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。     

基于Agent的卫星体系作战分析仿真框架研究

分析了开展卫星体系作战分析仿真研究的重要性,基于Agent方法进行了卫星体系作战分析仿真建模,把仿真实体高度抽象为Agent实体、设备实体和环境实体三种类型,建立了Agent实体的物理层、信息层和认知层模型。提出了作战分析仿真的实现方案。最后总结了这种仿真框架的特点和长处。     

可组合的Agent体系仿真模型框架研究

当前基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法被军事仿真界普遍认为是军事作战研究、特别是网络中心战(network centric war, NCW)环境下的网络中心作战研究的最佳方法。针对体系效能评估应用,需要在统一的作战概念框架下形成可重用的体系模型框架,能够根据体系(system of systems, SOS)效能评估需求定义和灵活组合不同的作战实体Agent模型,支持对不同体系效能评估问题的研究。基于ABMS开发方法,在统一的作战概念模型框架下对物理域、信息域、认知域和社会域进行合理抽象,建立了可组合的体系仿真模型框架,据此开发了面向体系效能分析应用的仿真平台,用户可以根据体系效能评估问题和作战背景,快速定义和组合不同的作战实体Agent模型形成体系仿真应用系统,进行体系对抗仿真分析与评估。     

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。     

一体化联合作战指挥训练系统通用模型框架研究

一体化联合作战指挥训练系统研制的重点之一就是实现多军兵种作战模型系统的互联、互通和互操作,通用模型框架采用一致的时间推进机制、对象公布订购、命令干预交互和仿真资源等,是解决该问题的有效方法,分析了一体化联合作战指挥训练需求和体系架构,介绍了通用模型框架的设计与具体的实现,最后对通用模型框架未来的发展方向进行了展望。     

基于ABMS的CEC体系效能仿真分析

基于Agent的建模仿真(Agent Based Modeling and Simulation,ABMS)方法被普遍认为是军事作战研究特别是网络中心战(Network Centric Warfare,NCW)环境下进行作战研究的重要方法.采用ABMS仿真方法进行了 CEC(Cooperative Engagement Capability)体系效能仿真分析.在体系效能分析仿真平台的支持下建立了面向CEC体系效能分析的Agent模型框架,确定了Agent实体间的探测、通信和毁伤交互关系.以舰艇编队数量和进攻强度和平台中心战(Platform Centric Warfare,PCW)、NCW和CEC指挥体制作为实验设计参数进行了批量仿真实验.通过与传统CEC体系效能分析结果的对比,发现了与传统的CEC体系效能分析研究存在的差异和原因,揭示了CEC对舰艇编队防空效能的贡献主要源于体系层次的行为控制.     

基于AGENT的防空作战CGF行为建模研究

介绍了防空作战CGF系统的组成结构,对防空作战CGF系统的特征和防空作战CGF实体对象的行为特征进行了分析,提出了基于Agent的实体行为建模方法,以防空作战单元CGF系统为例,构建了搜索指挥Agent的行为模型,对多Agent的行为规划和Agent主体交互问题进行探讨,为防空作战CGF系统建模提供了有效的方法和途径。     

平台级ABM方法及在多传感器仿真演示中的应用

为了开展未来战争系统作战运用的先期概念技术演示,利用Agent作为智能实体的特性,把战争系统各成员直接映射成相应的Agent,由此提出了平台级基于Agent的建模(ABM)方法.在给出各Agent的定义和工作原理的基础上,采用任务树分解法和产生式规则表达知识的形式,设计了作为仿真演示系统基本单元的Agent.以信息化战场多个情报侦察平台(即多传感器)为例,开发了仿真演示系统.仿真演示结果表明,该系统模型能实现信息化战场上战术分队情报侦察这一客观、动态、复杂、智能过程的分布式仿真.     

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。     

基于半自治Agent的CGF建模及应用研究

计算机兵力生成(CGF)是现代作战模拟仿真中的一项主要内容，将智能半自治Agent引入聚合级CGF建模与仿真中，建立一个基于半自治Agent的协同武器作战平台的联邦成员，利用半自治Agent具有的二分性——自治性和受制性，更准确的表现战场作战实体。建模过程符合HLA联邦开发执行标准过程(FEDEP)规范，此项工作在实现聚合级CGF和平台级CGF交互和互操作做出一些探索性试验。我们将这项研究应用于主战坦克作战效能仿真评估的实例中。     

基于MDA的两层HLA技术研究

HLA缺乏由仿真模型构建联邦成员的统一开发框架,所有联邦成员均是平等的,即体系结构是一种平面关系,联邦成员级的模型重用仍然是一种静态重用,无法实现模型动态加入不同FOM的联邦。提出了一种基于MDA的两层HLA框架FIA/FEI,首先将MDA引入HLA仿真建模,给出了MDA和HLA融合的途径。继而提出了突破了现有HLA的平面结构的资源管理联邦的思想,以支持对元模型的管理和基于元模型的仿真应用联邦的动态组合和FOM信息的动态配置,实现基于元模型的资源重用与共享,提高了HLA的模型资源动态重用与共享能力,应用实例验证了该框架的可行性。

