建模与仿真创新：连接基础方法、人工智能与量子计算——特刊第三期（涵盖无线网络容量规划、平台无关并行DEVS规范语言、VR枪手移动建模及海上风电场调度）

《SIMULATION》：Introduction to the special issue “Innovations in modeling & simulation: Bridging foundational methods, AI, and quantum computing (Part III)”

　　

欢迎阅读我们关于“建模与仿真创新：连接基础方法、人工智能与量子计算”特刊的第三期。

建模与仿真领域正经历着深刻的变革。为了应对日益复杂、安全关键且资源受限的挑战，研究人员正在将基础方法论——例如离散事件系统规范（DEVS）、基于智能体的建模（ABM）和Petri网——与人工智能、机器学习（ML）和形式验证等新兴技术相结合。这一整合提升了仿真保真度，自动化了综合与验证流程，并为复杂运行系统提供可执行的、情境感知的决策支持。

为确保学界能够及时获取这些研究成果，我们继续采用分集出版模式。分集出版特刊可以让新贡献尽快到达读者手中，而无需等待全集完成。

本刊11月号为该系列的第三期，收录了以下四篇录用文章：

•

《面向先进无线系统规划的交通建模与仿真》，作者：Loreno Menezes da Silveira、Michel Daoud Yacoub和Edson Luiz Ursini。本文研究了先进异构无线网络（包括5G及新兴标准）中的容量规划和回程设计问题。作者开发了一个全面的离散事件仿真工具，能够捕捉时间敏感型流媒体服务（由一般非马尔可夫到达和保持分布下的损失模型控制）与延迟容忍型弹性数据流量（由重尾帕累托分布和基于信号量的准入控制控制）之间对有限链路容量的并发共享。仿真研究揭示了非直观的拥塞行为——最显著的是窄带宽服务在重负载下如何主导资源占用——为传统解析排队公式无法适用的场景提供了有价值的操作指南。

•

《FPDEVSML：一种平台无关的并行DEVS规范语言》，作者：Gaston Batchoudi、éric Ramat和Clément Foucher。针对Parallel-DEVS（PDEVS）模型与特定面向对象编程运行时之间的紧密耦合问题，本文引入了FPDEVSML，一种基于模型驱动工程（MDE）的平台无关形式规范语言。形式并行DEVS建模语言（FPDEVSML）以数学逻辑、集合论和形式文法为基础，在原子模型和耦合模型中强制实施良构性和行为一致性。通过所开发的ft4devs工具链，规范被转换为可在Artis*（C++）和PyPDEVS（Python）上执行的代码。此外，该框架集成了通过Z3 SMT求解器进行的自动形式验证，以数学方式保证诸如非Zeno时间合法性和状态不变量等动态属性。

•

《基于虚拟现实仿真的枪手移动模型开发》，作者：Christopher A. McClurg和Alan R. Wagner。针对主动枪击场景中连续经验数据的匮乏，本研究展示了使用沉浸式虚拟现实（VR）在哥伦拜恩高中的逼真虚拟重建中安全地生成具有生态效度的人类行为和轨迹数据。作者应用双单侧检验（TOST）来证明参与者参与度指标（射击率、受害率和准确率）与历史事件数据之间的统计等价性。此外，利用多通道LSTM神经网络架构，他们证明了基于领域特定VR参与者数据训练的运动模型相较于传统启发式基线和在标准行人数据集上训练的模型，轨迹预测误差降低了超过15%。

•

《海上风电场安装调度的框架：MILP与Petri网的互补应用策略》，作者：Shengrui Peng、Daniel Rippel、Markus Kreutz、Michael Freitag、Michael Lütjen和Helena Szczerbicka。聚焦于天气关键的海上物流，本文提出了两个互补框架，将混合整数线性规划（MILP）和时间Petri网（TPNs）连接起来。第一个框架采用迭代验证与确认（V&V）流程，将MILP解的事件日志转换为过程模型，通过语言包含和回放一致性检查来检测死锁、因果差异和操作规则违规，并与领域Petri网进行比对。第二个框架引入了一个模块化决策支持管理器，能够自适应地选择、混合和级联优化、启发式和Petri网调度器，在成本、工期和计划稳定性之间取得更优的平衡。

我们希望这第三期内容对您正在进行的研究具有信息量和价值。我们期待在后续各期中分享更多多学科进展。

ORCID iD

José L. Risco-Martín https://orcid.org/0000-0002-3127-6507