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复杂适应系统理论11篇(全文)复杂适应系统理论(精

选11篇)

复杂适应系统理论第1篇

关键词：电子信息系统，复杂适应系统，建模

电子信息系统既是预警探测、情报侦察、指挥控制、通信、

火力打击、综合保障等作战要素一体化的“粘合剂”,也是军

队整体作战能力提高的“倍增器”,同时又是军队信息化建设

的核心，其质量直接影响作战体系的一体化水平，其效能高低

直接影响着武器装备综合集成建设的成败。电子信息系统能为

作战要素、作战体系的综合集成奠定良好的基础，能实现武器

系统及不同武器系统之间的高度融合与无缝链接，从而达到互

连互动，整体调控的目的。

电子信息系统建模是对具体的武器电子信息装备体系及其

作战行动的描述。电子信息系统属于复杂系统，具有高维数、

层次多、涉及的单元和环节众多、关联度大、不确定性和多样

性普遍存在、多目标性的特点，所以很难用单一的准确的数学

模型来描述。基于能力的体系结构视图将体系结构与能力分析

结合起来，从而更有效地为武器装备顶层设计提供规范、系统

的方法论指导，为系统需求分析、装备方案评价等方面提供了

有效方法。

现主要研究基于能力的电子信息系统的建模方法。根据复

统元素以及这些元素之间简单的、局部的交互作用会产生复杂

的系统整体行为”的基本思想，应用基于多Agent的建模仿真

方法，对电子信息系统进行建模。建立的模型是以不同层次的、

具有适应性的Agent为基本单位，通过描述同一层次间Agent

的行为和相互关系，以及不同层次Agent间的信息传递和作用

机制，建立用于分析电子信息系统问题的CAS模型。

1基于Multi-Agent技术的复杂系统建模

象、研究复杂系统、实现复杂自适应计算的有效手段，其建模

方法能有效地满足分布式仿真系统对模型智能性的需求。基于

Multi-Agent的建模仿真方法的特点是：从组成系统的基本元素

着手，通过对系统局部细节的描述，自底向上地建立系统模型。

Multi-Agent技术非常适于建立非线性和复杂系统模型。通过

建模，而它们之间的交互关系可用Agent的交互来建模。每个

组成系统的个体及个体间的相互作用关系。通过个体属性和行

为与整体属性和行为间的反馈和校正，来研究系统的动力学特

性。该方法不考虑系统的整体运动形式和规律，而把仿真目标

定在行为一级，按观测数据建立系统同态模型，研究系统的行

为趋向，这样可以克服复杂系统研究理论基础尚未成熟，通过

系统分析产生的数学模型可信度低，很难以数学形式定义及定

量分析等复杂系统建模仿真难点，是研究复杂系统的有力工具。

2基于CAS的电子信息系统模型

以信息获取系统、信息传输系统、指挥控制系统和执行系

统为适应性主体对电子信息系统模型进行建模。首先确定电子

信息系统各层所包含的Agent,然后对体系的层次结构和Agent

之间的相互关系进行描述。

2.1模型的基本简化原则

电子信息系统是复杂大系统，它的运行过程十分复杂，对

于体系能力的优化配置，从理论上讲，应该将全部元素纳入模

型进行分析、评估，但是这样会使得模型和求解的复杂性急剧

增加。考虑模型建立和求解的实际需求，对模型的简化本着以

下原则：

(1)在空间范围内，以一次完整的对抗行动为研究对象进

行模型的建立和Agent的概念化；

(2)只考虑与电子信息系统对抗行动紧密相关的Agent的

行为和适应性表现；

(3)对于一些较为复杂的、描述较为困难的行为进行一定

的简化；

(4)每个Agent都具有一定的行为和各自的适应性表现；

(5)Agent之间主要通过信息流和指挥控制关系形成网络

或系统；

(6)不考虑经济效益问题。

Agent的能力指标以它能够完成任务的程度为依据，采取

定性与定量相结合的方法给出。

2.2模型的建立

基于CAS理论构建的电子信息系统模型如图1所示。模型

分两层对电子信息系统进行描述。上一层代表概念化的电子信

息装备体系，称为系统层Agent,它主要由四个大系统组成：信

息获取系统(包括传感器Agent)、信息传输系统(包括信息

传输信息、指挥控制和使用信息。因此，从宏观上可以提取的

系统层能力指标有：信息获取能力、信息传输能力、指挥控制能

力和执行打击能力，这些能力值是评估系统层能力的指