Abstract：

HLA has not HLA uniformed modeling frame for constructing federates from general simulation models, and its all of federates are au pair, i.e. it is planar architecture essentially, so related models are difficult to enter the federations with different FOM dynamically. As a result, model reusing in federate level is static reusing. MDA based HLA with two levels frame （FIA/FEI） was proposed. At first, the schema of MDA integrated HLA was discussed, then the resource management federate was specified, which broke through the plane architecture of existing HLA and supports the management of meta-models, dynamic configuration of FOM information, and dynamic creation of simulation application federate based on meta-models. This two level frame realizes meta-model based resource reusing and sharing, improving the reusing ability and sharing ability of the model resources for HLA. The application practice verifies the feasibility of double level frame.     

基于复杂网络作战体系破击的建模与仿真

在分析体系破击作战机理的基础上,根据从物质世界到观念世界的抽象过程,提出了基于复杂网络的体系破击仿真分析框架,并建立了考虑信息因子和破击能力的作战体系破击新模型。最后通过仿真实验,得到了一些结论:(1)一定条件下,体系破击的能力比攻击信息更加重要;(2)只有在一定的破击能力下,作战体系才对随机攻击表现出鲁棒性,对蓄意攻击表现出脆弱性。     

基于作战环的不同节点攻击策略下的作战网络效能评估

基于作战环思想, 以作战网络抽象模型为基础, 围绕作战环的分类、定义、形式化描述、数学模型等基本问题开展了理论研究, 进一步丰富了作战环理论体系。同时, 以能否快速有效打击对方目标实体为根本依据, 建立了基于目标节点打击率和基于目标节点打击效率的作战网络效能评估指标。通过仿真实验, 将作战环相关理论运用于不同节点攻击策略下的作战网络效能评估, 为实际作战体系对抗中双方的攻击与防护提供应用指导, 也为进一步开展基于作战环的作战网络应用研究提供参考借鉴。     

基于HPC环境的RTI及作战仿真应用

我国高端计算应用的研究与开发明显滞后于高端计算机的发展。分布式仿真应用,特别是分布式作战仿真应用规模不断扩大,迫切需要高端计算机的支撑。分析了大规模作战仿真应用对高性能计算(HighPerformanceComputingHPC)的需求,提出了基于HPC的符合IEEE1516规范的运行支撑平台(本文命名为H-RTI)的体系结构,分析了H-RTI上实体、盟员、联盟间的互操作能力,描述了基于H-RTI的大规模分布式作战仿真在多处理器平台和网络环境中的应用范例。     

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。     

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Simulink的广义执行机构仿真模型库建模

为了提高方案生成后仿真模型的建模效率,建立了基于Simulink的广义执行机构仿真模型库。该模型库将广义执行机构分为执行机构和驱动元件两类,分别建立了支持广义执行机构仿真的执行机构库和以驱动输入分类的驱动元件模型。其中执行机构库使用屏蔽实现了模型接口的封装,同时将每个模型的基本参数定义为变量来表示。设计者可通过直接搜索调用方案解对应的仿真原型或分解和手工合并相关模型文件来快速构建仿真模型。以某船载装置移动机构和惯性振动筛机构的方案设计为例说明了仿真模型库的有效性。     

末端地空防御系统动态仿真及效能评估

针对高炮阵地在仅有雷达信息条件下拦截空中巡航导弹的对抗情形,分析了末端地空防御系统的组成和地面防御力量的指挥与控制系统的工作过程。给出了末端地空防御系统的指挥控制系统模型,各作战单元模型仿真的顶层设计和系统模块化建模的基本思想。建立了系统作战指标和系统效能评估模型,并给出系统作战仿真程序流程图。利用蒙特卡洛法进行多次仿真,对仿真系统进行效能评估和结果分析。仿真结果显示仿真系统满足实际要求。     

无人作战飞机操作员控制台仿真系统

首先对无人作战飞机操作员控制台仿真的总体方案进行设计,然后对操作员控制台仿真系统的各功能模块和逻辑结构进行了描述,并给出了仿真中基于可扩展标记语言的任务链模型。最后实现了操作员控制台指挥控制多架无人作战飞机协同作战的仿真,并对进一步的研究进行了展望。     

基本对象模型(BOM)在HLA仿真系统中的应用

为了促进在世界范围政府部门和非政府部门的仿真互操作能力,仿真互操作标准组织(SISO)引进BOM支持和提高仿真组件的重用性。BOM作为一种促进互操作性、重用性和可组合性的实现机制,鼓励灵活、快速、有效地开发和管理模型。通过研究BOM模板规范和体系结构,设计基于BOM的通用HLA仿真框架,实现通过基于BOM的仿真模型组件快速组合和重用,从而构建具有功能可扩展性和规模可控性的多样性联邦成员和联邦,提高分布式仿真系统的重用性和互操作性。