基于元建模的通用舰艇指控仿真模型驱动引擎设计

舰艇指控系统是一类大型的复杂系统,针对其仿真训练系统开发中存在的复用率不高、开发效率低等问题,采用元建模理论,重点对该类软件的仿真模型驱动引擎进行了抽象,建立了集仿真模型管理、仿真模型驱动、运行支撑管理等服务于一体的通用指控仿真模型驱动元模型.并以此元模型作为输入建立了指控仿真模型驱动引擎状态行为编辑器,较好地解决了指控仿真领域开发过程中存在的仿真模型重用问题,能适应不同型号指控仿真系统开发过程中的变化需求.     

数据驱动与模块化控制模型相结合的生产系统快速建模方法

为了快速建立面向离散型生产系统的仿真模型以及提高模型的可维护性、可扩展性,提出了数据驱动与模块化控制模型相结合的仿真建模方法.该方法将仿真建模过程划分为设计阶段和开发阶段,在设计阶段,利用IDEF0和IDEF1X建模方法构建模型的底层数据结构;在开发阶段,建立各种模块化模型模板,并构建模型生成器,模型生成器利用底层数据结构提供的属性信息,自动对模型化模型模板进行实例化,快速构建面向具体应用对象的仿真模型.最后以某研究所的机加车间为例,验证了该方法的有效性.     

模型驱动在舰载指控系统的应用研究

模型驱动架构(MDA)提出了一种利用模型进行软件开发的方法.首先提出模型驱动开发方法在舰载指控系统中的应用策略,说明了模型驱动架构的元模型建立过程,描述了利用元对象设施(MOF)扩展元模型的方法.然后以舰载指控系统中的表页显示软件为例说明了舰载指控系统业务软件元模型的建立过程.     

基于模型驱动架构的舰载指控系统仿真研究

基于模型驱动架构(MDA)及组件技术的理论和方法提出了一种新的舰载指控系统仿真开发框架,包括应用层、平台无关模型(PIM)层、平台相关模型(PSM)层、平台层、工具集及信息资源库。结合实例着重介绍了领域建模语言及仿真模型的构建方法。提出了一种基于元模型和状态机的舰载指控系统领域建模语言开发方法;按照组件化设计思想,将仿真模型实现为设计组件与运行组件;实现了模型组合集成、模型转换、模型代码生成的自动化。应用表明,基于该开发框架的舰载指控系统仿真,提升了仿真软件开发的抽象层次,提高了仿真软件的开发效率和可维护性。     

地面防空作战指控系统仿真建模与SIMAN实现

以高技术条件下的地面防空作战指控系统为背景,对地面防空作战仿真建模的一般方法进行了探讨,并给出了用SIMAN仿真语言实现的方法步骤。在某课题的研究中,对本文的方法进行过验证,证明其特点是便于理解、便于维修、便于扩充,对于其它武器系统的建模与仿真具有参考价值。     

机场行李流程仿真建模和分析

仿真建模在机场运行中的运用日趋增多,但此类仿真系统大多以旅客和飞机为仿真的实体,行李流程的仿真建模则很少。以行李为仿真对象,以Petri网为建模工具,应用事件调动仿真策略,对行李流程进行了建模,并在Service Model平台上实现了浦东国际机场行李流程仿真系统。最后进行了大量的仿真试验,仿真结果较真实地再现了机场的实际运行情况,得到了进出港行李流程的行为特性,对于行李系统的规划设计以及行李系统的日常运行具有重要参考价值。     

一种舰载指控系统情报处理性能仿真测试评估方法

介绍了一种在实验室环境下,通过模拟各类情报信息输入驱动舰载指控系统,完成系统情报处理性能仿真测试评估的方法。描述了评估系统的组成以及工作原理,重点介绍了传感器仿真模型和指控系统情报处理性能指标的评估模型。     

