[发明专利]一种基于lambda规则的图形化概念建模方法

说明书

本发明公开了一种基于lambda规则的图形化概念建模方法，包括：搭建初始图形化概念模型，模型包括本体视图、属性视图、关系视图和规则视图；获取论证目标；根据论证目标确定本体视图中的领域本体库信息，根据领域本体库信息确定属性视图中的资源、活动和关系的属性，根据领域本体库信息确定关系视图中资源和活动之间的关系，以及根据领域本体库信息和论证目标采用lambda表达式建立和管理规则视图中的规则，得到更新后的图形化概念模型；对更新后的图形化概念模型进行仿真，得到仿真结果；根据仿真结果和设计目标对更新后的图形化概念模型进行调整，得到优化后的图像化概念模型。可基于图形化界面，实现概念模型的快速敏捷构建。

技术领域

本发明属于系统建模与仿真领域，特别是涉及一种基于lambda规则的图形化概念建模方法。

背景技术

建模与仿真（Modeling and Simulation,MS）是一门新兴学科，建模是将现实中的数据、过程、限制等抽象为各种模型，而仿真则是模型的执行。随着计算机技术的不断发展，建模与仿真研究已经与理论研究、实验研究一起，作为科学研究的三种主要手段，受到广泛的关注和发展。特别是在军事系统仿真的研究中，建模与仿真技术已经服务于战略、战术、战法、训练、试验、分析、辅助决策等众多研究领域，而且应用范围还在不断扩展，研究层次也在不断深入。

随着仿真系统的规模在不断扩大，复杂度、精确度、时效性的要求也在不断提高，研究人员开始关注如何有效降低仿真系统开发成本、节约开发时间、提高仿真水平的问题。而概念模型作为现实世界的第一次抽象，其建模与验证技术成为了重要研究问题。

概念模型(Conceptual Model,CM)的定义首先起源于20世纪70年代信息系统工程领域。Zeigler在计算机建模与划分的过程中也提及了CM这一概念，这是CM在建模与仿真领域的雏形。随着建模与仿真技术的不断发展壮大，越来越多的专家学者开始对CM进行研究，进而产生了各自不同的理解与认识。锡拉丘兹大学的Sargent认为：“CM主要是为了进行特定情况和目的下的研究，对于待解决的问题实体或者领域的语言上的、逻辑上的或者数学上的描述和表示”。霍普金斯大学的Pace则认为：“CM的意图是一组仿真开发人员关于仿真内容信息描述的集合，在这组集合里面包含了仿真开发者对于仿真所必需要的一些系统假设、实体特性、应用算法、实体间数据和关系等，这组集合里面的信息联合起来描述了仿真开发者对于仿真需要表示和如何满足的充分理解”。美国SCS技术委员会在1979年发布的Terminology for model credibility报告中把整个仿真应用划分成了三个基本模块，以此为验证仿真应用的可靠性提供一个更好的技术框架，这三个基本模块分别为：实体（Reality）、概念模型（Conceptual Model）以及可计算模型（Computerized Model）。在这份发布的报告中，SCS技术委员会明确给出了CM及其相关定义，并把这些定义作为一种模型可靠性验证的通用标准来促进模型开发技术人员和潜在使用者之间的交流。到了20世纪80年代末至90年代初阶段，兰德公司的Paul Davis在对模型进行分析研究和对仿真系统进行整体评估论证时，对CM的重要性给与了充分的强调，并且提出了一种用CM来指导整个仿真应用系统开发和设计的思想。通过上述内容可知，在CM的初步发展时期内，对CM的研究主要集中在相关概念、作用以及基础的理论框架上，这也为以后CM的具体研究和应用打下了扎实的理论基础。CM的快速发展阶段从20世纪90年代到现今。在这个阶段里，CM的相关技术研究在建模仿真领域得到了快速的发展，国内外一些专家学者也针对现阶段仿真建模领域中所遇到的一些问题，对概念模型的作用、含义、建模和评估验证方法进入了非常深入的研究，并且在此基础上提出了多种不同的CM建模与评估效验方法。总的来说，在这个阶段内，CM相关技术研究呈现出了一种百家争鸣、百花齐放的学术盛况。自20世纪90年代初以来，仿真建模技术发展进入了分布式交互仿真时期（Distributed Interactive Simulation，DIS）。IEEE于1993年发布了关于DIS的相关标准1278，紧接着于1997年又发布了相关标准1278.4。随着仿真建模技术的不断发展与完善，仿真建模进入了高层体系结构时代（High LevelArchitecture Federation Development and Execution Process，HLA），IEEE于2000年发布了关于HLA的标准1516，并于2003年再次发布了HLA的1516.3标准。美国国防部在1995年10月公布了其建模与仿真主计划，在该计划中提出了一种未来仿真/建模的共同技术框架，这种共同技术框架由以下三部分组成，分别为：高层体系结构（High Level ofArchitecture，HLA）、任务空间概念模型（Conceptual Model of the Mission Space，CMMS）、数据标准（Data Standard，DS）。美国国防部建模与仿真办公室（DoD）于1996年再次颁布了一份关于CM的VVA建议指导规范报告，在这份报告中，仿真概念模型（SimulationConceptual Model，SCM）被明确提出需要创建，并且将仿真概念模型描述成“一种详细的设计框架”，通过此框架，可以建立满足必要需求的仿真应用系统，其中这种框架中包含了仿真所必需的假设限制、逻辑关系以及使用算法等。建模仿真领域中目前有关CM的研究和探讨主要集中在CM的建模与验证方法上，而建模与验证又恰恰是CM的两大核心内容。目前存在多种不同的CM建模方法，如：自然语言建模、专用方法建模、基于XML语言的建模、基于UML的建模、基于IDEF的建模和基于Petri网的建模等等。自然语言建模是最直观最简单的建模方法，由于采用自然语言描述，这种建模方法非常适合开发技术人员和军事领域人员在CM建模初期的沟通与交流，能起到很好的桥梁作用，但是不具有形式化的特点；专用方法建模跟特定领域相关，能较好地、深入地描述整个仿真应用系统，但是这种方法需要开发技术人员对专业领域有较为深入的理解，对专业知识要求比较强，不具有通用性；基于XML语言、基于UML、基于IDEF和基于Petri网的建模方法从形式化角度来说都属于半形式化或者形式化方法，这些建模方法都拥有一定的形式化能力和相应的可视化建模工具，有成熟的商业支持，从不同程度上能较好地支持对概念模型结构和内容的分析，但是要求开发人员能够熟练掌握应用。