方守林

(河北金融學院管理系，河北保定 071051)

1928年貝塔朗菲在《生物有機體系統(tǒng)》論文中首次提出了復雜性問題［1］，從20世紀90年代開始，圣菲研究所致力于復雜性科學的研究工作，且該研究所的霍蘭提出了適應性造就復雜性的觀點。指出只有系統(tǒng)的構(gòu)成元素具有能動性時元素和系統(tǒng)才具有適應性，利用計算機仿真的技術研究由適應性造就的復雜性的方法就是復雜系統(tǒng)建模的多主體建模。當前多主體建模的方法有多種，如 Swarm、Repast、Ascape、Netlog、NetStar等。其中Swarm是1994圣菲研究所(SFI)開展的一個研究項目，以開發(fā)一個工具集用來幫助科學家們分析復雜適應系統(tǒng)的模擬工具，1995年，SFI發(fā)布了Swarm的Beta［2］。其以建立一套標準的程序庫為目的，用以分析社會科學和自然科學領域內(nèi)的復雜系統(tǒng)，通過為建立模型的研究者提供統(tǒng)一的模型框架，一方面能減輕模型設計的技術負擔，另一方面統(tǒng)一的框架能規(guī)范模型的設計，從而便于模型的理解和交流［3］。1999年推出了Swarm2.0，提供了對Java語言的支持。因此，系統(tǒng)地構(gòu)建Windows XP系統(tǒng)下Swarm平臺的開發(fā)平臺對于開發(fā)Swarm模型建立系統(tǒng)仿真具有基礎作用。

劉貞［3］，倪建軍［4］，楊若虹［5］和萬春［6］等對 Swarm for Java的編程進行了介紹，其主要是在Swarm類庫以及Swam for Java在各領域內(nèi)的應用，但較少談到詳細地搭建Swarm開發(fā)平臺的問題，或是在搭建Swarm平臺時環(huán)境變量的配置不適合在代碼具體運行時出現(xiàn)錯誤和無法編譯的情況，對于非專業(yè)從事Java開發(fā)復雜系統(tǒng)建模的人員來講，不能實現(xiàn)帶領他們進入到平臺內(nèi)的目的，并且有的以安裝Cygwin為例介紹，這對于一般開發(fā)的入門人員來講，需要更多的知識儲備。因此，需要探討最簡潔的Swarm平臺建立需要哪些軟件，以及這些軟件從何處獲取，在Windows系統(tǒng)下如何配置變量的等問題。本文搭建平臺的基本思路是把Swam當作Java的一個擴展類庫，這一思想集中體現(xiàn)在Classpath環(huán)境變量的配置上，這樣做的好處在于，非計算機專業(yè)的入門開發(fā)人員所需掌握的技術更少，更能進入到 Swarm平臺的開發(fā)中來，以便能促進Swarm建立初衷的實現(xiàn):減少模型建立的技術負擔并把精力集中于模型的建立上。

1 基于Java的Swarm仿真平臺建立

1.1 所需軟件及獲取

以Java為例探討Swarm平臺的建立，所需最基本的軟件是JDK和Swarm的Java版本。JDK的最新版本是Oracle官網(wǎng)64位和84位的JDK可以從網(wǎng)絡上搜索下載。假定下載的JDK的版本為1.4.2并且將JDK安裝在了C:j2sdk1.4.2，Swarm－2.2－java.zip解壓到C:Swarm－2.2－java。

1.2 環(huán)境變量的配置

以WindowsXP為例進行環(huán)境變量的設置。新建3個系統(tǒng)變量并設定變量的值:(1)新建變量名稱為JAVA_HOME并設置其值為C:j2sdk1.4.2。(2)新建變量名稱為SWAEMHOME并設置其值為C:Swarm－2.2－java。(3)新建變量名稱classpath并設置其值為.;%JAVA_HOME%libdt.jar;%JAVA_HOME%lib ools.jar;%SWARMHOME%shareswarmswarm.jar;%SWARMHOME%shareswarmkawa.jar;。然后修改系統(tǒng)變量path的值，在path后面添加%JAVA_HOME%in;%SWARMHOME%in;。至此完成環(huán)境變量的設置。

2 仿真平臺的測試

環(huán)境變量設置好以后，到Swarm官網(wǎng)下載jheatbugs的舉例。下載以后將jheatbug－2.1.tar.gz文件進行解壓，比如解壓到C:jheatbugs－2.1。然后進入命令提示行，輸入CD C:jheatbugs－2.1，進入到jheatbugs的目錄，然后編譯Java文件，輸入命令javac*.java，回車以后窗口提示:HeatbugModelSwarm.java:298:cannot resolve symbol symbol:constructor FArgumentsImpl(HeatbugModelSwarm，Swarm.Selector，boolean)location:class swarm.defobj.FargumentsImpl new FArgumentsImpl(this，sel，true)));1 error。構(gòu)造方法 FargumentsImpl不能解析，原因是構(gòu)造方法的參數(shù)有誤，把構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)從 this，sel，true 改為 this，sel。也就是將代碼:actionForEach=modelActions.createFActionForEachHomogeneous$call(heatbugList，new FCallImpl(this，proto，sel，new FArgumentsImpl(this，sel，false)));改為:actionForEach=modelActions.createFActionForEachHomogeneous$call(heatbugList，new FCallImpl(this，proto，sel，new FArgumentsImpl(this，sel)));然后再輸入 javac*.java命令，回車后提示編譯成功，輸入Java StartHeatBugs屏幕上顯示控制窗口，如點擊“Start”按鈕，就出現(xiàn)了熱蟲的模擬窗口，點擊“Stop”暫停仿真的運行，暫停后每點擊一次“Next”按鈕或者運行中直接點擊“Next”按鈕，仿真就進行到下一個時間節(jié)點，點擊“Quit”則退出模擬。

圖1 輸入Java StartHeatBugs后顯示的窗口

圖3 統(tǒng)計曲線顯示

Swarm.org除了提供jheatbugs的舉例以外，還有Jmousetrap的舉例及用戶手冊。

3 結(jié)束語

本文介紹了WindowsXP下復雜系統(tǒng)建模平臺Swarm的構(gòu)建，并用Swarm的一個實例驗證了平臺的設置，結(jié)果表明平臺設置的正確，為基于Swarm的復雜系統(tǒng)建模奠定了基礎。

［1］陳森發(fā).復雜系統(tǒng)建模理論與方法［M］.南京:東南大學出版社，2005.

［2］方美琪，張樹人.復雜系統(tǒng)建模與仿真［M］.2版.北京:中國人民大學出版社，2011.

［3］劉貞，程勇軍.Swarm for Java仿真及編程實現(xiàn)［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2009.

［4］倪建軍，范新南，徐立中.基于Swarm平臺的復雜系統(tǒng)建模仿真及其應用分析［J］.海河大學常州分校學報，2006，20(4):13－16.

［5］楊若虹.基于多主體的計算機仿真平臺Swarm在Windows XP系統(tǒng)中的應用［J］.職業(yè)技術，2012(3):143.

［6］萬春，孫延明.多主體建模仿真平臺Swarm的探討［J］.裝備制造技術，2007(6):62－64.