社会仿真:信息化战争研究的新领域 [平装] 7121121123,978712112

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《社会仿真:信息化战争研究的新领域》拓展了传统战争仿真的研究范围,提出了社会仿真的概念,包含了国家关键基础设施仿真和群体行为仿真两部分。社会仿真就是通过对国家关键基础设施、政治机构、经济实体、社会民众等进行建模仿真来研究战争危机条件下非军事领域各实体行为及动态演化过程,研究军事行动的综合效果和连锁反应,从而达到从整体上研究战争的目的。全书共11章,第1~2章介绍社会仿真的基本概念、相关基础理论和方法;第3~6章介绍国外几个基础设施仿真模型和系统;第7~10章介绍国外及作者的群体行为研究成果;第11章介绍大规模社会综合仿真系统。《社会仿真:信息化战争研究的新领域》适合系统仿真、建模与仿真、人工智能等专业的教师和研究生阅读,也适合从事舆情分析、民意调查、公共安全等领域的人员参考。
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《社会仿真:信息化战争研究的新领域》是“十一五”国家重点图书出版规划。
目录
第1章 绪论 1 1.1 社会仿真概述 2 1.1.1 战争仿真与社会仿真 2 1.1.2 社会仿真的基本概念 3 1.1.3 社会仿真的类型与层次 4 1.2 社会仿真的主要研究内容 5 1.2.1 国家关键基础设施建模仿真 5 1.2.2 群体行为建模仿真 8 1.2.3 综合社会的建模仿真 9 1.2.4 几个相关的概念 10 1.3 社会仿真的研究现状 11 1.3.1 基础设施仿真 12 1.3.2 群体行为仿真 13 1.3.3 综合社会仿真 14 第2章 基础理论与方法 16 2.1 复杂适应系统理论 17 2.1.1 cas理论是现代系统科学的继续和发展 17 2.1.2 cas理论的基本概念 18 2.1.3 cas理论的主要特点 20 2.2 人工生命与人工社会 22 .2.3 复杂网络理论 24 2.4 基于agent的建模仿真技术 27 2.5 并行仿真技术 29 2.6 虚拟现实仿真技术 30 2.6.1 vr系统的组成和特点 31 2.6.2 vr系统的软硬件支持 31 2.6.3 vr技术在系统仿真中的应用 32 小结 34 第3章 交通基础设施模型 35 3.1 概述 36 3.1.1 transims概述 36 3.1.2 研制背景 36 3.1.3 transims特点 37 3.2 transims的组成与实现 38 3.2.1 组成框架 38 3.2.2 路网数据表设计 39 3.2.3 人口合成模块 53 3.2.4 活动产生模块 55 3.2.5 路径规划模块 58 3.2.6 微观模拟模块 61 3.2.7 反馈控制模块 65 3.2.8 排放估计模块 68 3.2.9 输出可视化模块 69 3.3 transims系统应用 70 3.3.1 概述 70 3.3.2 el paso案例 70 小结 75 第4章 能源基础设施模型 76 4.1 简介 77 4.1.1 概述 77 4.1.2 基础设施之间的关联性 79 4.2 基于actor方法的天然气基础设施模型 80 4.2.1 气井 80 4.2.2 连接点 81 4.2.3 管道 82 4.2.4 加压站 83 4.2.5 城市消费节点 85 4.2.6 阀门 86 4.2.7 电力马达 87 4.2.8 天然气驱动装置 88 4.3 基于actor的电力网络模型 89 4.3.1 汇流负载节点实体 93 4.3.2 消费负载点实体 93 4.3.3 发电厂实体 94 4.3.4 输电线路实体 95 4.4 可视化模型 95 4.5 想定实验 97 小结 97 第5章 通信基础设施模型 99 5.1 概述 100 5.2 miits系统 101 5.2.1 总体介绍 101 5.2.2 miits特点 102 5.2.3 系统功能组成 104 5.2.4 miits框架结构 107 5.2.5 应用案例 112 5.3 n-smart模型系统 115 5.3.1 总体介绍 115 5.3.2 n-smart组成 116 5.3.3 通信系统动态模型 117 5.3.4 电话呼叫模型 118 5.3.5 关联依赖关系模型 120 5.3.6 模型应用过程 120 5.3.7 应用案例 122 小结 