有代表性目标的实时输出, 这些输出用于模拟护卫 舰主雷达系统的信号处理系统, 这些实时输出信号及其它相关信息的控制装置将直 接与真实雷达设备接口SIRAS模拟器还将向与其连接的敌我识别系统的编码器／解 码器提供视频输出该模拟器有一个独立的、离线接口,它是借助MICRO VAX11 计算 机操作的,除提供实时模拟外,计算机还与两个同步雷达视频发生器接口 ·模拟无线电系统(SRS)是英国海军在Dryad 舰上安装的具有逼真特征的舰载 无线通信模拟器, 在海上作战学校模拟了海军无线电信号发射的所有特征和困难情 况SRS系统可提供逼真的态势, 根据舰艇和频率的可用性之间的理论距离将操作者 限制在实际"范围"和"通道"极限上演习控制者还可以阻塞通信,并引入不同程度 的噪音干扰,以表示信号的减弱和敌方干扰 ·我国研制的16T-25型作战系统模拟训练仪, 可支持舰上的作战系统进行日常 的操作训练,并具有通道检查、精度评估、 反应时间测试及训练结果的显示记录等 功能 ·攻潜综合训练模拟系统 是我国海军某学院研制的能对攻潜效果及时作出直 观和定量评估,两个态势图上实时地显示武器弹着点、命中计数、命中距离等要素 2、电子战仿真器 电子战仿真是以计算机控制为中心的仿真系统,是在与实战相同的电子战环境 中怎样使对方的雷达和通信丧失战斗力电子战包括电子支援措施(ESM)、电子措 施(ECM)、电子对抗措施(ECCM)自电子战仿真技术兴起之后,对电子战的训练就渐 渐使用仿真器了 建立C3I与电子战系统模型的基本思想是使指挥员的感知战场 与实际战场能最大程度的拟合 为此就要通过仿真训练提高对战场的感知性能C3I 与电子战系统模型由侦察与探测系统子模型、通信系统子模型、数据处理系统子模 型和电子战模型组成 战场态势由侦察与探测系统子模型获得,通过通信系统子模 型传输,最后由数据处理子模型进行处理形成感知战场,供决策之用 ⑴电子战仿真器的分类 根据使用目的和预算的不同,电子战仿真器的种类和规模也是多种多样的电子 战仿真器可分为两类,一类是用于评价、开发电子战仪器的;一类是用于对主要人 员进行训练的为实际进行电波发射,用于评价、开发电子战仪器的仿真器往往带 有电波暗箱室这类仿真器有三种方式: a、发射电波式实际进行电波发射,制造出实际电子战环境,进行电子战仪器 的开发并分析评估 b、混合式不实际进行电波发射,但发射与实际相同的威胁信号,对电子战仪 器接收装置和显示装置进行控制、试验 c、信号合成式它是根据仿真信号的发生,通过接收功能进行电子战显示该 方式也用于训练主要人员 用于训练主要人员的电子战仿真器有战术剧情方式, 它运用构筑主体程序的 战术剧情,进行电子战训练搭载式是根据接收的假雷达波, 进行实飞条件下的电 子战训练 五种仿真方式中,最引人注目的是搭载型,即是搭载在飞机上进行训练 搭载型 电子战仿真器收藏在外形类似新型中程空对空导弹的吊舱内 其训练脚本是从30种 敌方雷达模型中,预先选出8种编程,排入便携式存储模块该模块记录飞行员操作 等一系列训练结果,训练结束后能够再现其状况,获得准确的评价 使用搭载型电子 战仿真器进行训练对战斗机抵抗对空导弹威胁, 选择适应实战的最佳飞行航向有很 大的帮助 ⑵应用 ·EW-GEMS是一个通用的电子战仿真系统其结构设计分作两个主要领域:1>高 级仿真结构,2>一般软件工具及低级程序基础 高级仿真结构主要考虑计算机／用 户接口以及整个EW-GEMS过程的管理它的最终形式是模块化,适应性强,且使用性、 可维护性都较好采用自下而上的软件设计方法建立软件库和工具 在对抗仿真完成的过程中,用户可通过屏幕得到描述整个仿真过程的信息,还可 通过使用数据上卷功能在同一屏幕上观察到许多仿真运行时的参数并通过图形观察 信息 ·舰载C3I系统的模拟仿真测试系统由探测器模拟分系统、 武器装备模拟分系 统和仿真测试系统组成它可为舰载C3I系统的设计,测验和性能评价提供良好的条 件驱动各类舰载C3I系统,完成系统联调、性能评价,外场应用仿真试验,设备通 道检查, 故障诊断及系统的设计论证等项工作 ·ALQ-T5仿真器和ALQ-T4仿真器是美军在对EWO(电子战军官)教育中,用于 EF-111和B-52电子战训练的仿真器使用ALQ-T5 电子战仿真器掌握雷达预警装置 及电波干扰设备的操作方法和功能、可预测的威胁电波和信号特性、电子战的筹划 和应用方法 今后,我国要在电子战威胁环境仿真关键技术研究的基础上,集中力量迅速突破 