体系对抗仿真模型形式规范研究

体系对抗仿真已经成为武器系统作战效能评估和武器装备论证的有效手段。然而,目前缺乏对于体系对抗仿真模型抽象方法的研究。在总结体系对抗仿真实体层次建模和体系层次建模基本要素的基础上,对DEVS进行扩展,给出了面向体系对抗仿真的模型形式规范描述,包括实体模型形式描述、事件类型形式描述、体系模型形式描述以及实验模型形式描述。体系对抗仿真模型形式规范是对DEVS向体系层次描述的有益扩充,可以有效地指导体系对抗仿真的建模工作。     

体系对抗仿真SEB组合建模方法论

体系对抗仿真已经成为武器系统作战效能评估和武器装备论证的有效手段。然而，目前缺乏对于体系对抗仿真建模方法的研究。总结了面向效能评估的导弹体系对抗仿真基本概念和特点，分析了体系对抗仿真模型描述中存在的主要问题，在此基础上，提出体系-实体-行为的分层组合描述方法，作为体系对抗仿真的建模方法，即SEB组合建模方法，并给出其参考模型和各个层次建模的参考视图．SEB组合建模方法将体系对抗仿真建模的复杂性分解到各个层次的建模当中，再通过组合形成完整的战场对抗体系模型，可以有效指导体系对抗仿真的建模工作。     

基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法

针对传统的想定建模方法耗时长、成本高的问题,为了实现作战体系概念模型数据到仿真想定的数据映射重用, 提出一种基于语义匹配的作战体系仿真想定生成方法。首先,基于网络爬虫技术获取武器装备的参数信息, 构建了作战领域知识库。在此基础上, 提出了新型的混合式语义匹配方法以提供仿真想定的数据来源, 根据自然语言数据库WordNet开展调参实验确定算法参数, 通过对比人工打分结果有效提高了算法的可信性。在确定了概念模型与仿真想定的数据映射关系后, 给出了仿真想定的生成方法。最后, 通过编队突防仿真应用案例, 验证了该方法的可行性。     

基于UML和XML的数据建模方法及应用

随着仿真技术的发展,建模方式趋向规范化、标准化。在舰载作战系统仿真中,将数据模型划分为概念模型、逻辑模型和物理模型三个层次,使用UML与XML相结合的方法进行数据建模。UML类图用来建立概念模型;XML模式用来建立逻辑模型,针对信息的内容实现数据类型的定义;XML文档是信息的载体,XML模式为最终的XML文档内容提供解释和约束。以仿真系统中的部分数据为例描述了建模的过程和方法。

Abstract：

The modeling method becomes more standardization now as simulation technology is developing. In simulation of shipborne combat system,the data model has three levels including conceptual,logical,and physical. UML and XML is used to do data modeling as UML class diagram for conceptual model,XML Schema for logical model,and XML documents for the final data which is described and restricted by XML Schemas. To describe the process and method of data modeling,an example is given.     

一种语义扩展的DEVS模型表示方法

离散事件系统规范（DEVS）是建立在一般系统理论的基础上的有效的模块化系统建模规范。针对当前基于DEVS的仿真模型表示方法不能描述模型上下文,不能有效支持模型语义组合、重用的问题,提出了语义扩展的DEVS模型表示方法（SEM-DEVS）。SEM-DEVS在原有的DEVS模型规范基础上,增加了模型的实验框架和语义扩展接口,增加了对模型行为表示能力的要求。在SEM-DEVS形式化定义的基础上给出了实验框架以及语义扩展接口的逻辑关系及匹配方法。以逻辑公式方式表示实验框架和语义扩展接口,给出SEM-DEVS的一种实现方法。

Abstract：

Based on general theory, DEVS is an effective and module modeling specification. For the problem of lacking capability of current model representation approaches to describe context and support semantics reuse and composition of simulation model, a Semantic Extended DEVS （SEM-DEVS） model representation approach was proposed. On the base of DEVS, experiment frame and semantic extended port of model were extended to SEM-DEVS. Stricter request to describe the behavior of model was proposed in SEM-DEVS. Logic relationship and match method of experiment frame and semantic extended port of model was brought forward base on formal definition of SEM-DEVS. An implement of SEM-DEVS was proposed, in which experiment frame and semantic extended port were both represented by logic formulas.     

