BIM建筑网随着VV＆A（verification, validation＆ accreditation, 即校核， 验证与确认）越来越标准化， 为了减轻V V＆A工作人员的负担和重复性劳动， 以美国为代表的一些国家已经进行了一些VV＆A工具开发的尝试。LewvisRobert研究了VV＆A快速计划工具、VV＆A管理者辅助工具， M.Graffagnini研究了，VV＆A文档模板等[ 1] , 这些工具的研究与开发， 使VV＆A工作实现了一定程度的自动化。国内相关方面的研究也取得了不小的成就， 以国防科技大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学为突出代表， 但与国外相比， 很多方面还需改进。本文依据VV＆A的基本原则和规范， 结合M＆S（建模与仿真）开发人员的需求和目的， 依据VV＆A的工作流程， 初步开发了一套主要以验证为主的VV＆A软件工具库系统。
1 VV＆A工具工作模式
依据M＆S（建模与仿真）开发人员的需求和目的， 参照建模与仿真系统的开发和运行过程， 本文开发的VV＆A工具工作模式如图1所示。
建模与仿真VV＆A技术贯穿于整个仿真系统的全生命周期， 每个阶段都有自己相应的工作模式，VV＆A工具的工作模式当然也要与其相互对应。如图1所示， VV＆A工具软件应具备以下基本功能：
——— 依据用户的交互输入对指定数据进行预处理、定量和定性分析的功能；
———具有定性的曲线对比显示和定量的数据比较误差分析等评估功能；
———对数据库的浏览、修改、查看、删除功能；
———具有方便用户操作使用该软件的提示功能；
———具有输入数据管理、输出数据报表生成和结果打印功能；
———具有通用性和可扩充性， 可通过系统预留扩充接口对软件进行扩充。
2 VV＆A工具软件的系统结构
VV＆A工具主要由以下7 个功能模块组成：VV＆A评估（VVA）模块， 数据预处理（PDD）模块用户界面交互（GUI）模块， 数据库（Database）， 数据库操作（DBO）模块， 仿真数据采集、导入（DIO）模块， 评估结果输出显示（RODS）模块。其中数据库包括：仿真数据库、方法库和性能参数数据库。每个模块都有独特的功能， 相互之间共同作用， 支持整个系统正常运行。
整个VV＆A软件系统工作模式如图2所示：
2.1 仿真数据采集、导入（DIO）模块
DIO模块可以依据用户的指令， 依据用户的要求导入待评估的仿真数据和真实数据。针对数据类型、数据格式和数据的采集获取方式， DIO模块将生型、数据格式和数据的采集获取方式， DIO模块将生成对应的数据读入接口， 实现同建模与仿真系统的对接， 从而保证数据采集的准确性和实时性。
2.2 数据预处理（PDD）模块
数据预处理模块（PDD）对导入的数据进行预处理， 如非平稳处理等， 消除数据中起伏过大、畸点过多等因素给评估带来的负面影响， 为VV＆A评估模块（VVA）提供完备的可直接使用的数据， 进一步提高建模与仿真系统的准确性。
用户可通过GUI模块对预处理模块PDD进行操作和设置， 用以控制预处理的程度和方法。PDD模块通过DBO模块调用方法库选择依据用户指令适当的预处理方法， 预处理后的数据将导入数据库。
图2 VV＆A软件系统结构
2.3 数据库（Database）
软件系统中的数据库（Database）包括：建模与仿真数据库、方法库和性能参数数据库。数据库由数据库操作模块（DBO）进行调用。系统数据库存储预处理后的实验数据和真实数据并导入数据库，供VVA模块评估时调用以及用户的查看、修改；方法库包含各种模型验证和可信度评估方法， 如假设检验法、时间序列法、谱估计分析法和层次分析法等主要评估方法以及数据预处理方法；性能参数数据库存储评估参数和建模与仿真系统性能指标等性能参数及常量。
