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MDA的多层次框架式组合建模仿真方法研究

大规模的联合建模与仿真迫切需要提高模型及仿真的可组合性,组合仿真研究已成为目前仿真界的研究热点之一。通过深入分析组合仿真问题的层次性特征,建立了层次化的组合仿真参考模型。在借鉴MDA方法的基础上,通过提升模型抽象层次、分离建模仿真过程中的关注点,形成多层次的组合建模仿真框架,并基于模型映射机制建立了不同框架之间的约束关系。     

复杂系统仿真的可组合问题研究综述

复杂仿真系统的开发与集成对仿真的可组合性提出了需求。首先介绍了仿真可组合问题的基本概念，分析总结了影响仿真可组合性的因素以及可组合问题的层次化特征。针对不同层次的组合仿真，重点分析几种不同的组合建模方法，包括公共模型库方法、基于互操作协议的方法，基于组合有效性的语义组合方法，基于DEVS的形式化组合方法以及基于MDA的组合建模仿真方法。通过对不同方法的分析比较，提出进一步研究多层次组合问题以及跨县次组合建模仿真方法的展望。     

可组合仿真系统的概念框架研究

开展组合建模技术的研究是实现动态在线仿真开发的基础，并进一步为实时作战决策的制定提供支持。就可组合仿真系统的概念框架进行了研究，为后续工作提供指导。首先，对可组合性的基本概念和关键技术进行深入的分析和探讨；然后，进行具体的概念框架设计，建立了一个用户级、组件级和应用级的三层结构，分析了其功能特性；最后，初步研究了网格环境下组合仿真应用实现的可行性。     

基于HLA的武器装备作战效能评估通用仿真框架研究

通过分析当前武器装备效能的实际需求和仿真技术的发展,重点研究了基于仿真的作战效能评估的一般过程,设计了基于HLA的武器装备作战效能评估仿真框架,基于FEDEP模型给出了具体的联盟开发过程,仿真评估系统的联盟设计与运行流程.该仿真通用框架为实现具有可重用、互操作性的效能评估仿真系统提供了参考,同时也适用于在仿真框架下评估武器装备的战术运用.     

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。     

基于问题框架的武器装备体系需求建模研究

简要分析了国内外武器装备体系需求研究的现状,总结了武器装备体系需求特点,采用问题框架的需求工程方法,建立了武器装备体系需求的问题框架模型,给出了武器装备体系的需求建模方法,为构建我军一体化联合作战的武器装备体系做出了探索性的研究。     

武器装备效能评估研究进展

效能是评估武器装备的重要指标,武器装备效能评估可以为武器装备规划论证、设计研制、作战运用等提供决策支持。随着数字线程、数字孪生在武器装备全寿命周期的应用,效能评估面临复杂作战场景评估、多源异构数据评估、昂贵仿真的评估优化、泛在评估、敏捷评估等一系列挑战。综述了效能评估相关概念、发展历程,分析了武器装备效能评估面临的问题;进而给出了武器装备效能评估解决方案,总结了数字时代武器装备效能评估研究方向。     

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。     

基于语境的仿真模型可组合性判定准则研究

组合仿真理论和方法研究的核心是仿真模型的可组合性.论文基于面向组合的MS框架描述了语境与可组合性判定的关系,通过定义应用语境和模型语境,论证了可组合性问题的本质是在应用语境约束下判定仿真模型及其组合在模型语境中是否为真,进而基于应用语境对模型语境的接口剪裁和行为剪裁提出了模型组合在满足应用需求方面应具备的条件,构建了四个IO规范层次上可组合性的判定准则.判定准则的提出不仅清晰地描述了可组合性判定的研究层次和内容,而且有利于将语境显式地表达为仿真模型的元数据从而促进可组合性设计以及仿真模型成熟度的工程实践.     

对武器装备体系效能评估的几点看法

效能评估是武器装备体系优化的基础,但是武器装备体系效能评估还处于开始阶段,缺乏完整的理论体系.本文从现有文献中归纳出体系及武器装备体系的定义,提出将武器装备体系分为国家武器装备体系和作战武器装备体系,并给出各自的效能定义.接着对比分析静态和动态两类效能评估方法的特点,指出装备体系效能评估需要两类方法结合使用.最后说明了需要进一步研究的问题:包括武器装备体系及武器装备体系效能的概念;武器装备体系效能指标的选取;效能的综合;以及在体系动态效能评估中有关对人的行为建模问题、子模型的分辨率问题和固定想定的问题.     

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.     

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。     

防区外导弹联合攻击武器系统攻防对抗仿真

针对防区外导弹联合攻击武器系统攻防对抗过程,通过计算机仿真方法对其进行研究。基于攻防对抗战场想定分析了防区外导弹联合攻击武器系统攻防对抗的体系结构和对抗特点,建立了仿真体系中各模块的数学模型。采用模块化和面向对象的仿真建模方法得到了防区外导弹联合攻击武器系统攻防对抗仿真软件,从而对整个对抗过程进行仿真研究。该软件通用性强,可以对不同作战环境和武器力量配置条件下的攻防对抗进行仿真研究,不仅使整个对抗过程可视,而且可以对防真结果数据进行统计分析,为防区外导弹联合攻击武器系统攻防对抗作战决策提供参考。     

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.     

武器装备体系的体系结构与体系效能

武器装备体系的体系结构是武器装备体系构成的依据,可以用组成元素和结构要素两方面表示。其中,组成元素可划分成传感器类装备、指挥控制类装备、通信类装备和行动类武器装备四类;结构要素可分成武器装备系统组成、指挥控制结构、通信网络结构、编配与部署四个方面。根据对体系结构的分析和体系对抗过程,建立了体系效能的数学模型。应用案例说明了方法的可行性与有效性。     

复杂体系效能测度建模研究

根据复杂体系的概念及其所呈现出的多种特性,提出了复杂体系“两层四级”的效能测度建模框架,并针对复杂体系内部的相互位置层次及其功能关联定义了度量实体、层级映射、系统关联性和软构层等相关概念,清晰地阐释了复杂体系效能测度建模时体系层次映射的实质;最后,进行了复杂体系效能测度的通用建模设计,从而为复杂体系的效能评估以及体系改进和优化提供一定的理论指导.