[發明專利]基于字符串的數學模型表示與運算方法

無效

• 申請號: 201210536502.7
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103049650A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 楊方廷;麻珺;趙龍軍;涂穎;倪娜;譚越
• 申請（專利權）人: 航天科工仿真技術有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于計算機技術應用領域，特別是涉及以模型驅動的決策支持系統的模型表示方面。

背景技術

隨著信息化技術與現代仿真技術的發展，決策支持系統(DSS)的實際應用能力有了較大提高，在政府機構與企事業單位均得到了廣泛應用，決策者通過系統提供的數據、模型和知識進行決策，提高決策效率。

由于數學模型在宏觀與微觀經濟決策中扮演著十分重要的角色，因此，在DSS中模型的表示與構建是最重要的組成部分。傳統的模型表示與構建主要利用一些事先建立好的模型的集合，利用計算機描述語言進行描述，盡管在模型的表示中不斷的將邏輯化方法、結構化方法、數據化方法和面向對象方法引入到模型集成中，但是其模型表示的思想仍然是使用程序化的方法。

這種方法的優點是簡易明了，缺點是當模型變化時需要對相應的程序做出修改，模型的可重用性始終是面向開發人員，對開發人員的要求較高，需理解數學模型公式的具體含義，同時精通各種數值分析算法。另外，模型方法與對象通常都具有不同的結構與表現形式，在實際工作中決策者或者專家用戶經常需要依賴于開發人員方可進行模型構建與調整，模型的利用率與系統靈活性不高，構建的模型通常很難適應外部環境的變化，只是針對本領域問題的分析與求解，大大限制了模型的靈活性與可重用性。

發明內容

本發明的目的是針對以模型驅動的決策支持系統設計一種模型表示與解析方法，它可以有效地采用字符串方式進行數學模型表示、利用模型解析技術進行模型變量與模型關系式的解析，其突出特點在于以決策者和專家用戶為中心設計以字符串為核心的模型表達式書寫結構，通過正則表達式技術進行模型解析與運算，實現了模型的表示與解析運算，方便了模型的動態維護與可重用性。

本發明的上述目的可以通過如下方案實現。

一種基于字符串的數學模型表示與運算方法，其包括以下步驟：步驟一：確定模型變量命名和模型表達的書寫規則，其中，用戶通過交互界面，按照確定的模型表達式規則進行模型的構建操作；步驟二：獲取模型關系式，根據表達式規則，對表達式中每一項所表達的具體含義進行解析，確定模型關系式中的所有變量，以指標編號的形式進行標識與識別；步驟三：根據模型解析結果，開展支撐仿真運算的全局變量和參數變量的指標初始化操作；步驟四：構造模型運算矩陣，將初始化指標填入模型運算矩陣，解析模型關系式。

在至少一個優選實施方式中，在所述步驟一中，采用一個模式化的字符串來表示表達式的規范，利用正則表達式技術來規范各種字符串變量。

在至少一個優選實施方式中，在所述步驟四中，以自定義函數對指標進行計算，填入運算矩陣，最終完成模型運算。

在至少一個優選實施方式中，上述步驟二中的所述變量包括指標變量和參數變量。

在至少一個優選實施方式中，在上述步驟二中，將解析得到的所有指標編號以字符串數組的形式進行存儲，放入模型上下文對象中供模型運算使用。

在至少一個優選實施方式中，上述模型運算矩陣用來存放所有參與模型計算的數據，由時間維數據和模型變量維數據構成。

在至少一個優選實施方式中，所述模型變量維數據由指標編號和數據組成，將生成的全局變量哈希表、賦值參數哈希表、數據庫查詢哈希表裝入運算矩陣，完成模型運算初始化工作。

本發明的優點在于，通過制定模式化的字符串對模型變量和書寫規則進行定義，能夠為用戶建立模型提供高效、通用的表示方法；通過正則表達式技術能夠準確、有效的對模型進行解析；通過自定義函數和基礎相結合，能夠快速、準確的對多指標組合數學模型進行迭代計算與時序推進。

附圖說明

圖1為根據本發明的一個實施方式的模型表示與運算流程圖。

具體實施方式

圖1為根據本發明的一個實施方式的模型表示與運算流程圖。下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的描述。

首先，在步驟S1中，確定模型的描述規則，決策支持系統的模型描述一般是通過建立數據變量之間的數學關系式進行表達，為描述和解析模型需要制定模型變量的命名規則和模型關系式的書寫規則。模型變量的命名規則主要針對模型中包括的參數、指標變量和常數三種數據類型定義命名格式，對于參數型數據，在其指標編碼前冠以字母P；對于指標變量，在其指標編碼前冠以字母I，對于常數，在關系式中直接使用數值表示。