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1、系统仿真学报Vol.16No.2·202·JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONFeb.2004定性仿真技术及应用邵晨曦,白方周(中国科学技术大学计算机科学技术系,合肥230027)摘要:定性仿真以非数字化手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性建模推导系统的定性行为描述。定性仿真是处理不完备信息的有效方法。定性仿真方法产生了多种流派,如模糊仿真法、归纳推理法、非因果关系推理方法、基于因果关系的推理方法、基于图表的推理方法、基于数据的结构化建模方法、基于定性空间的推理方法等。近年来,定性仿真已应用到故障
2、诊断、生态和环境学、机械制造业和工业系统、医学研究、混杂非线性系统、教育系统、人类社会与经济、人工智能等领域中。最后从整体上简要评述了定性仿真的发展。关键词:定性仿真;定性建模;定性推理;定性仿真应用文章编号:1004-731X(2004)02-0202-08中图分类号:TP391.9文献标识码:BTechnologyofQualitativeSimulationandItsApplicationSHAOChen-xi,BAIFang-zhou(ComputerScienceDept.ofUniversityofScienceandTe
3、chnologyofChina,Hefei230027,China)Abstract:QualitativeSimulation(QS),whichisanon-numericmeasure,isemployedtoprocessinputtinginformation,modeling,behaviorsanalysisandoutputtingresults.Thedescriptionofqualitativebehaviorscanbegeneratedbyqualitativemodeling.QSmakesitfeasibl
4、etodealwithincompleteinformationeffectively.TherearemanygenresaboutQStechnology,suchasfuzzyQS,reductionreasoning,non-causalreasoning,causal-basedreasoning,diagram-basedreasoning,structuraldata-basedmodelingandqualitativespace-basedreasoning.Recently,QStechnologyhasbeenap
5、pliedtovarietiesoffieldssuchasfaultdiagnosis,ecologicalandenvironment,mechanicmanufactureandindustrialsystem,medicalresearch,hybridnonlinearsystem,educationsystem,community,economyandAI.Atlast,abriefcommentonthedevelopmentofQSisgiven.Keywords:qualitativesimulation;qualit
6、ativemodeling;qualitativereasoning;applicationofqualitativesimulation[41,43]域发挥着越来越大的作用。引言1定性仿真的理论研究状况从1983年美国学者deKleer和Brown提出的关于定性建模和定性推理的理论,以及1984年国际人工智能杂志第在定性仿真思想建立起来之后,很多科学家致力于定性一次出版了关于定性问题的专辑以来,定性仿真技术得到了建模和定性推理的理论研究中。90年代,定性仿真理论已迅猛发展,成为诸多学者的关注热点。而随着定性仿真理论渐趋成熟,形成了各种
7、体系,流派。的发展与日趋成熟,也形成了各种派别,其中比较有影响的1.1模糊仿真法流派有:SeelyBrown和JohndeKleer提出的基于“流”的将模糊数学和定性仿真理论结合起来就产生了模糊仿概念的理论,K.D.Forbus的定性过程理论(QPT),B.J.Kuipers真方法。模糊数学在定性理论中一般用来作为一种描述手的基于QSIM的定性仿真理论(QS)以及B.C.Williams的段。用模糊数学扩展定性仿真可以详细地描述函数关系,并定性代数理论等等。且能够表示和使用变化速率的时序信息,构造一种有效的时定性仿真(Qualitati
8、veSimulation)是以非数字手段处理序过滤规则,大量减少奇异行为的产生。研究者最初是采用信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定区间模糊数的行为来描述系统的定性值。英国的QiangShe