虚拟战场环境中群体组织结构本体建模方法研究

军事仿真建模技术随着战场规模的扩大和仿真真实感要求的提高变得越来越困难.针对虚拟战场环境群体组织结构,提出一种本体建模方法.将本体的思想引入军事仿真建模,结合军事领域中群体组织的概念体系,采用本体描述语言OWL DL,对虚拟战场环境群体组织结构进行建模.实践表明,该方法有利于模型资源重用,提高了建模效率,保证了模型描述的一致性.     

虚拟实体组织行为建模方法研究

虚拟实体组织行为建模主要研究虚拟世界中有组织的实体群的组织关系及其活动规律。提出了一种新的基于描述任务逻辑的虚拟实体组织行为建模方法,建立了一个将虚拟实体群的组织结构关系、协同行为功能规划和组织规范三个维有机结合的组织行为模型,结构简单,能满足像战场实体群等面向任务的有组织的虚拟实体群的行为建模的需要。设计并实现了一种符合XML标准的虚拟战场兵力实体组织行为建模语言CBML,能实现对虚拟实体组织行为模型的描述,并提供较强的推理功能,经用户初步使用表明,具有简洁、易用、高效的特点。     

基于复杂网络的作战模拟组织建模研究

针对作战模拟对模型逼真度的要求,建立真实反映战场行为的组织模型是非常重要的。从复杂网络的观点出发,并结合效用和多Agent理论,分析和描述了真实作战组织的网络特性,综合考虑了实体完成类似任务经历、完成任务的能力素质和当前的心理/生理状态三者对效用的影响权重,提出了适用于作战模拟的动态网络组织形成算法。算法的仿真结果表明,该算法很好地反映了作战模拟中的组织行为特点,且在复杂度方面优于同类算法。     

基于控制论的计算机生成兵力实体对象行为模型

实体行为建模是计算机生成兵力(CGF)研究的重要内容。基于控制论的基本思想，提出适应虚拟战场需求的虚拟实体对象行为模型ESCP。ESCP行为模型由感受器、效应器和控制器三部分组成，感受器感知虚拟战场环境信息和内部反馈事件，效应器反映CGF实体对象对虚拟战场环境的作用，控制器对感知的虚拟战场环境信息进行处理，并对实体的行为进行控制。ESCP支持复合行为、协同行为以及行为并发，行为可重用。     

情报驱动的平行仿真实体动态生成方法

针对战场态势信息不完备、不精准条件下平行仿真实体模型匹配不精准等难题,提出了情报驱动的平行仿真实体动态生成方法。首先,建立了一套平行仿真实体的组件化模型体系,提出基于元数据的模型描述方法。然后,提取实时情报的运行状态特征数据,建立战场实体行为规则,基于行为规则实现仿真模型与情报数据间动态匹配。在此基础上,建立平行仿真实体模型组件间信息交互关系表,采用仿真中间件实时更新组件间信息交互关系,并动态加载组件描述信息与组件执行体,实现平行仿真实体动态生成。最后,以某区域联合作战为例,利用所提方法动态匹配和组合平行仿真实体模型组件,验证了所提方法的有效性。     

坦克分队计算机生成兵力(CGF)实体仿真研究

坦克分队CGF实体仿真模型是陆军作战仿真系统研制不可缺少的一部分。本文从建立CGF实体的抽象模型入手,研究坦克实体行为的表示、生成和控制方法。在分析了模拟系统中所需的CGF实体模型分类的基础上,重点实现了一般物理行为的生成方法,包括CGF实体的机动、侦察、射击、外弹道、射弹散布等模型,以及研究了坦克分队在虚拟战场中的路线规划、队形转换、火力运用等聚合级实体行为的实现方法。最后,从人工智能理论着手,就坦克分队CGF实体智能行为仿真的方法进行了理论探索,提出了相应的方案,为今后的实践性开发工作打下基础。     

空军战役过程推演中的模型体系研究

介绍了一个空军战役过程推演仿真系统的模型体系，探讨了构成该模型体系的战场空间实体的主要构成和战场空间实体的信息处理过程，其中战场空间实体主要由指挥控制，传感器、资源管理、平台和通讯接口组成，最后本文介绍了该模型体系的战场空间实体的模型结构和在Sim2000中的模型示例。     

网络中心战的知识基础设施构建研究

从建立网络中心战的知识基础设施、获取知识优势出发,以战场空间本体作为网络中心战的知识基础设施,提出了一种战场空间本体构建方法BOCA;应用BOCA方法构建了一个想定的空中态势本体示例以说明该方法的具体工作过程.对于相关工作进行了分析比较,最后给出了结论和下一步工作.     

