淺析安全計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試系統(tǒng)

【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)安全仿真技術(shù)在安全領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)及其他人類生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為系統(tǒng)工程安全測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)。本文根據(jù)筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，就安全計(jì)算機(jī)仿真測(cè)試系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】安全系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)仿真 測(cè)試

一、引言

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種描述性技術(shù)，是一種定量分析方法。它是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬系統(tǒng)的條件、行為、環(huán)境等特征來(lái)建立起某一過(guò)程模式，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后得出數(shù)量指標(biāo)，把按照用戶所給條件模擬后得出的結(jié)果反饋給用戶，為用戶構(gòu)建實(shí)際系統(tǒng)提供理論依據(jù)。

二、仿真技術(shù)的概念

仿真是為了模仿現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某一層次的抽象屬性而構(gòu)建的模型，人們利用構(gòu)建的這種模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得到需要的信息。然后，人們利用這些信息對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的某些實(shí)際存在的問(wèn)題擬出相應(yīng)的解決方法。任何仿真都只是對(duì)真實(shí)世界中某些情況的無(wú)限逼近，而不能完全替代或復(fù)制。仿真是存在層次的，其優(yōu)劣的評(píng)價(jià)需要從模擬的實(shí)際存在的問(wèn)題以及模擬問(wèn)題的構(gòu)建者的需求兩方面進(jìn)行。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一種綜合性的信息技術(shù)，它通過(guò)軟件、程度等功能途徑處理用戶設(shè)置的條件，再以圖片、音頻、視頻的形式將分析處理得出的結(jié)果反饋給用戶。優(yōu)秀的仿真技術(shù)系統(tǒng)能較好的模擬出與現(xiàn)實(shí)相似的情況，具有極強(qiáng)的交互性，因此常常被應(yīng)用在安全系統(tǒng)的建設(shè)工作方面。

三、仿真技術(shù)的發(fā)展

仿真機(jī)是用來(lái)進(jìn)行仿真模擬工作的計(jì)算機(jī)，有效的仿真系統(tǒng)是在仿真機(jī)的基礎(chǔ)上，增加控制設(shè)備和顯示設(shè)備。一個(gè)完整的仿真任務(wù)的建立包括：建立模型、仿真實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、分析驗(yàn)證等步驟。在20世紀(jì)50年代，仿真機(jī)大多是以電子模擬計(jì)算機(jī)為主機(jī)來(lái)完成仿真任務(wù)，在部分特殊領(lǐng)域，由于工作性質(zhì)的特殊，也有使用液壓機(jī)、氣壓機(jī)、阻抗網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的。70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字模擬混合仿真機(jī)逐漸得到廣泛應(yīng)用，而電子模擬計(jì)算機(jī)由于其較低的精度以及仿真程度逐漸被淘汰。從80年代開(kāi)始，由于軟件技術(shù)與人工智能技術(shù)的突破，人們開(kāi)始對(duì)智能化的仿真機(jī)抱有期望。同時(shí)，由于數(shù)字仿真與模擬仿真技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，更高精度的數(shù)字模擬混合仿真機(jī)被設(shè)計(jì)了出來(lái)。

四、仿真技術(shù)在某些領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例

由于仿真技術(shù)應(yīng)用范圍過(guò)于廣泛，受篇幅限制，此處僅簡(jiǎn)單的列舉幾例。

（一）仿真技術(shù)在石油化工企業(yè)中的應(yīng)用

石油行業(yè)的工作存在著：燃燒、爆炸、泄露、毒物擴(kuò)散等危險(xiǎn)情況。因此，在石油化工的安全管理建設(shè)過(guò)程中，常常使用計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)評(píng)估分析工作中的危險(xiǎn)程度、失控原因、事故解決方法、安全監(jiān)控等多項(xiàng)內(nèi)容。

通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)可以采用數(shù)學(xué)方法建立模型描述化工過(guò)程，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，利用得出的結(jié)果對(duì)該過(guò)程的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益作出評(píng)價(jià)，并與其他已進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)的模型進(jìn)行比較，最終確定最優(yōu)方案。