体系对抗仿真跨层次建模方法论

在分析武器装备体系对抗仿真所面临的三大问题-多视图问题、多分辨问题以及不确定问题的基础上，提出了开展体系对抗仿真的跨层次建模方法论，并给出该方法论的参考模型。该参考模型包括建构、解构、拟合、聚合四个方面，后续的系列论文将分别针对这四个方面展开阐述并给出具体方法。最后综述了本方法论的创新点及其继续研究方向。     

海军武器装备体系对抗的建模与仿真方法研究

提出了支持海军武器装备体系实验研究的顶层对象模型体系框架,以确保在不同研究层次、不同研究方向上保持对装备体系理解和描述的一致性。然后,针对体系对抗建模与仿真的主要目的,系统地论述了建模与仿真的方法和步骤,其中包括层次化指标体系的定义、不同层次指标之间映射关系的确定以及仿真的实验分析与结果分析。最后,对建模与仿真方法的主要特点进行了总结,并简要说明了今后的主要研究方向。     

武器装备体系对抗的一种研究方法

武器装备对抗的体系化是信息化战场的显著特征,然而体系对抗过程的复杂性使得体系作战效能研究相对较为困难。基于系统工程思想提出了一种体系对抗的研究方法,方法将研究内容分为四个层次:对抗交互层、系统损伤层、功能层、效能层,首先给出了各层次的定义。然后对该研究方法的思想和步骤进行了详细的阐述,通过建立各层次描述指标,研究层次间相互关系,在此基础上从分析体系对抗的物理规律入手,采用定量与定性相结合,依次完成各层指标的推理和计算,得到对抗条件下武器装备体系的作战效能。最后以导弹防御体系与具有突防能力的某导弹武器系统的对抗为例,验证了方法的有效性。     

基于顺次分配机制的无人装备体系架构方案空间搜索方法

当前战争愈加复杂, 如何设计和选择最优无人装备体系以完成使命是一项难题。针对该问题, 提出一种无人装备体系架构超网络模型和一种方案空间搜索算法。首先, 基于作战能力生成要素给出了无人装备体系形式化描述框架。其次, 提出了无人装备体系架构方案空间搜索问题框架, 其目标是寻找到使预期收益最大化和使累积成本最小化的最优架构。然后, 提出了一种基于顺次分配机制的最优架构方案动态搜索算法。最后, 通过仿真实验检验了该算法。实验结果表明,该算法明显优于其他几种基准算法,提出的架构框架和方案空间搜索算法具有辅助决策的价值。     

武器装备体系优化方法研究进展

武器装备体系优化是充分发挥体系效能、提高体系作战能力的重要途径。首先,论述了武器装备体系和体系优化的概念;然后,分析了当前7种主要体系优化方法--三层综合优化法、探索性方法、可执行模型法、对抗仿真优化法、多层次多阶段方法、多目标协同优化方法和数学规划法,比较各种方法的适用范围、选用模型的类型、模型关键要素、优点和不足等。最后,提出武器装备体系优化亟待解决的4个问题,为武器装备体系优化的进一步研究提供支持。     

基于元路径的武器装备体系作战网络链路预测方法

链路预测是网络科学研究的基本问题,武器装备体系作战网络链路预测有助于识别异构作战网络中的隐含信息,对网络重构、关键节点识别以及作战计划制定等具有重要意义。从体系视角出发,基于元路径思想,提出了一种基于元路径的武器装备体系作战网络链路预测方法。首先,针对武器装备与装备间关系的异质性,分别抽象为作战网络中不同类型的节点与边,建立武器装备体系异构作战网络模型。其次,异构作战网络中不同元路径具有特定语义含义,梳理异构作战网络中存在的元路径并对其具体物理含义进行描述,提出基于元路径冗余度的节点相似性指标,在此基础上构建武器装备体系作战网络链路预测模型。最后,与选取的典型链路预测模型及算法进行对比,证明所提方法的可行性和有效性,并结合具体军事应用需求进行应用实例研究。     

基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力, 体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法, 以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义, 并建立了量化韧性的数学模型; 其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标, 并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型; 然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响; 最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性, 为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑, 也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。     

新型仿真模型规范SMP2及其关键应用技术

从四个方面总结了大型复杂仿真应用系统构建的仿真模型规范需求,对比分析了传统的五类仿真模型规范在支持四大需求上存在的不足,论证了SMP2模型规范在表示复杂仿真系统模型上的适用性,对SMP2规范较之目前流行的HLA和BOM模型规范的优越性进行了详细分析.结合四年来的研究和两年多来的应用实践,讨论了成功应用SMP2规范的九大关键技术,其中有些已经在实际项目中应用,有些则给出了设计方案,作为下一步工作的指导思路.     

