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的建模与仿真概念化框架

基于Agent的建模与仿真(ABMS)是面向复杂系统的建模与仿真方法学。提出了基于Agent的建模与仿真概念化框架,重点对该框架中Agent模型的概念及模型转化、ABMS综合环境以及模型校核与验证等相关研究内容进行了阐述。结合该框架,对Agent、消息、复杂系统及基于Agent的仿真进行了形式化描述。最后,提出了一个基于Agent的建模与分布式仿真软件框架,介绍了该框架的主要组成部件,并对实现该框架的相关技术以及正在开展的工作进行了介绍。     

基于Agent的建模与仿真设计模式及软件框架

提出了一种基于Agent的建模与仿真设计模式——ABMS设计模式，阐述了ABMS设计模式的主要内容。该模式的提出有利于在建模与仿真领域以及软件开发界之间建立关于ABMS的对话联系与交流。然后设计了一种包含仿真服务模型和Agent仿真模型的ABMS分布仿真软件框架，该框架将最大限度实现仿真重用，并将支持大规模的基于Agent的复杂系统的分布仿真，包括军事对抗以及空间作战系统的仿真。该框架部分借鉴了HLA的思想，其中的ServerAgent提供底层的通用仿真服务。     

模型驱动的组件化Agent仿真模型开发方法

作为一种研究复杂系统的有效手段,基于Agent的建模仿真方法得到了广泛应用。但目前还没有一种得到广泛认可的建模仿真规范来指导和约束Agent仿真模型的设计、开发、集成和运行,不利于提高Agent仿真模型的可重用性和开发效率。提出将采用模型驱动架构和基于组件设计思想的仿真模型可移植性规范(simulation model portability standard 2.0, SMP2)引入到基于Agent的建模仿真中,通过把Agent仿真中的元素映射到SMP2的模型设计和开发模式架构下,并根据Agent仿真特性对SMP2进行相应扩展,来支持模型驱动的组件化的Agent仿真模型开发。利用一个应用实例,验证了提出方法的有效性。     

基于Agent的单车道交通流仿真

基于Agent的交通仿真能够细致的刻画交通实体的决策逻辑和微观行为。本文分析了驾驶员-车辆Agent的三层结构，提出了单车道交通流中驾驶员纵向运动决策树，以及操作层的加速度计算公式，建立了基于Agent的空间连续、时间离散的一维交通流仿真模型。采用周期性边界条件仿真，再现了真实交通流的流量-密度关系和速度-密度关系；针对头车四种典型的速度剖面，对由10辆车组成的车队进行了仿真，后车都能实现安全、稳定跟驰。表明该模型既能再现交通流宏观特性，也能再现微观特性。     

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。     

基于线程的进程交互仿真框架研究

进程交互仿真是一种典型的离散事件仿真策略,可以采用未来事件表和当前事件表以及面向进程例程的方法设计和实现。探讨了采用计算机线程支持面向进程例程的进程交互仿真方法和进程例程的状态转移,设计和实现了一个基于线程的进程交互仿真框架。该框架包含进程、资源管理、仿真调度和数据统计等对象,采用线程池的方法支持实现进程例程的挂起、继续执行操作。最后通过离散事件仿真示例进行了验证。     

人工社会--基于Agent的社会学仿真

介绍一个方兴未艾的热门领域——人工社会。这是一个采用复杂系统中的自下而上的建模方法，结合人工智能、Agent技术、计算机仿真、社会科学等多门学科的综合交叉学科。在简单的回顾了基于Agent社会学仿真的方法发展历史之后，较详细地介绍一个人工社会模型实例——糖域(Sugarscape)。然后就人工社会建模方法、步骤、特点以及与传统社会科学研究方法的对比进行评论。目前，虽然人工社会还没有形成一个完善的理论体系，然而它已经深深的渗透到了经济学、社会学、组织理论、环境科学、语言学、文化学等社会科学领域，并成为社会科学研究的一种重要方法。     

基于Agent的建模与仿真和离散事件仿真的集成应用研究

基于Agent的建模与仿真(ABMS)和离散事件仿真(DES)同属先进的建模仿真模式,都具备一定处理复杂系统问题的能力。ABMS继承面向对象思想,擅长从微观角度着手分析复杂系统;DES沿用传统的面向过程思想,能对复杂系统整体的宏观行为进行分析。二者在功能上具有互补性。在对两种模式深入分析的基础上,本文提出将二者集成应用的思想,扩展了传统DES事件表的结构,提出将ABMS和DES集成应用的完整框架,并实现了一个支持此框架实现的软件平台——absimlib,充分发挥了两种仿真模式的优势,弥补了单独使用其中任何一种的不足,增强了对复杂系统的建模与仿真能力,且结构简单、易于实现和向分布式环境下扩展。最后以一个防空作战的例子证明此方法的有效性。     