石油化工企業(yè)中產(chǎn)生較多的爆炸、燃燒、毒物擴(kuò)散等安全事故屬于十分嚴(yán)重的工業(yè)災(zāi)害，因此如何在事故突發(fā)后進(jìn)行處理是石油化工企業(yè)長(zhǎng)期研究的問(wèn)題之一。利用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)可以在安全的環(huán)境下，通過(guò)模型的建立，真實(shí)的反映出災(zāi)害發(fā)生時(shí)的情形，安全管理人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入指令，模擬出不同的處理方法，然后計(jì)算機(jī)會(huì)計(jì)算出處理后的效果并直觀的展示給安全管理人員，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，就可以在不浪費(fèi)資源、不造成危險(xiǎn)的情況下制定出較好的災(zāi)害處理措施。

（二）仿真技術(shù)在工程施工管理中的應(yīng)用

現(xiàn)在的工程施工過(guò)程中，仿真技術(shù)得到了貫穿始終的應(yīng)用。從施工設(shè)計(jì)階段，到施工培訓(xùn)階段，再到施工實(shí)施階段，直至工程檢驗(yàn)階段，都有著計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用。

1.施工設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用。在施工設(shè)計(jì)階段，可以利用仿真技術(shù)對(duì)工程材料的形狀、體積、質(zhì)量等進(jìn)行模擬，在模擬系統(tǒng)中先進(jìn)行虛擬工程建設(shè)，不斷的修改設(shè)計(jì)方案直至確定好最佳的建設(shè)方案。

2.施工培訓(xùn)階段的應(yīng)用。可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，通過(guò)直觀的展示讓施工人員體驗(yàn)到由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)的最簡(jiǎn)潔，最安全的施工方式。在工程正式的進(jìn)行時(shí)，施工人員就可以按照已有的施工方式，開(kāi)展工作。

3.施工實(shí)施過(guò)程與工程檢驗(yàn)階段的應(yīng)用。工程在實(shí)施過(guò)程中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)突發(fā)狀況，導(dǎo)致工程不能正常進(jìn)行。因此可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)于工程現(xiàn)狀進(jìn)行模擬，然后確定最佳解決方案，而不必要直接在原有已建設(shè)完成的工程基礎(chǔ)上進(jìn)行嘗試，造成時(shí)間與資源的浪費(fèi)。

（三）仿真技術(shù)在公安系統(tǒng)中的應(yīng)用

公共安全是人民最關(guān)心的問(wèn)題之一，其直接關(guān)系到人民生活質(zhì)量與生命財(cái)產(chǎn)安全。如何在犯罪行為突發(fā)后迅速作出反應(yīng)，并在短時(shí)間內(nèi)確定合理的應(yīng)急辦法，是公安系統(tǒng)工作人員日常討論及研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

盡管現(xiàn)代的高科技為各類案件及犯罪行為的分析與處理提供了很好的硬件及軟件條件，但現(xiàn)實(shí)中案件現(xiàn)場(chǎng)通常存在于各種復(fù)雜的環(huán)境，考驗(yàn)著公安系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力。因此，公安部門引進(jìn)了計(jì)算機(jī)模擬仿真系統(tǒng)，在工作人員的日常訓(xùn)練中，對(duì)于各種事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬，使警員探員們熟悉各種復(fù)雜環(huán)境，提高他們?cè)趯?shí)際工作中的快速反應(yīng)能力。

仿真技術(shù)還可以應(yīng)用于自然災(zāi)害如火災(zāi)、地震等突發(fā)時(shí)，人民群眾最優(yōu)逃生路線的制定；大型建筑中安全事故突發(fā)時(shí)群眾的疏散路線的確定等威脅到公共安全事件發(fā)生時(shí)的方案制定。

五、結(jié)束語(yǔ)

安全計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)有著極其廣泛的應(yīng)用范圍和極其重要的使用價(jià)值，利用計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于安全系統(tǒng)的建設(shè)能提供很多有意義的數(shù)據(jù)作為參考。該技術(shù)在快速的分析處理用戶構(gòu)建的問(wèn)題模型的同時(shí)，又因?yàn)槠洳恍枰膶?shí)際物資而能為用戶節(jié)約大量的經(jīng)濟(jì)成本。因此，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用有著不可取代的優(yōu)勢(shì)及作用。

參考文獻(xiàn)：

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