基于多Agent仿真的编队协同反潜作战效能分析方法研究

编队协同反潜作战是一个复杂系统,能不能形成清晰的反潜效能分析思路,建立合适的反潜效能指标体系,并进一步确定合理的效能分析方法,成为编队协同反潜作战效能分析最为关键的环节。在给出编队协同反潜作战领域Agent定义及单个反潜兵力Agent形式化描述的基础上,提出了基于多Agent系统仿真(MASBS)的复杂系统效能分析法(MASBS-CSEA),给出了其定义,提取了三种作战任务模式下的效能分析指标,并基于HLA技术构建了MASBS仿真的联邦体系结构。     

水面舰艇编队反潜作战任务空间概念模型研究

任务空间概念模型是作战问题建模的第一阶段,提供了一种共同、一致、权威的建模和仿真表达的基准。基于EATI模板,研究了水面舰艇编队反潜作战任务空间概念模型的实体集、任务集、行为集、状态集和交互集等,为以高层体系结构(HLA)技术构建仿真框架,对水面舰艇编队反潜作战效能和反潜作战使用问题进行研究奠定了基础。     

基于MAS的编队协同作战仿真系统建模研究

在深入分析现代海战复杂性特点的基础上,以复杂系统理论为指导,采用基于MAs(Multi-agentsystem,多智能体系统)的建模仿真方法对编队协同作战仿真系统建模进行了研究,旨在为开展编队协同作战的战法研究构建一个贴近实战的作战仿真系统.重点阐述了编队协同作战仿真系统的建模过程,提出了基于MAS的编队协同作战仿真系统框架,并针对如何在编队多个作战兵力Agent之间开展有效协同的关键问题,根据编队协同作战指挥的特点,提出一种分布与集中相结合的MAS规划方法.最后,基于HLA(High Level Arclitecture,高层体系结构)规范设计了编队协同作战仿真系统的体系结构.     

水下防御领域协同作战能力仿真研究

首先简述协同作战能力(CEC)的概念和发展历史,分析了其特点。由舰队自身防空系统(SSDS)发展到协同水下防御体系,以及空海协同作战系统,集中体现了21世纪海上“网络中心战”的先进思想。其次从三个方面分析了协同反潜作战的特点。而后以水面舰艇编队反潜作战仿真为应用背景,建立了一个基于局域网通讯的分布交互(DIS)水下防御CEC仿真系统,模拟了协同作战处理机(CEP)和数据分配系统(DDS)的功能。通过分析攻、防两个基本态势的仿真运行实例,初步探讨了水下防御领域CEC系统的设计原则及关键技术,为水下协同作战的进一步深入研究提供参考。     

编队协同对地攻击多Agent系统体系结构研究

多Agent技术为网络中心战的研究和发展提供了新的思路。以网络中心战环境下飞机编队协同对地攻击系统为对象,对其多Agent系统体系结构进行了研究,分析了编队协同对地攻击作战方式的战斗组成和作战特点,提出了有限中央控制下的分布式控制结构,构建了网络中心战编队协同对地攻击多Agent系统体系结构,特别对编队协同对地攻击指挥控制系统进行了详细分析,最后,基于所建立的MAS体系结构,在HLA仿真环境中进行了仿真实验,表明论文所采用理论的正确性和所建立体系结构的合理性。编队协同对地攻击多Agent系统体系结构的研究为后续的工作奠定了基础。     

基于多Agent的舰艇编队对海攻击仿真系统

设计了一种基于多 Agent 的舰艇编队对海攻击仿真系统,采用自下而上的建模方式,应用面向Agent的仿真软件技术对系统中各个Agent进行建模并构建了系统的结构框架,采取Agent通信语言(Agent communication language,ACL)实现Agent间通信。仿真部分模拟真实舰艇编队协同攻击过程设计了舰艇编队对海移动目标协〖JP3〗同攻击流程,仿真中提出改进的遗传算法解决武器目标分配问题,在预测目标打击位置时提出了虚拟航路法。仿真结果表明,该系统与实际符合较好,可以为舰艇编队对海作战各个步骤中的算法进行综合仿真,验证了该系统的有效性。     