电子战建模与计算机仿真模拟技术,建设一个三维动态、多通道、多目标、多功能, 能完成各种电子战装备的仿真设计、性能测试、训练演习的电子战威胁环境仿真系 统 3、C3I仿真专家系统 面对千变万化的作战过程,用传统的仿真只能从一种途径,严格地按预定的作战 方针进行战斗模拟,往往忽略了指挥员的领导艺术、军事素质、 作战经验等许多重 要因素为克服C3I系统仿真建模中人为决策过程中的明显技术障碍, 迫切需要使用 专家系统 要建立一个建模与仿真的专家系统,除了知识库推理系统外,还要以数据库、模 型库、实验框架库等为基础,构成系统的综合信息库信息库与控制结构相互分离, 便于分别对其进行修改,并允许非确定的数据结构及进行动态操作利用知识库专家 系统建立仿真模型,能根据人类的经验知识把综合过程用规则形式进行描述 仿真专家系统遵循的模式是:系统分析人员描述有关系统的知识,确定目标并让 系统类似一个仿真专家辅助建模;选择最优算法,进行程序自动生成, 运行并给出最 优解C3I系统仿真可以利用专家系统的知识建立人为决策的模型 仿真专家系统可用于仿真实验结果的检验和可信度分析 目前最主要的应用是 智能前端,即把专家系统建立在仿真软件与用户之间,用户直接同专家系统对话, 专 家系统产生必要的指示或代码进入仿真软件 还可以将仿真与专家系统结合于一个 大型软件中,两者中的任何一个都可以是大型决策支持系统的一部分 舰艇作战仿真专家系统是将数据库技术, 人工智能和专家系统技术引入舰艇作 战仿真领域的大型集成式智能仿真软件系统它由四个库(数据库、模型库、知识 库、作战仿真统计结果数据库),四个子系统( 舰艇作战智能仿真环境用户对话管 理子系统、数据库管理子系统、模型库管理子系统、知识库管理子系统) 和四个 专家系统(作战仿真辅助建模专家系统、作战仿真专家系统生成及运行控制专家系 统、作战仿真结果分析专家系统、舰艇作战仿真专家系统)组成 四个库均采用ORACLE表形式,四个子系统采用C和PRO*C预编译接口程序实现, 四个专家系统各自都有相应的结构 这种系统有效地克服了传统仿真系统的不足之处,具有更强的仿真能力其仿真 环境是建立在分布式关系数据库系统之上的,融合人工智能专家系统技术,服务于舰 艇作战仿真全过程的智能仿真环境 一个完善的智能化仿真系统应具有的功能是: ·能接受问题描述,并通过咨询知识库综合仿真模型,最后推荐一个能满足指 定目标的方案; ·能对仿真建模、实验方案设计、运行及结果解释等的合理性、可信性予以 解释; ·具有学习能力; ·具有彩色图形及动画显示,为用户提供多种信息表达形式 智能化仿真系统的研究始于十多年前,其研究成果也有些报道在作战模拟中 应用人工智能和专家系统的例子有: ·兰德战略评估系统(RSAS):利用人工智能技术(基于启发式规则的构模) 使 模型代替部分或全部局中人 ·鹰:一个军级作战模型,分辨率为营级单位, 由陆军的训练与条令司令部的 分析司令部(TRAC)和络斯阿拉莫斯实验室开发 这个模型使用专家系统来模拟复 杂的指挥和控制活动 ·嵌入式作战仿真专家系统(SCSES):该系统由态势仿真子系统、潜艇作战专 家系统、战舰护航编队作战专家系统组成态势仿真子系统使用大量的数学模型, 在每一个仿真时间步内完成战场态势推演、各作战实体之间发现／丢失等信号的 生成以及武器运动轨迹递推等任务它可看成是战场上各类事件的发生器,是对作 战双方指挥员所面临的真实战场的仿真 潜艇作战专家系统是采用多知识源协同 求解的黑板模型方式实现专家系统的,它接收来自态势仿真子系统的战场态势数据 ,对其分析、总结,正确判明态势,采取相应战术动作 战舰护航编队作战专家系统 是由多个地理位置上分布的单舰作战专家系统和旗舰作战专家系统组成的分布式专 家系统 目前实现的这种系统的主要特点有:⑴将AI和ES、DB、SS技术融为一个有 机整体,各取所长、互相配合;⑵多种知识表示方法;⑶黑板模型及双方、多级、多 种推理机制; ⑷结构清晰,易扩充,便于总结、存贮专家经验;⑸人机界面友好、规 范等等 四、C3I系统仿真技术的新发展及趋势分析 总结仿真技术在海湾战争中应用的经验, 世界各军事大国对仿真技术的发展更 加重视尤其是美国,更加强了这方面的组织领导,新组建了国防建模与仿真办公室 ,提出了新的建模与仿真的投资战略一些高新技术的出现, 使得仿真技术有了新的 发展,并首先应用于军事领域 多媒体仿真技术 多媒体仿真属于感受计算的一种, 试图通过将仿真所产生的信息和数据转变成 