联合作战武器装备体系演示验证仿真系统研究

面向信息化条件下联合作战武器装备体系演示验证仿真需求,提出了一种可以实现异质模型与多模拟系统的互联与联合仿真,支持在战区作战体系大环境下,对联合作战武器装备体系的概念、方案与作战运用进行一体化演示与综合实验评估验证的仿真系统设计方案,并对系统设计实现中的若干关键问题进行了讨论。     

基于Agent的体系对抗仿真建模方法研究

面向信息化战争的武器装备体系对抗仿真，从复杂系统建模的角度对传统系统仿真建模方法提出了严峻挑战。因此，需要以CAS理论为依据，研究新的武器装备体系对抗仿真建模方法，以适应信息化战争模拟的需要。为此，我们在分析体系对抗仿真需求的基础上，从基于Agent的体系对抗仿真建模概念、仿真建模概念框架、仿真建模策略，基于Agent的体系整体“涌现”行为建模等问题入手，探讨了基于Agent的体系对抗仿真建模方法问题，并结合体系对抗仿真实验，研究了基于Agent的实体行为建模、实体交互建模和实体模型结构，提出了基于Agent的体系整体“涌现”行为建模思想和建模规范。     

武器装备体系能力需求论证及探索性仿真分析实验

信息化战争条件下对武器装备体系的研究需要系统理论的指导,需要工程化实验手段的支持.针对信息化战争条件下一体化联合作战的新需求,研究了武器装备体系能力需求论证的问题,提出了一种新型的探索性仿真分析方法,并讨论了武器装备体系分析仿真实验的有关问题.     

面向任务的装备保障体系多Agent建模与评估方法

随着战争形态向着体系化、智能化转变, 装备保障体系有了新挑战。同时, 动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势, 动态支撑作战任务。目前, 装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配, 不能充分体现装备保障体系自主性等问题。首先, 基于多Agent方法, 从结构和流程两个方面对装备保障体系的任务层、基地层、装备层建模, 重点考虑保障任务中时间和空间约束问题; 其次, 提出面向任务的装备保障体系评价指标, 构建指标模型; 最后, 通过对典型作战任务对应保障活动进行仿真, 验证模型的合理性和有效性, 并完成装备保障体系的效能评估。本研究可为装备保障体系结构优化、流程设计等工作提供参考。     

基于ABMS的体系效能评估框架研究

分析了基于信息系统武器装备体系基本特征和仿真评估要求,研究了基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法的体系效能仿真开发和评估过程,针对基于信息系统武器装备体系仿真评估的要求,建立了由体系效能评估准备、联合作战想定编辑、ABMS体系仿真引擎、作战过程表现及战果统计,以及体系效能综合评估等组成的体系效能评估技术参考框架,并通过开发相关系统验证了框架的合理性和实用性。     

体系对抗仿真中体系效能分析初探

从体系对抗的角度研究战争或作战问题是应对军事变革的一种新思路。本文首先说明信息时代体系对抗仿真的必要性；然后论述系统效能度量分析的基本原理，从而引出体系效能度量分析原理；接着探讨用试探性建模与分析方法来对体系效能进行度量分析，提出一个分析框架；最后概要介绍用试探性建模与分析方法对一个战区级体系对抗模型进行体系效能分析的例子。     

网络体系效能评估改进FDNA模型

网络体系(system of system, SoS)的效能评估是SoS建设和分析的重点问题。传统功能依赖网络分析(functional dependency network analysis, FDNA)方法可以展示SoS“松散耦合”特性, 但缺乏对组件系统的运行独立性、效能衰减性、拓扑规律性等特征的关注。针对此, 在考虑多态问题的基础上, 通过Markov过程分析, 推导组件系统的自主效能衰减函数与系数, 改进了传统方法中的固定参数, 求得节点的动态效能值。在界定“相关SoS”概念的基础上, 计算组件系统可靠度的重要度, 识别关键节点, 构建网络SoS效能评估函数。以五节点航天SoS为例, 演示评估过程并验证了方法的可行性。     

基于Sobol敏感性分析的装备体系保障效能评估

现代化作战都趋向于体系与体系间的对抗,装备体系保障能力已经成为影响装备体系作战能力的关键.为了定量衡量装备体系保障的效果,需要对装备体系保障效能进行科学的量化评估.首先进行装备体系保障能力分析,得出装备体系保障能力指标.其次,基于Sobol敏感性分析方法,对装备体系可用度进行敏感性分析,得到装备体系保障能力指标的重要程...