04 模型的校核、验证与确认

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1、系统仿真兰州交通大学数学建模培训目录第一章绪论第二章系统建模方法第三章连续系统数字仿真第四章模型的校核、验证与确认第五章离散事件系统仿真简介第四章模型的校核、验证与确认通过前面介绍，可以看出、应用仿真技术对系统进行分析和研究的一个基础性和关键性的可题是将系统模型化。系统模型化是系统仿真的核心间题，也就是说由建模目的出发，根据相似原理。建立正确、可靠、有效的仿真模型是保证仿真结果具有较高可信度的关键和前提。为此，系统仿真模型建立与验证的理论和方法的研究一直受到国内外仿真界的高度重视。系统建模与模型的校核

2、、验证与确认(Verification,ValidationandAccreditation)简称VVA是提高仿真结果置信度的重要方法，是仿真领域的一个重要的前沿课题。前言4.1基本概念一个实际系统的模型建立后，必须进行校核、验证与确认，以便确定该模型是否能足以准确地反映实际系统的各种动、静态特性、是否可保证人们放心地使用所建立的模型。如果不满足要求，还将进行相应的修正。可见，建模和模型校核、验证与确认是一个相互文替的过程，而且贯穿于模型研究过程的整个生命周期中。模型校核、验证与确认实质上是进行模型有

3、效性分析，它发生在模型发展的每个阶段，与建模过程的关系如图所示。一、有关概念的一些解释1.问题实体(ProblemEntity)研究对象，可以是一个系统(真实的或假想的)。也可以是一种构思，一种概念，一种情景，一项决策或政策，或者是其它等待研究的事物或现象。2.概念模型(ConceptualModel)是指针对某一具体研究目的而对问题实体所做出的数学的、逻辑的或自然语言的表述。这些表述最终应该能用仿真设备或程序来实现。3.计算模型(ComputerizedModel)是指概念模型在仿真设备上的实现。由

4、图可知，概念模型是在问题分析和建模阶段建立起来的;计算模型是在概念模型的基础上通过程序设计和实现阶段建立起来的；关于问题实体(研究对象)的一些结论，则是在仿真实验过程中通过运行计算模型而获得的。4.概念模型有效性(ConceptualModelValidity)是指在形成概念模型的过程中所使用的理论和假设是否正确，对问题实体的模型表达对于该模型的指定用途和具体目的是否合情合理，能否充分体现建模的预期目的。5.运行有效性（OperationalValidity)是指在给定的系统工作域和模型应用域内。模型

5、的行为相对于预期的研究目的来说是否足够精确。7.模型校核(ModelVerification)概括地讲，模型校核是一个过程，在这个过程中要检查和确定仿真计算模型是否准确地表达了概念模型。换句话说，模型校核的目的是确保二次模型化(对概念模型的翻译)过程是正确的。8.模型验证(ModelValidation)模型验证是在建模目的意义下模型能否准确地代表实际系统，有两个方面的含义:一是首先要检查概念模型(数学模型，物理模型等)是否正确地描述了实际系统;二是进一步考察仿真模型输出是否充分接近实际系统的行为。模

6、型验证的目的并不是为了使模型与实际系统完全一致，由于模型只是对实际系统的一种相似，所以让模型百分之百地复现真实系统的行为是不可能的，也是不必要的。9.模型认可(ModelAccreditation)模型认可是指正式地认定“模型相对于特定的研究目的来说是可以接受的”。模型认可同研究目的、仿真目标、认可标准、用户要求、相关的输入数据的质量(有效性)等方面的因素有关。二、模型校核与验证的难点以前，人们对模型验证工作较模型校核工作开展得相对多一些。就模型验证来说，它是系统仿真研究中难度很大的问题，其难点表现在

7、以下几个方面：1.模型验证工作是一个过程模型是建模者根据建模目的按照相似原理对于实际系统的科学抽象与简化描述。它反映了建模者对实际系统由感性到理性认识的一个阶段，这种认识是否正确与精确，还得经过实践的检验。因此，模型验证工作，实际上是由实践到理论，再由理论到实践的过程。有时得经过多次反复才能完成。2.模型验证工作具有模糊性模型是原型(研究对象)的相似系统，而相似程度具有一定的模糊或不确定性。这种不确定性不仅与建模者对原型认识的深刻程度有关，而且与他所采用的方法与技巧有关。就是说对于同一原型系统，抱着同

8、样的建模目的，不同的人可能建造出与原型相似程度不同的模型。3.模型验证工作受多种因素影响首先是模型本身的因素，众所周知一个完整的模型包含两个方面的内容:一方面是它的结构，另一方面是它的参数。结构住往可以代表某一类模型的共性，而参数的加入，体现的是模型的个性。这两方面是模型能否代表，原型的决定因素。是内因。因此，在进行棋型验证时，要倍加关注它f的正确性与准确性。其次是模型运行的环境即外因，其中最基本的是给模型系统施加的愉入作用。这种作用应与给实际系统施加的