世界从工业化向信息化发展的过程中，仿真科学与技术作为一门新兴的学科具备了成为一级学科的条件：该学科已有稳定的研究对象，初步形成了相对独立的理论体系，所培养的人才有明确的应用领域及迫切的社会需求。本文对仿真科学与技术的学科理论体系进行了总结归纳，将其分为基础理论、专业理论和应用理论3个层次，涵盖相似理论、仿真方法论、建模理论、仿真系统理论、仿真可信性理论及仿真综合应用的理论6大部分，并对这6部分理论的内容及其在仿真理论体系中的地位和作用进行了阐述，为促进该学科的成长和学科理论体系的完善抛砖引玉。

列车驾驶仿真器通过列车运行性能仿真、驾驶环境仿真来建构一个具有高度真实感的虚拟驾驶环境。以列车驾驶仿真器为平台，可进行驾驶培训和列车动力学仿真、优化操纵等研究工作。介绍了列车驾驶仿真器的不同构成形式，给出了全功能分布式列车驾驶仿真器的典型结构，并在此基础上进一步讨论了列车驾驶仿真器的关键技术。

列车运行调整是一类高度复杂的组合优化问题，仿真技术是列车运行调整研究的重要技术手段。在建立了基于满意优化的列车运行调整智能化决策支持系统模型基础上，介绍了仿真技术在列车运行调整优化中的应用，以及用于铁路列车调度员技能培训的仿真系统。

系统生物学是在系统水平上研究生物系统，即通过研究因生物系统组成单元之间的相互作用所组成的网络来揭示生命系统的复杂行为和功能。本文扼要介绍近期内笔者在系统生物学领域研究所取得的一些进展。强调从理工科的视角出发，首先在分子水平上结合数据与方法论的整合性观点构建生物网络，然后用相互作用、动态行为等整体论观点来研究该网络，达到探索在不同层面上理解和诠释复杂生命现象的目的。

支持复杂大系统设计仿真一体化支撑平台（简称SISP）的研究，主要基于复杂大系统的设计仿真的一体化技术，该技术以仿真为手段，进行复杂大系统的数字化模型设计、协同仿真、虚拟测试。在设计上，可提供一个数字化模型设计支撑功能，从而为复杂系统数字化设计提供技术保证；在仿真上，可提供一个基于复杂大系统的子系统/分系统的独立模型仿真和基于HLA体系结构的整个复杂系统分布式协同仿真；在测试上提供一个虚拟的测试环境，可以进行复杂系统的评估、验证。在平台应用上，3个功能软件可无缝集成在一起。

首先对国内外电力工业仿真技术和培训用仿真机的发展历史和现状进行了概述，其中重点论述了国内电力工业仿真技术的先进性和仿真机数量位居世界第一的现实；其次进一步阐述了仿真建模理论和学科发展对提高仿真技术的重要性，以及我国有关电力工业建模技术的部分研究成果；最后指出了我国电力工业仿真技术的发展趋向。

流体网络实时仿真计算涉及大型稀疏非线性“病态”方程组的求解问题，是电站实时仿真建模中最复杂的计算问题之一。针对方程的非线性特性，基于Newton-Raphson方法，提出了一种改善收敛特性的迭代方法。改进后的方法具有大范围收敛特性。针对Jacobi矩阵的特点，采用有效的稀疏矩阵方法求解矩阵方程，以保证仿真的实时性。基于物理概念，给出了小流量及“孤岛”情况下“病态”Jacobi矩阵的数值处理方法。

基于DCOSE仿真支撑环境，设计了一套面向对象的图形化建模系统D-CAM，开发了相应的模块库、资源库，独特的热力系统流体网络算法、电气网络算法、控制逻辑算法，以及系统管理工具软件。该系统具有高度的开放性、完全面向对象的模式、便捷的实例化方法、强大的调试手段、文档的自动生成发布及查询等功能。该图形建模方案可以广泛地应用于电力、石油、化工等行业的仿真培训系统，目前已经成功地应用于50多个电厂的仿真培训系统。

仿真学科是一门正在蓬勃发展的综合性学科，近年来在国民经济的各个领域均得到广泛应用。从仿真建模与模型验证方法、仿真支撑系统和仿真应用工程3个方面论述了仿真学科的主要研究内容，通过实例阐述了仿真学科与其他相关学科新技术相结合而带来的新的技术飞跃，并展望了仿真学科的发展方向。

模型是对系统、实体、现象、过程的数学、物理或逻辑的描述，仿真是模型随时间变化的实现方法。建模与仿真已广泛应用于产品研制的全生命周期：需求分析、概念论证、初步设计、详细设计、生产制造、试验和训练。重点讨论建模仿真的某些关键技术。