2.4 用户界面交互（GUI）模块及数据库操作（DBO）模块
软件系统通过用户界面交互（GUI）模块将其他模块有效而清晰地组装在一起， 初始化并驱动各个测试模块， 它们之间数据的相互传输采用开放数据库互连（ODBC）技术通过数据库操作（DBO）模块进行[ 2] 。整个评估过程都以人机界面的形式展示给测试人员。GUI模块、DBO模块的开发， 将合理应用VC 6.0中窗口、视图类创建合理的框架， 通过创建ActiveX控件实现对窗口高效的调用。
2.5 VV＆A评估（VVA）模块
VV＆A评估（VVA）模块是VV＆A软件工具的评估处理中心。VVA模块接受用户的指令后， 调用仿真数据库中的仿真试验数据和真实数据， 依据M＆S开发的意图和数据的性能， 合理地选择VV＆A方法， 再从性能参数数据库中调用初始化参数和性能指标， 对系统进行VV工作， 生成VV报告。通过官方或相关权威机构对VV报告进行重审， 在此基础上， 参照VV＆A有关规范、结合仿真开发环境、系统的运行情况等， 对整个系统作出认定， 最终完成确认工作， 生成VV＆A结果报告[ 3 -4] 。
VV＆A评估（VVA）模块使用的方法主要包括定性、定量、综合分析方法， 定量分析方法中， 对于动态数据主要采用基于古典谱窗估计、最大熵谱估计等各种谱分析方法， 对于静态数据有U检验法、F检验法、X检验法、K-S检验法以及相应的区间估计法， 综合分析法包括层次分析法、专家评判等[ 5] 。具体采用哪种方法， 要根据数据的类型、特点、数量大小而定， 有时还需几种方法共同使用， 以达到最终目的。
2.6 评估结果输出显示（RODS）模块
评估结果输出显示模块（RODS）将处理的结果依据GUI用户的需求进行输出， 输出样式包括图形分析、数据报表或各种规定格式的文件， 生成VV＆A报告。
3 应用实验
软件工具基于Windows和WindowsNT操作系统环境， 以VisualC 6.0 为开发工具， 采用面向对象技术开发。
应用VV＆A工具软件， 选择某型飞机飞行过程中的几组俯仰角数据， 结合飞机仿真系统的仿真结果， 对仿真系统进行VV＆A验证分析。针对实测数据的数据量大， 跳跃性强等特点， 本文选择最大熵谱估计法对仿真结果和实测结果进行分析， 并进行相容性检验过程如下：
（1）运行VV＆A评估软件操作界面， 选择仿真系统验证进入验证子系统。如图3左侧数据管理区所示， 将采集得到的仿真数据和真实飞行数据导入系统， 数据经相应的预处理后存储在数据库中。
图3 最大熵法谱估计操作界面
（2）应用频域法验证2 组数据的动态性能， 选择最大熵谱估计的Yule Walker法， 设置模型阶数为3, 对数据进行相容性检验。分析结果如图4 所示（图中实线代表实际数据， 虚线代表仿真数据）：
图4 仿真数据与实际数据对比图
显然， 图4a2组曲线具有相同的变化趋势， 且较为接近， 不易判定其一致性。但从谱分析的图4b中明显的判定2组数据具有显著性差异， 建模与仿真系统没有通过VV＆A检验， 需重新修正和完善系统， 在一次进行VV＆A工作。确认分析完成以后，输出并打印结果。
4 结 束 语
VV＆A工具的开发与实现， 大大减少了VV＆A过程中人力、物力和财力的使用， 但由于只是初步的开发， 软件中还存在不少问题， 有待进一步提高。随着军用仿真技术的不断发展， 大型复杂仿真系统的研究与开发工作往往相当庞大， 无论是项目管理、人员组织、资源管理， 还是系统设计与实现、大系统集成等都需要各方面工作人员充分协调， 共同完成整个项目。VV＆A需要一个协同工作环境， 今后大多数VV＆A必将借助计算机辅助工具来更好、更快地完成任务。