为被感受的场景、图示和过程,以辅助人们进行决策它充分利用文本、图形、图 片、二维／三维动画、影像和声音等多媒体手段,将可视化、临场感、交互、 引 导结合到一起来产生一种沉浸感,使人的感官和思维进入仿真回路多媒体仿真技 术充分地利用视觉和听觉媒体的处理和合成技术,将表达模型信息的各种媒体集成 在一起,提供了模型信息表达的有力工具,将模型的属性、状态和行为从抽象空间 转移到视觉和听觉空间它所提供的临场体验扩大了可视仿真的范围,允许将实景 图象与虚拟景象相结合来产生"半虚拟"环境,更强调具体的仿真应用背景 我国的多媒体仿真技术正处于起步和发展时期,取得了一些理论与软件成果目 前多媒体仿真方法正逐步走向成熟,并且得到初步应用"九五"期间, 多媒体仿真技 术将朝着分布、开放和智能的方向发展 (1)多媒体仿真方法 在多媒体仿真中,媒体与对象从建模到仿真的全过程中始终是密不可分的,对象 建模包括其相应的多媒体描述建模仿真过程建立在多媒体技术的基础上,使用多媒 体技术从统一的角度对各种媒体(包括数值)的信息进行空间和时间的安排 具有多 媒体属性的仿真对象模型在一定仿真机制驱动下运行时, 自然会表现出其固有的或 虚拟的媒体特征,勿需对仿真结果数据进行图形转换或再现(可视化) 多媒体仿真遵循建模—仿真—表现(MPS)一体化的方法论建模者可以根据自 己对实际系统中形形色色、多姿多彩的实体对象及其变化规律的观察自然地刻画实 体模型,即是说,多媒体仿真模型是数学／逻辑模型(MLM)、仿真执行模型(SEM)、 表现与交互模型(PIM)三位一体的 多媒体对象MO是面向对象的多媒体仿真的基本模型单元,是可以具有属性、 行 为和单元时钟的最小建模单位MO中有四种变换函数: ①状态转换函数δs(s,e) δs仅引起状态变量V的变化,相位不发生变化 ②相位转换函数δs(Phase,c) 引起相位的变化,一般情况下由一系列的状态变化而导致相位变化可以看成是 在瞬间完成的,完成相变的动作又称事件 ③事件输出函数λ 用于在不同的相位中发送事件消息给其它对象, 所有消息的发送必须在相变之 前完成 ④媒体转换函数δπ(s,e) δπ是多媒体对象的特有函数, 用于将对象从数值状态空间映射到视频和音频 空间在δπ中,对象状态／相位变化伴随着其多媒体属性的变化, 使各种媒体在 模型的基础上得以集成每一多媒体对象按其固有的逻辑,"自主"地完成其生命周 期 各对象自主活动之间的协调,通过信息传递来实现 虽然多媒体仿真要用到多媒体技术, 但它不是仿真技术与多媒体技术的简单结 合多媒体仿真研究方法有其自身的特点 对象模型属性的多媒体化建模者在对实体对象的量化属性(参数和状态) 进 行定义和描述时,还要对其多媒体属性进行定义和描述 仿真模型的二重性多媒体仿真模型具有系统模型和表现模型的二重性,仿 真运行时它将分别生成由实体的状态、事件、活动、进程组成的抽象空间和由文 本、图形、影像、声音组成的多媒体形象空间 抽象时空与形象时空的一致性 多媒体仿真中的抽象时空和形象时空具有一 一对应的映射关系 人的感官和思维活动进入仿真回路中 用户可在形象时空中获得生动的感官 体验,或者说人的感官和思维活动进入了仿真回路 多媒体仿真技术无论从经济技术的可行性,还是效费比上看;无论是从近期应用 的迫切性,还是从远期应用的潜力来讲,都是我国发展和应用虚拟仿真技术的现实途 径 (2)虚拟现实技术与仿真 虚拟现实技术是一种高度逼真地模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机 界面技术它使仿真系统的人机交互方式虚拟化,人可以通过形体动作与其它仿真实 体交互并产生沉浸感,从而使人真
主要包括复杂过程的实时可视化、复杂几何模型的实时处理。在不同的工艺过程中，可能产生各类不同的现象，如闪光、爆炸、烟雾、气流、水流等等复杂现象，仿真系统必需能够实时、逼真、可控地显示这些现象，因此必需解决各类复杂过程的实时生成和控制技术，本公司基于数据场可视化；此外在工艺仿真中还可能伴随着各种几何模型的生成、消亡、变形、破碎等现象，这要求仿真系统能够快速地构造、修改、删除各种类型的几何模型，如锻造过程的毛坯变形、石块破碎过程的石块对象生成和消亡，而目前虚拟现实系统几何模型构造、变形、破碎恰是瓶颈之一，为此本公司基于底层的几何元素构造和显示研发了各类几何体的构造、拓扑和几何参数控制技术，能够解决各类欧式几何或非欧几何对象的快速构造和处理问题，从而为各类生产过程的仿真提供有力支撑。