基于SMP2的导弹攻防对抗仿真模型开发与集成

介绍了仿真模型可移植性标准(SMP2),指出其在分析型仿真中的优点,提出基于SMP2进行导弹攻防对抗仿真系统模型开发与集成思路.从组成框架、交互框架、时序框架和对象执行框架搭建基于SMP2标准的导弹攻防对抗仿真系统概念模型框架,根据SMP2建模一般过程描述了基于SMP2的导弹攻防对抗仿真系统模型设计、开发与集成,讨论了相应的关键功能设计与实现,并以弹道导弹对美导弹防御系统突防措施论证问题为实例验证了介绍的模型开发和集成思路.     

基于进程的Agent体系仿真模型框架

在体系对抗仿真中,如何表示作战实体的决策行为是一个难点。进程交互仿真方法由于其面向实体描述,可以给出针对特定实体的完整行为序列,不需要建立大量关联关系复杂的事件例程和活动例程,易于描述实体完整的生命周期,因此采用进程交互仿真可以大大减少Agent复杂行为表示的难度,可以为Agent行为提供一种更加自然的表示方法,大大增加Agent行为建模的效率。本文分析了基于进程的Agent仿真调度策略,提出了基于进程的体系仿真模型框架和体系仿真模型调度过程,并针对作战实体的决策行为讨论了作战实体的决策行为原语和行为组合进程。     

基于SMP2的复杂系统生成式仿真建模方法

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法. 将当前用于复杂系统仿真的建模方法分为统一型、组合型和生成式三大类, 分析指出生成式建模方法具有较之其它方法的独特优势, 有望解决复杂系统仿真建模面临的问题. 研究了当前仿真领域应用的各类生成式建模方法存在的不足. 提出了以仿真模型可移植性标准(SMP2)为基础, 综合利用生成式建模方法的两大流派-模型驱动架构(MDA)和模型集成计算(MIC)-的先进技术和规范, 构建复杂系统生成式仿真建模方法的研究思路. 分析了其中的多领域生成式仿真模型公共表示规范、各类仿真形式体系到SMP2的映射与模型变换以及面向领域的仿真建模工具的自动生成等三大关键技术问题. 设计了生成式仿真建模一体化支撑环境的体系结构, 介绍了其中已经完成的工作和下一步的重点.     

基于UML的SMP2模型设计方法研究

SMP2标准缺少对仿真概念建模环节的支持,建模人员难以直接进行SMP2模型设计。提出将UML作为SMP2的概念建模工具,使得SMP2设计模型可由UML模型自动生成。研究了UML到SMP2设计模型的元模型映射关系,构建了面向SMP2设计模型的UML Profile,基于XSLT设计实现了UML模型到SMP2设计模型的自动转换,进行了实例验证。     

基于MDA的DEVS/SMP2变换模型研究

SMP2是在欧航局内成功应用的仿真模型重用标准,DEVS是最具代表性的设计层仿真模型表示规范。研究DEVS到SMP2的映射与变换对于模型重用的实现具有重大意义。提出了基于MDA的变换方法论,给出了SMP2元模型的MOF兼容性改造方案,设计了基于MOF的DEVS元模型,搭建了DEVS元模型与SMP2元模型之间的映射关系,基于关系层QVT规范描述了该映射关系从而形成了DEVS与SMP2之间的变换模型,讨论了该变换模型的应用方案与下一步的工作。     

SMP2.0仿真引擎的设计与实现

SMP2.0(Simulation Model Portability)是欧洲航天局提出并广泛应用的仿真模型开发与集成规范。SMP2.0规范提供了定义SMP2模型的元模型规范、包含标准仿真服务的组件模型规范和模型的C 映射规范,但需要实现与之兼容的仿真引擎才能支持模型的开发和集成。根据SMP2.0规范标准,介绍了一个与SMP2.0兼容的仿真引擎的设计与实现,给出了仿真引擎的运行过程、运行状态和组件构成,最后通过仿真应用环境检验了该仿真引擎的有效性。     

基于UML的SMP2模型集成方法研究

针对当前SMP2模型集成存在的不是完全的模型驱动和不具备图形化模型实例装配能力等问题,提出了基于UML的SMP2模型集成方法.该方法将模型集成分为两个阶段:系统分析和模型转换,并分别设计了UML Profile for SMP2 Assembly和UML模型到SMP2 Assembly的模型转换规则,并以某导弹攻防对抗仿真系统的模型集成为例验证了该方法的有效性.经过扩展,提出的SMP2模型集成方法可集成到UML工具中,实现基于UML的系统分析到仿真系统模型实例装配的自动化.     