作战仿真模型组合流程动态可编辑方法研究

针对作战仿真系统灵活性差、交互性低、可操作性难等问题,结合国内外仿真系统设计模式现状,在深入研究作战模型动态组合技术、作战模型动态编辑技术和可视化编程技术的基础上,提出了一种基于脚本语言的支持可视化编程、模型组合可动态修改的作战模型仿真技术,在模型设计上采用面向接口与切面设计方式,从而实现灵活高效作战行为建模与仿真。通过舰艇平台仿真系统开展攻防对抗作战仿真,对方法的可行性与有效性进行了验证。试验结果表明,该方法提高了作战仿真开发效率与灵活性,具有较好的应用前景。     

基于作战环的导弹武器系统体系相对贡献率评估

基于作战环理论,从节点、边、环等层次建立武器装备体系作战网络模型,并结合蒙特卡罗方法,提出一套高效的体系相对贡献率评估方法。针对典型作战想定,研究两种导弹不同发射数目对突防和毁伤概率的影响。仿真结果表明:导弹的突防概率随着发射数目的增加而显著增加;当导弹发射数目超过6枚时,目标毁伤概率高达95.3%以上,基本达到饱和;导弹I₂作战效能明显比导弹I₁高；当发射导弹数量小于等于3枚时, I₂的体系相对贡献率达到133.3%以上。     

基于仿真的探索性评估方法论

分析了复杂系统评估所面临的不确定性，阐述了复杂系统不确定性评估的现状，重点介绍了目前广泛应用的探索性分析的方法。在此基础上，从系统与体系两个评估层次的有机联系出发提出了一种基于仿真的探索性评估方法论，给出了基于仿真的探索性评估的过程模型。最后说明了本方法论的应用情况与未来的应用范畴。     

作战单元战场空间感知建模研究

依托仿真进行军事作战过程研究所要解决的建模问题之一就是对作战单元战场空间感知过程进行合理建模,而其有效性需求决定了模型必须要能够正确地表达实际作战过程中作战单元战场空间感知所具有的、面向区域的特性。根据作战单元战场空间感知的区域特性,阐述了基于空间划分的作战单元空间感知建模实现思想,并就基于空间划分的战场空间感知模型实现进行了详细的形式化描述。就基于空间划分的作战单元空间感知模型的运行效率,进行了实例对比分析。     

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.     

基于置信规则推理的武器装备体系贡献度评估

针对武器装备体系贡献度评估中存在任务与能力关联复杂、数据处理缺乏有效性等问题,提出了基于置信规则推理的体系贡献度评估方法。首先,搭建了体系贡献度评估框架,通过使命分解和作战体系分析建立了“任务-能力”关联矩阵,并在此基础上构建了网络化多层次的评估指标体系。然后,利用基于置信规则推理的评估方法对体系作战效能进行推理。最后,根据体系贡献度评估模型计算武器装备体系贡献度。以空中遮断作战体系为例进行分析验证,结果表明该方法有效反映了体系的涌现性,客观评估了武器装备的体系贡献度,能够为装备迭代更新、作战体系发展规划提供理论支持。     

基于ONM的无人机信息支援远程体系作战能力评估

提出无人机远程信息支援体系的顶层作战概念,建立远程作战的OODA环模型。对无人机信息支援下的远程作战体系进行深入研究,探索作战网络节点和边的建模方法,构建作战网络模型。基于信息熵度量作战过程的不确定性程度,提出基于OODA环和作战网络模型的体系作战能力评估方法。通过实例分析,验证评估方法的适用性。通过对评估结果的分析,辨识对作战能力影响较大的节点,对比不同作战环的作战能力,生成作战环信息流程建议。