123 第6章 社会行政仿真系统 124 6.1 概述 125 6.2 episims中的人口合成 127 6.2.1 人口统计学数据生成 128 6.2.2 时间表生成 129 6.2.3 分区生成 130 6.2.4 健康情况初始化 130 6.2.5 样本生成 131 6.3 episims中的活动场所与接触分布模型 131 6.4 episims中的参数设置与想定设定 135 6.4.1 参数设置 135 6.4.2 想定设定 136 6.5 episims中的社会接触网络模型 137 6.6 大规模流感建模 140 小结 142 第7章 国际政治群体行为仿真 143 7.1 国家战略决策行为模型 144 7.1.1 概述 144 7.1.2 模型总体结构 149 7.1.3 个体行为模型 158 7.1.4 群体、组织行为模型 162 7.1.5 模型实现与仿真实验 163 7.2 国际政治生态模型 167 7.2.1 概述 167 7.2.2 相关基本概念 167 7.2.3 危机条件下国际政治演化的概念模型 168 7.2.4 国家agent模型 170 7.2.5 国际组织agent建模 194 7.2.6 模型实现与仿真实验 198 小结 200 第8章 经济群体行为仿真 201 8.1 aspen系列模型 202 8.1.1 aspen模型 203 8.1.2 aspen-ee模型 204 8.1.3 common aspen模型 211 8.1.4 aspen恐怖袭击模型 214 8.1.5 n-able仿真框架 217 8.2 合成经济模型 219 8.2.1 模型的描述及部分算法 219 8.2.2 模型的应用 221 8.3 某地区经济仿真模型 222 8.3.1 基于swarm的某地区经济模型 222 8.3.2 虚拟战争空间中某地区经济模型 227 小结 232 第9章 社会群体行为仿真 233 9.1 舆论传播模型 234 9.1.1 舆论与舆论传播 234 9.1.2 人际关系网络舆论传播模型 240 9.1.3 网络舆论传播 256 9.2 民意演化模型 269 9.2.1 民意演化模型的基本思想 269 9.2.2 环境模型 270 9.2.3 个体模型 270 小结 275 第10章 虚拟环境中的人群行为仿真 276 10.1 大规模人群行为仿真系统 277 10.1.1 概述 277 10.1.2 vicrowd的相关工作及开发思路 278 10.1.3 vicrowd模型 279 10.1.4 可编程人群 282 10.1.5 自治人群 282 10.1.6 被引导人群 283 10.1.7 应用举例 283 10.2 虚拟智能环境中的人群行为仿真模型 284 10.2.1 概述 284 10.2.2 虚拟智能环境 285 10.2.3 智能环境中个体agent的决策模型 291 小结 296 第11章 综合分析和仿真环境 297 11.1 seas环境 298 11.1.1 概述 298 11.1.2 seas的建模思想 298 11.1.3 个体agent和群组agent 299 11.1.4 seas的分布式计算环境vee 302 11.2 基于seas的虚拟国际系统 seas-vis 303 11.2.1 简介 303 11.2.2 体系结构 304 11.2.3 多领域(pmesii)建模 306 11.2.4 输入和输出 306 11.3 seas-vis的应用 308 11.4 seas的未来发展——sws 310 小结 312 参考文献 313
序言
1999年3月,科索沃战争爆发,北约对南联盟进行了狂轰滥炸。78天的轰炸摧毁了200余辆坦克装甲车,同时也炸毁了24座桥梁、36个工厂、7个机场、16个油库、12个火车站,以及17个电视塔和电力设施。战争的结局是,南联盟在战争停止时军事力量得到基本保存,但是由于民众的反对而签下城下之盟,5万北约士兵进入科索沃,科索沃也开始走向独立,这意味着南联盟战败。 2001年,我们开始研究新一代的战略模拟系统,恰好那时南联盟的前总统米洛舍维奇被捕入狱,被交给了国际法庭审判。而在之前不久,一些专家还在总结南联盟在科索沃战争中保存军事力量的“经验”。但是,随着亲西方政府的上台,也有专家质疑,政府垮台、社会变天,这种保存军事力量又有什么意义。