基于SMP2的仿真模型测试方法研究

仿真模型的有效性评估一直是建模与仿真领域研究的重要课题。在工程大系统的仿真模型集成过程中,由于传统仿真模型的验证方法受到建模方法和建模语言的多样性以及模型重用语境变化的影响,使工程总体难以确定导致系统行为产生偏差的模型单元。从测试的角度以SMP2（仿真模型可移植性规范）为基础提出层次化语境驱动的仿真模型测试方法论,从测试框架的描述机制、测试框架的分解机制以及面向测试的仿真模型验证方法等三个方面讨论方法论的具体内容,为基于SMP2的仿真模型提出可测试性设计方法。     

基于多进程的Agent行为描述及其仿真调度研究

在基于Agent的作战仿真中,描述作战实体的Agent的行为异常复杂,采用传统的面向事件例程的仿真策略,会使Agent仿真模型的描述和执行缺乏灵活性和可扩展性,不利于降低建模仿真的复杂度。提出采用进程交互法作为基于Agent的作战仿真的基本仿真策略,将Agent在物理域、信息域和认知域内的行为描述为不同的进程,降低各域内行为描述的耦合性,增强Agent行为模型的可扩展性,并通过进程交互仿真的控制方法约束各行为进程的启动、挂起、继续运行和终止,无需模型开发人员管理Agent行为进程的调度。这种方法使Agent行为描述更加清晰和易于理解,有效降低了Agent行为描述和仿真调度的复杂度。通过一个应用实例,验证了提出方法的有效性。     

基于Agent的分布仿真中的通信系统设计与实现

基于Agent的建模与仿真（ABMS）是研究复杂系统的有效手段，基于Agent的分布仿真则是ABMS研究的重要内容，而通信系统是分布仿真中的基础部分。提出并利用Java语言实现了一个基于Agent的分布仿真中的通信系统．首先给出了通信系统的结构及其基本思想，对通信服务Agent、仿真Agent的通信接口和通信过程进行了详细的描述；给出了基于KQML的结构化的通信协议。在此基础之上利用XML对消息进行封装，并给了了通信原语层的XML／DTD设计，最后对通信系统的实现相关细节进行了介绍。     

基于Agent的分布仿真环境原型设计与实现

基于Agent的分布仿真是基于Agent的建模与仿真(ABMS)研究的重要内容。在提出的基于Agent的分布仿真软件框架和通信系统的基础上,利用Java语言和面向对象的方法实现了一个基于Agent的分布仿真环境原型系统ADSimE。对该分布式仿真环境的主要实现细节进行了阐述,给出了全系统的主要Agent类的UML设计图,重点阐述了保守策略仿真Agent类和乐观策略仿真Agent类的设计及处理流程。最后以闭合排队网络为例,说明了怎样在该环境下进行基于Agent的分布仿真应用的开发。     

作战智能体模型研究

战争是典型的复杂自适应系统，基于Agent的仿真是分析复杂系统的一种新方法。介绍了Agent、多Agent系统以及基于Agent的仿真的基本概念。以作战仿真为背景，介绍了作战智能体的模型设计，讨论了基于智能体的仿真方法的特点，最后对将来的研究工作进行了展望。     

实时协同仿真平台

介绍了基于CSCW结构的新型仿真平台：GPRTS。首先介绍了系统的总体结构，实现原理及建模环境，Agent技术在信息挖掘和网络服务等领域得到了广泛的应用，但在仿真及建模领域却很少涉及，本文介绍了Agent技术引入系统实现的数据管理和传输，并给出了系统实现的关键技术。     

