[发明专利]基于字符串的数学模型表示与运算方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术应用领域，特别是涉及以模型驱动的决策支持系统的模型表示方面。

背景技术

随着信息化技术与现代仿真技术的发展，决策支持系统(DSS)的实际应用能力有了较大提高，在政府机构与企事业单位均得到了广泛应用，决策者通过系统提供的数据、模型和知识进行决策，提高决策效率。

由于数学模型在宏观与微观经济决策中扮演着十分重要的角色，因此，在DSS中模型的表示与构建是最重要的组成部分。传统的模型表示与构建主要利用一些事先建立好的模型的集合，利用计算机描述语言进行描述，尽管在模型的表示中不断的将逻辑化方法、结构化方法、数据化方法和面向对象方法引入到模型集成中，但是其模型表示的思想仍然是使用程序化的方法。

这种方法的优点是简易明了，缺点是当模型变化时需要对相应的程序做出修改，模型的可重用性始终是面向开发人员，对开发人员的要求较高，需理解数学模型公式的具体含义，同时精通各种数值分析算法。另外，模型方法与对象通常都具有不同的结构与表现形式，在实际工作中决策者或者专家用户经常需要依赖于开发人员方可进行模型构建与调整，模型的利用率与系统灵活性不高，构建的模型通常很难适应外部环境的变化，只是针对本领域问题的分析与求解，大大限制了模型的灵活性与可重用性。

发明内容

本发明的目的是针对以模型驱动的决策支持系统设计一种模型表示与解析方法，它可以有效地采用字符串方式进行数学模型表示、利用模型解析技术进行模型变量与模型关系式的解析，其突出特点在于以决策者和专家用户为中心设计以字符串为核心的模型表达式书写结构，通过正则表达式技术进行模型解析与运算，实现了模型的表示与解析运算，方便了模型的动态维护与可重用性。

本发明的上述目的可以通过如下方案实现。

一种基于字符串的数学模型表示与运算方法，其包括以下步骤：步骤一：确定模型变量命名和模型表达的书写规则，其中，用户通过交互界面，按照确定的模型表达式规则进行模型的构建操作；步骤二：获取模型关系式，根据表达式规则，对表达式中每一项所表达的具体含义进行解析，确定模型关系式中的所有变量，以指标编号的形式进行标识与识别；步骤三：根据模型解析结果，开展支撑仿真运算的全局变量和参数变量的指标初始化操作；步骤四：构造模型运算矩阵，将初始化指标填入模型运算矩阵，解析模型关系式。

在至少一个优选实施方式中，在所述步骤一中，采用一个模式化的字符串来表示表达式的规范，利用正则表达式技术来规范各种字符串变量。

在至少一个优选实施方式中，在所述步骤四中，以自定义函数对指标进行计算，填入运算矩阵，最终完成模型运算。

在至少一个优选实施方式中，上述步骤二中的所述变量包括指标变量和参数变量。

在至少一个优选实施方式中，在上述步骤二中，将解析得到的所有指标编号以字符串数组的形式进行存储，放入模型上下文对象中供模型运算使用。

在至少一个优选实施方式中，上述模型运算矩阵用来存放所有参与模型计算的数据，由时间维数据和模型变量维数据构成。

在至少一个优选实施方式中，所述模型变量维数据由指标编号和数据组成，将生成的全局变量哈希表、赋值参数哈希表、数据库查询哈希表装入运算矩阵，完成模型运算初始化工作。

本发明的优点在于，通过制定模式化的字符串对模型变量和书写规则进行定义，能够为用户建立模型提供高效、通用的表示方法；通过正则表达式技术能够准确、有效的对模型进行解析；通过自定义函数和基础相结合，能够快速、准确的对多指标组合数学模型进行迭代计算与时序推进。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的模型表示与运算流程图。

具体实施方式

图1为根据本发明的一个实施方式的模型表示与运算流程图。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

首先，在步骤S1中，确定模型的描述规则，决策支持系统的模型描述一般是通过建立数据变量之间的数学关系式进行表达，为描述和解析模型需要制定模型变量的命名规则和模型关系式的书写规则。模型变量的命名规则主要针对模型中包括的参数、指标变量和常数三种数据类型定义命名格式，对于参数型数据，在其指标编码前冠以字母P；对于指标变量，在其指标编码前冠以字母I，对于常数，在关系式中直接使用数值表示。