外电评论也认为,科索沃战争中北约取胜的关键,不在于军事的占领而在于所谓的“马桶效应”,即通过火力打击摧毁了敌国的供电供水等关键基础设施系统,导致民众缺乏生活用水,使得习惯了现代文明的贝尔格莱德市民有捍卫国家的勇气,却无法容忍因马桶抽不上水所带来的不便,最终导致政府民意丧失,战争失败。也就是从那时起我们开始意识到,过去那种单纯研究作战效果的方法已经不能适应现代战争研究的需要了。 现代战争与传统战争相比已经发生了巨大的变化。战争是政治的继续,战争的真正目的是要强制出现有利于己方的政治结局。为达到这个目的,不仅需要摧毁敌人的军事力量,更重要的是要摧毁敌国的战争潜力、国家的指挥体制和民众的战争意志。这一点在现代信息化战争中将会表现得更加突出,而科索沃战争只能说是一个前奏,也是所谓“得民心者得天下”名言的一个很好的注解。这是因为,社会信息化程度的不断提高,政治、经济、军事、文化、舆论等各领域因素相互交织、相互影响,使得战争的整体性效果更加突出,那种只关心作战力量的时代已经过去。我们必须从战争的全局出发,从政治、经济、军事等各个领域的相互影响出发,去研究战争过程和战争效果,才能跟上现代战争发展的步伐。 从那时起,我们便开始了有关非传统战争仿真问题的研究,目的就是摸索对战争整体效果评估的合适方法和途径。2002年,罗批博士作为第一个从事战争条件下民意演化研究的博士后,进入国防大学博士后流动站展开工作。之后,陆续有一批博士后、博士研究生和硕士研究生进入这个领域,先后在危机条件下经济建模、舆论建模、国际政治生态建模、高层决策建模等方面取得成果,并且应用到了国防大学的“沉浸式”战略对抗演习之中。2007年开始,在国家“863计划”和国家自然科学基金的支持下,以李志强博士后为代表,一批博士后和博士、硕士研究生开始了国家关键基础设施建模仿真问题的研究,包含了交通、电力、通信、管网、信息传播等方面。也就在这一年,我在军事运筹学学术年会上第一次以“社会仿真”为题阐述了我们在该领域的研究成果,引起了军事运筹学术界的广泛关注,从而更坚定了我们进一步强化该领域研究的决心。
文摘
插图: 面向作战类的仿真,其仿真应用的形式也是多种多样的:既有早期的实地实兵实装作战演练,也有后来产生的利用图表、沙盘、符号和规则进行的兵棋推演,还有近期被广泛采用的基于计算机网络进行的分布交互式模拟演习,以及进行武器装备研究的仿真实验,不胜枚举。在面向作战的仿真中,对作战行动和作战效果的模拟是第一位的,研究对象也主要集中在作战部队的行动过程、作战目标的毁伤计算、武器装备功能性能的研究等方面。 但是,传统的战争仿真在对战争与社会的相互影响方面却研究得很不够。对与战争相关的非军事类问题,例如,战争危机中的国际关系变化、高层决策过程、社会舆论演化、不同人群行为等方面的建模几乎没有;对国家各类关键基础设施变化对战争中社会的影响,例如,电力网、通信网、交通网、能源管道网、计算机网、政府行政机构等方面的建模,更是一片空白。所有的这些,在过去是可以接受和理解的。因为过去信息交互不够发达,战争的影响常常局限在一个相对较小的范围内,大多数影响效果可以很容易观察,影响的速度也比较缓慢。例如,三国时期的一场战争可能到1000年后通过《三国演义》的传播,才会影响到南美洲的某个方面。但在现代信息化社会中信息传播极快,一场战争在炮弹落地的同时,可能已经通过现代信息技术转播到了千家万户的电视机上,将会对战争产生极大影响,并会直接影响到作战的效果和战争的结果。因此,在战争仿真中这些内容就不能再被忽略,而必须成为战争仿真的一个重要的新领域,社会仿真(Social Simulation)也应运而生了。 1.1.2 社会仿真的基本概念 战争的真正目的不仅仅是为了摧毁敌人的军事力量,更重要的是摧毁敌人的战争潜力、指挥体制和战争意志,从而强制出现有利于己方的政治结局。军事打击只是取得战争胜利的重要一步,而战争的性质和民心的向背则是战争最终胜负的决定因素,即所谓“得民心者得天下”。在科索沃战争中,南联盟虽然保持了其军事力量,但由于国内民众的反对而导致了战争失败和政府下台。据外电报道认为,在科索沃战争中,美军的胜利关键在于通过空袭摧毁了南联盟的供电供水系统,导致民众缺乏生活用水用电,而习惯了现代文明的贝尔格莱德市民有捍卫国家的勇气,却无法容忍因马桶抽不上水所带来的不便,最终导致政府民意丧失而导致政权崩溃。这就是所谓的“马桶效应”。同样,一些国家利用现代化的信息网络手段,例如,互联网、微博等来传播谣言动摇民心,发动“颜色革命”也多次得手,起到了发动传统战争所起不到的作用。
ISBN7121121123,978712112
出版社电子工业出版社
作者胡晓峰
尺寸16