武器装备效能仿真的可组合建模框架研究

武器装备效能仿真不同于一般的复杂系统仿真, 具备很大的组合建模潜力和迫切的组合仿真需求. 当前的统一仿真协议、统一建模方法、统一模型规范等组合仿真途径主要还是从技术角度出发的, 没有充分结合应用领域的实际, 难以真正实现组合仿真. 提出了基于模型框架实现组合仿真的思路, 通过将领域共性不变知识(DIK)固化为可组合的模型框架, 而应用可变知识(AVK)则可在模型框架基础上通过定制或扩展的方式进行描述. 设计了武器装备效能仿真的可组合建模框架(CMF), 应用实践表明能够明显地提高仿真开发效率, 有力地支持模型级可组合.     

无人机集群自组织搜索仿真模型设计与实现

城市威胁背景下无人机集群自组织搜索移动目标问题，是无人机集群作战应用的一个重要发展方向。采用基于Agent的复杂系统建模仿真工具，构建了无人机集群搜索仿真模型框架，设计实现了无人机集群自组织搜索模型。在考虑无人机集群作战可能受到威胁的背景下，展示了无人机集群自组织搜索概念，探索了使用基于概率的有限状态机模型实现集群自主决策的解决方案，并通过案例进行了分析验证。该仿真模型为无人机集群作战应用研究提供了参考案例、模型支撑和实验平台。     

基于Agent的网络化防空导弹体系仿真分析

网络化防空导弹体系是未来防空导弹作战体系的发展趋势。作为一个全新的复杂作战体系,采用基于Agent的建模仿真(Agent-based modeling and simulation, ABMS)方法进行仿真分析是支持其论证工作的有效途径。以分布式无中心节点网络化结构为基础,分析了该体系的结构和新型作战特点;设计了基于Agent的网络化防空导弹体系仿真框架,包括仿真实体类型及关系、实体交互框架、Agent内部结构以及行为规则;通过一个作战想定,详细分析了网络化结构下防空导弹体系的信息优势、决策优势和作战优势,并在相关方面提出建议。     

基于Agent作战仿真的信息共享效能评估研究

战争是典型的复杂适应系统,基于Agent的仿真是分析复杂系统的一种新方法。围绕基于Agent的作战仿真环境,利用信息熵理论建立了战场知识表示的数学模型,依据此模型分析了信息协作和共享带来的知识增益。最后通过仿真分析了战场知识和兵力损耗之间的关系,验证了信息共享效能评估模型的有效性。     

基于Agent的计算经济学及其在供应网络中的应用

基于Agent的计算经济学（ACE）是将复杂适应系统（CAS）、基于Agent的计算机仿真方法应用到经济学研究的一种新方法。与传统的“自上而下”研究方法不同,ACE是用由很多自主、交互的Agent构成的演化系统来对整个经济系统进行建模的计算研究方法。对国内外在ACE取得的成果进行了综述,并讨论了ACE方法的特征和研究方向。同时着重讨论了ACE在供应网络中的应用,说明了它的优势,并分别在供应网络的企业内部机制、组织和复杂网络等方面讨论了潜在的研究方向。     

基于多核CPU-GPU异构平台的并行Agent仿真

多核中央处理器（central processing units,CPU）-图形处理器（graphics processing units,GPU）异构平台为提高并行Agent仿真(parallel Agent-based simulation, PABS)在单机上的运行性能提供了一个更高效的硬件基础,但在当前相关研究中,还缺乏一般性的理论方法来指导并行Agent仿真将多核CPU和GPU的计算资源充分利用起来。通过分析多核CPU-GPU异构并行架构的特点,在方法论层面上建立了并行Agent仿真在多核CPU-GPU异构平台下的多层负载分配模型,并根据基于Agent的仿真的执行结构,提出了对基于Agent的仿真的计算结构、数据结构进行重构的方法,以适应异构的硬件架构。最后对基于多核CPU GPU的并行Agent仿真性能进行了实验分析。