编队协同反潜概念模型研究

概念建模是当前仿真领域的关键技术之一,被用于连接真实世界和仿真模型,建立概念模型有利于实现仿真间的互操作和促进仿真资源的重用。分析了概念模型的建立过程,简要介绍了统一建模语言UML。结合编队协同反潜的特点,建立了实体、任务、动作和交互的概念模型,并利用UML对协同反潜军事活动进行了形式化描述。所建模型可以减小军事专家与仿真技术人员对该活动的认知偏差,缩短建模与仿真的工作周期。     

水面舰艇综合反潜仿真系统设计研究

水面舰艇综合反潜仿真系统可实现在攻防对抗条件下反潜作战过程的仿真,用于研究反潜作战方法,验证新型武器系统的作战性能,论证各种反潜武器装备的作战需求。本文分析了水面舰艇综合反潜仿真系统的功能、组成和特点,并探讨了系统基于HLA的体系结构、仿真模型及有关的关键技术。     

基于多分辨率的海军作战仿真建模研究

分析"作战实验室"建设对现代作战仿真技术的主要挑战,指出采用多分辨率建模技术,实现不同分辨率模型的平滑变换,是解决现代舰艇编队作战仿真的有效方法;在解析多分辨率建模相关概念的基础上,分析了舰艇编队作战仿真多分辨率建模的必要性;最后,采用面向对象的分析方法给出了舰艇编队作战仿真模型体系,并对模型聚合解聚问题进行了分析.     

海上多武器平台对抗CEC仿真系统设计与研究

简述协同作战能力（CEC）的概念，根据CEC的思想，建立了一个基于DIS的海上多武器平台对抗仿真系统。研究了该系统设计中的开放的体系结构、数据同步融合和决策建模等关键技术。从编队攻击的典型仿真实验和编队是否配置CEC作战效果的计算两个方面，探讨了CEC系统对编队作战性能的影响。     

基于动态数据驱动的反潜战仿真系统目标探测设计

潜艇是海战中军舰的主要安全威胁,反潜成为海上作战的首要任务。为了更精确地探测潜艇的状态信息,提出基于动态数据驱动的反潜战系统目标探测方式,在仿真模型中融入真实测量数据,把反潜战仿真系统和真实系统相结合,使应用仿真与测量系统之间构成相互协作的动态反馈控制系统。考虑测量不确定性和杂波等因素,采用随机有限集(random finite set,RFS)实现反潜战系统的仿真建模,设计基于RFS的数据同化算法和测量控制方法。实验表明基于动态数据驱动的反潜战系统能够使仿真系统、反潜战系统和测量系统形成可行有效的动态数据驱动应用系统(dynamic data driven application system,DDDAS),并且能够实现对潜艇目标进行精确可靠地探测。     

基于HLA的潜艇作战仿真平台设计与实现

建立了集潜艇装备仿真、反潜CGF仿真、武器对抗仿真、海洋环境仿真为一体的潜艇作战模型体系,采用HLA仿真体系结构构建了完整的潜艇作战分布式仿真平台,系统提供有效的仿真数据收集、存储及分析功能,可以在＂虚拟战场环境＂中开展对抗条件下的潜艇作战效能评估、作战使用方法研究等工作,系统通过扩展接口可与其他非HLA仿真系统互连从而扩展了研究范围。

Abstract：

A comprehensive simulation model framework was established,which included equipment models,anti-submarine forces model,weapon counterwork model,ocean environment model. A HLA-based distributed simulation system for submarine warfare was built to form a virtual ocean combat space,in which research works could be carried out by the means of counterwork simulation. This system provides the functions of simulation data collect,access and analysis,also this system can interlink with other non HLA systems through extension interface.     

