建模与仿真系统的VV&A问题研究
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摘 要 本文在研究建模与仿真系统vv&a概念和特点的基础上，提出了提高VV&A可信度和效率的有关措施。
关健词 VV&A，建模；仿真
中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）107-0222-02
随着计算机技术的快速发展，建模与仿真系统应用领域日益拓展、体系结构越来越复杂，VV&A验证难度不断增加，对研究人员、用户和管理人员在技术和管理上带来了巨大的挑战。
1 VV&A的概念理解
根据美国国防部DoD 5000.61，VV&A是指Verification、Validation & Accreditation。其中Verification指校核，是确定仿真系统或模型表达是否准确地代表了开发者概念描述和规范的过程，主要关心系统设计是否正确；Validation指验证，是确定仿真系统或模型表达模拟真实系统准确度的过程，主要关心系统应用与实际是否一致；Accreditation指确认，是在V&V的基础上，由官方或权威机构确定仿真系统在特定应用中的可用程度，主要关心系统是否可接受。简单来说，VV&A就是评估建模与仿真系统正确性、可信度和可接受性的过程。
2 VV&A的特点要求
2.1 地位作用高
VV&A是决定仿真系统是否可用的关键过程，通过VV&A后，意味着系统能够进入实际应用，如果VV&A不够充分，仿真系统将带着问题运行，仿真结果与实际可能有较大出入，甚至颠覆性的区别，将给应用领域带来灾难性的后果和影响。
2.2 组织实施难
特别是对于较大规模的仿真系统，各输入变量的组合可以产生数以百万计的合乎逻辑的路径，而由于时间和预算的限制，不能像简单系统那样完全地、对所有合乎逻辑路径的准确度进行测试，必须综合运用各种方法进行VV&A，组织实施难度较大。
2.3 涉及利益多
仿真系统的开发单位关注VV&A，只有通过VV&A后才可能拿到研制经费，使用单位关注VV&A，VV&A的科学性直接影响仿真系统在实际运用中的表现，科研管理单位关注VV&A，VV&A影响仿真系统开发进程，是决定仿真系统能否按时完成的重要因素。
3 提高VV&A有效性的主要措施
3.1 加强软件质量评估
质量是可信的基础，保证质量特征可以有效增强仿真系统可信度。如果一个仿真系统虽具有较高的准确度，但可溯性、可观测性等较差的话，也会影响人们对仿真系统的信心。在软件工程中，质量特征一般被称为ilities，包括自适应性、可用性、复杂性、容错性、可维护性、可观察性、可溯性、可移植性、可读性、可靠性、可服用性、安全性和可测试性等。质量保证（SQA）就是保证软件产品质量特征的实践活动。在VV&A中，应把软件质量作为基本特征和必要条件，并在软件开发的各个阶段全程贯穿SQA的原则和要求，对不符合SQA要求的仿真系统，不进行VV&A评估，推动仿真系统开发单位高度重视和关注软件质量。
3.2 加强对开发过程的评估
仿真系统由于其固有的复杂性，难以进行完全的测试，仅对仿真系统产品进行VV&A评估，很难得到科学有效的结果，必须加强开发过程的评估，通过全过程跟踪评估，结合系统性能，确定仿真系统可信度及准确度。在VV&A评估中，除认真校核和验证系统的需求规格说明文档、设计说明书和代码外，还应在仿真系统需求分析、总体设计、模型构造、系统集成、产品测试等每一个阶段都进行深入的校核与验证，尤其要认真校核系统需求分析的准确性和可追踪性，关键模型的概念模型、理论模型和数学模型的准确程度，以增强VV&A过程的可信度。
3.3 加强组件技术应用
利用可复用组件构造软件系统，不仅是提高开发效率的主要手段，也是提高VV&A有效性和可行性的重要支撑。如果重用通过校核和认证过的组件，可以大大地减轻VV&A负担，减少建模与仿真系统的开发时间和费用。应全面深入研究建模与仿真系统体系结构，把基础的、通用的、可复用的组件和模型找出来，通过专门的VV&A评估，建立权威的仿真系统可复用组件和模型数据库，提倡系统开发单位使用经VV&A确认准确可信的的数据库中的组件和模型，并提供给开发单位一定的知识产权保护费用，能够分散VV&A困难，提高评估时间和效率，促进可复用的组件开发。
3.4 加强VV&A的独立性
由于VV&A涉及多方利益，只有当V&V脱离于开发人员和规格独立进行校核和验证活动时，才能产生真正准确的效果。这就要求在V&V必须在技术、管理和财政独立的条件下履行它的职责，独立地进行可接受性评估，并阐明关于校核和验证的建议，以及早发现仿真系统存在的错误和缺陷，提高产品质量，降低项目风险。其中，技术独立意味着VV&A自己决定，区分和安排任务和计划；管理独立意味着VV&A脱离于开发组织，单独向仿真应用程序发起人报告情况；财政独立性意味着VV&A独自支配仿真系统的VV&A预算，而不依赖于仿真系统开发预算。
3.5 加强计算机辅助支持
随着技术的进步和仿真对象的日益复杂，仿真系统的架构越来越庞大，各种文档动辄上千页，校核、验证等的工作量非常大，给进行VV&A评估的人员带来的巨大的困难，应开发有效的仿真系统VV&A辅助支持软件工具，减少测试时间和强度。构建仿真系统的目的就是描述构模者想要表达的系统。在传统的VV&A中，通常由课题专家对模型的执行行为与期望行为进行比较，然而，在某种程度上，通过运用断言校核V&V技术，能够实现对这种比较的计算辅助支持，从而提高V&V效率。通常来说，断言是关于模型运行有效性的一种声明，断言校核是一种用于比较模型运行特征与建模人员所期望特征的V&V技术，以预防模型运行中可能的潜在错误。仿真系统的VV&A开发工具必须便于断言校核的设计和实现。
参考文献
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