计算机生成兵力中侦察模块的设计和实现研究

采用建模与仿真技术实现了基于武器平台的侦察仿真模块。模块不仅能够实现对作战仿真中各种战场信息的侦察,如地形、障碍物、敌方作战实体等;而且还可修改后适用于大部分侦察装备的仿真。对基本的通用的侦察手段和方法进行了初步的研究,对其在计算机生成兵力的过程中的侦察过程进行了描述。建立了基于武器平台的侦察模型并提出了实现的算法。能够基本上实现战场仿真中对战场侦察仿真的要求。     

交通枢纽乘客交互作用建模与仿真

从交通枢纽乘客行为的环境影响因素与交互作用出发,建立了面向枢纽复杂环境的乘客交互作用仿真模型.通过探究乘客自组织特性的生成机理,该模型引入环境势能场和个体势能场的概念与方法,提出乘客潜在交互作用模拟的解决方法,能够有效捕捉乘客行为特性,再现乘客在复杂环境中的决策行为.以走廊单/双向乘客流与瓶颈通过场景为实例,应用计算机仿真试验对模型进行了校验.     

基于改进AGD-分布式多智能体系统的目标优化分配模型

由于现代化战场环境动态多变、作战实时性高,针对当前防空作战中武器目标分配(weapon target assignment, WTA)约束多且复杂、传统建模无法真实反映战争过程、模型可信度不高等问题,提出一种在分布式约束优化问题(distributed constraint optimization problem, DCOP)背景下,基于多智能体系统(multi-Agent system, MAS)理论的武器目标优化分配模型,并利用改进的加速梯度下降(accelerated gradient descent, AGD)算法进行求解。通过实验证明了该算法具有良好的收敛性和低复杂度,能够适应现代化防空作战的需求,满足大规模寻优问题的需求,高效解决多智能体目标优化分配问题。     

基于扩展UML的多Agent系统建模方法

基于对象和Agent概念的一致性 ,在多Agent系统的建模过程中 ,利用已经比较成熟的面向对象技术是一种值得重视的方法。在分析了统一建模语言 (UML)的基本建模思想和基于组织分析的多Agent系统建模思路基础上 ,以一个分布式后勤管理系统的分析为例 ,从Agent组织的角色定义、静态组织结构描述和动态行为描述等三方面给出了基于扩展UML的多Agent系统建模的主要步骤和方法     

基于语义元模型的装备体系结构建模方法

根据以数据为中心的体系结构建模思路,提出了一种装备体系结构语义模型--语义装备体系。首先在DoDAF元模型(DoDAF meta-model,DM2)基础上提出语义元模型,定义了装备体系结构的概念基础类及关联关系,给出了由类、关系、属性和实例构建四元组的本体描述框架;其次基于语义元模型构建了作战视图本体模型、系统视图本体模型、能力视图本体模型,明确了体系组成要素在各视图中的定义、关系和属性的形式化描述;最后以海战场预警探测系统为例进行了实例研究,验证了方法的可行性。     

基于嵌套网的对抗模拟模型

为了对多Agent系统中的交互流程、本体(Ontology)语言与通信协议的设计进行可视化的分析和优化,嵌套网(Nested Petri nets)作为建模工具被应用于多Agent系统。使用三层的嵌套网对基于多Agent的对抗模拟模型ISAAC(Irreducible Semi-Autonomous Adaptive Combat)进行层次化建模,其层次的划分为Agent的生存环境(战场)、Agent和Agent的内部推理机。通过实例充分说明了嵌套网表达多Agent系统的可行性与有效性,可以实现多层次、多角度的图形化多Agent系统,并探讨了复杂适应系统理论与嵌套网理论的适应性。     

基于分层着色Petri网的装备战场抢修系统建模

讨论了一种基于分层着色Petri网理论建立装备战场抢修系统模型的方法。这种方法是通过引入复杂库所和Petri子网来对原有的装备战场抢修系统模型进行改造，克服了以往用普通Petri网建模的不足之处，使模型变得直观、简单，并有利于模型分析和仿真实现。     

基于多目标优化的C2组织平台资源动态调度方法

针对指挥控制(command and control, C2)组织的平台资源动态调度问题,对战场上的突发事件进行了分析,针对平台损毁和任务增加两种突发事件,构建了以最大化任务完成质量和最小化计划调整代价为优化目标的数学模型,并基于非支配排序遗传算法设计了多目标优化模型的求解方法。仿真实验表明,所构建的C2组织平台资源动态调度模型及求解方法能够有效应对战场上的突发事件,能够为决策者提供多个有效的平台资源动态调度方案。     

连续/离散混合型制造系统的生产过程虚拟仿真建模

离散事件仿真建模被广泛应用于制造系统的设计及运行控制,但是很多制造系统兼有离散系统和连续系统的特点。提出一种将离散事件与连续系统结合起来的仿真建模方法,以支持动态展现这类制造系统的生产过程。该方法的主要思想是,主机内部的机构运动主要采用连续系统进行仿真建模,而主机之间的加工顺序则利用离散系统来构建其仿真模型,然后由统一的仿真管理器管理。论文详细描述了虚拟仿真引擎中的仿真时钟推动机制,并用这一方法建立了面向啤酒灌装生产线生产过程的虚拟仿真模型,说明了这一方法的可行性。