基于作战网络的反潜活动效能评估

针对航母战斗群反潜作战活动,基于作战环思想构建网络作战模型,根据参与反潜活动的装备能力要素指标,综合利用层次分析法和灰色评估法,分析作战网络节点的效能值,从而评估作战网络边的效能,进一步结合网络模型分析打击敌方目标的效能值,最终得出反潜作战活动针对目标的打击效能。     

基于Agent行动图的作战建模方法

针对一般的基于Agent作战建模过程中没有实现军事人员主导下的军事概念模型直接驱动的问题,提出一种基于Agent行动图的作战建模方法。在给出基于Agent行动图建模基本原理的基础上,区分Agent行动组织结构图、通信网络图、动作属性图,提出了基于Agent行动图的作战系统静态概念模型建模方法,区分Agent行动指挥交互图、状态行为图,提出了基于Agent行动图的作战系统动态概念模型建模方法;进一步建立了Agent行动图概念模型到行为仿真模型框架转换方法,并设计实现了基于Agent行动图的作战建模工具;最后以装甲分队典型作战行动建模为例,验证了方法的可行性与有效性。     

基于多Agent的多机协同空战仿真系统设计和实现

设计了一种基于多Agent的多机协同空战仿真系统,分别对该系统的建模框架和仿真框架进行了构建。在建模部分提出了系统各类Agent的Petri网模型和基于知识查询处理语言（knowledge query manipulation language, KQML）的模糊通信机制,仿真部分则采用独立于建模框架的仿真信息控制结构和小规模协同分配算法实现。仿真结果表明,该系统与实际符合较好,仿真速度和精度高,验证了该系统的有效性。     

防空作战电磁环境建模与仿真

以防空作战为背景,分析了战场电磁环境的构成要素,在建立各要素脉冲描述字模型的基础上,提出了基于脉冲流描述的电磁环境建模方法,构建了相应的仿真系统,完成了防空作战电磁环境的动态模拟。绘制出典型作战场景下电磁环境时域、频域、功率域的态势图,仿真结果表明电磁环境具有两个显著特点:动态性与相对性。建模仿真方法对战场电磁环境的仿真构建具有一定的借鉴意义。     

基于能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计

针对目前作战仿真Agent软件实现模块化程度不高、复用性较差和开发效率较低的问题,提出了一种基于Agent能力组件的作战仿真Agent模块化结构设计方法。提出了BDI模型在作战仿真Agent中的实现方式及其能力封装与能力关系的基本概念;基于能力封装,设计了作战仿真Agent能力组件的结构、要素、功能类和执行算法;基于能力关系,设计了基于能力组件的作战仿真Agent通用执行模块的结构、数据模型、功能类和执行算法。以装甲分队平台级仿真Agent的实现为例,验证了方法的可行性与有效性。     

现代作战仿真的主要特点研究

作战仿真作为系统仿真在军事作战指挥领域的具体应用,能够有效的提高部队的整体作战能力。与传统的作战仿真相比,以诸军兵种联合作战为主要仿真对象的现代作战仿真呈现出了不同于以往的四个主要特点,即:标准化的建模方式、统一的技术框架、系列化的仿真系统和全方位的仿真应用。     

基于组件的水面战视景仿真系统关键技术研究

为了更加生动逼真地体现水面战视景仿真中导弹发射、导弹命中、舰炮开火、雷达搜索、干扰弹展开等攻防对抗的细节,针对仿真系统设计、组件化建模、组件化模型驱动等关键技术进行深入研究。提出了多粒度建模与替代子模型法相结合的组件化建模方法,通过配置链表内存映射的方法对组件化模型进行动态加载。所设计的基于组件的水面战视景仿真系统作为某大型分布式水面战仿真系统一个联邦成员,通过HLA接口接收联邦中相应联邦成员如导弹、火炮、雷达、干扰系统等的数据,在三维视景中驱动组件化模型。

Abstract：

In order to reflect more vivid details of attack and defense of surface warfare scene simulation such as missile launch, missile hit, gun fire, radar search and decoy expand, several key technologies including system designing, component-based modeling, component-based model-driven were researched. A component-based modeling method was proposed which combined multi-granularity modeling and sub-model replace. This method could load component-based model dynamically by list configuring and memory mapping. The component-based surface warfare scene simulation system designed as a federate of a large distributed surface warfare simulation system federation could receive data of the corresponding federate such as missile, artillery, radar and jamming system, and then the component-based model in the 3D scene was driven.