面向体系对抗仿真的毁伤模型建模框架研究

在战争实验室中进行体系对抗仿真已成为当前迫切而急需解决的问题。针对体系对抗仿真中毁伤评估建模面临的新毁伤机制研究、软毁伤计算、毁伤计算细化要求、毁伤可信性要求等问题,提出了多层次毁伤评估模型的建模框架,此建模框架规范了战略级、战役级、战术级和工程级毁伤模型建模过程、内容和方法;探讨了毁伤评估模型体系和毁伤指标体系构建问题;提出了层间毁伤模型的验证方法,指导构建满足体系对抗仿真需要的具有一定可信度的多层次毁伤评估模型。     

模型与数据混合驱动的代理模型构建方法研究

以某作战样式下的立体投送行动为研究对象,针对模拟仿真推演计算因子过多、计算资源开销过大、普通解析模型计算精度不足等问题,提出了一种模型与数据混合驱动的代理模型构建方法,支撑作战行动的研究。基于军事理论构建了包含武器装备、作战力量等在内的含待优化系数的立体投送解析模型组,并依托自主研发的“代理模型可视化平台”,实现前述解析模型组的复合和参数设置;通过模拟仿真系统实施推演,采集高可信度仿真数据;以高可信度仿真数据为样本,采用多目标遗传优化算法NSGA-II对解析模型中的待定关键系数进行优化,获得能够兼顾计算精度和计算速度的立体投送代理模型。经对比实验结果表明,构建的立体投送代理模型计算结果与高可信度仿真推演相比,战损最大相对误差不超过6.5%,而计算速度提升了150倍。     

基于DIT的指控软件时序操作测度模型研究

指控软件时序操作是指控软件操作的重要组成部分,指控软件时序操作测度是考评人员对指控软件操作熟练程度的重要方法。以信息距离理论为基础,建立了指控软件时序操作测度模型。分析了指控软件的信息结构,将其分为了串联信息结构和组合信息结构,总结了指控软件的加权信息距离：操作距离、操作时间、操作重复度。通过信息距离的定量计算,以定性的形式给出了参训人员训练成绩,通过示例验证了该方法在操作距离测度中应用的可行性。     

基于复杂网络理论的指挥控制系统自适应重构模型

为研究信息化条件下指挥控制(command and control, C2)系统在对抗环境下的自适应重构机制,基于复杂网络理论和作战指挥原则,从重构触发机制、边的修复策略、结构重组策略和重构评价机制4方面建立了C2系统的自适应重构模型,其中重点研究了边的修复策略和结构重组策略。针对边的修复提出了一种自适应修复策略;而针对结构重组,提出了升级重组、越级重组、转隶重组和组合重组4种重组策略。仿真结果表明,在综合考虑重构效果和成本消耗的情况下,与以往研究相比,边的自适应修复策略为相对较优的边重构策略,而与单一重组相比,组合重组策略为较优的结构重组策略;并且该自适应重构模型能在一定程度上比较客观地反映指挥控制系统的遇袭重构演化过程。     

Adaptive optimization of agile organization of command and control resource

Adaptive optimization is one of the means that agile organization of command and control resource (AOC2R) adapts for the dynamic battlefield environment. A math model of the adaptive optimization of AOC2R is put forward by analyzing the interrelating concept and research. The model takes the adaptive process as a multi-stage decision making problem. The 2-phases method is presented to calculate the model, which obtains the related parameters by running the colored Petri net (CPN) model of AOC2R and then searches for the result by ant colony optimization (ACO) algorithm integrated with genetic optimization techniques. The simulation results demonstrate that the proposed algorithm greatly improves the performance of AOC2R.     

多平台分布式协同作战下基于MPC-MAS的指挥控制模型设计

在瞬息万变的网络化体系作战环境中,如何准确、及时地提取有用信息并作出决策,有效应对实际作战中作战效益低、资源损耗大、作战时间长等问题一直是研究的热点之一。本文以多平台协同完成对来袭目标的拦截任务为背景,提出了一种多平台分布式协同作战下基于模型预测控制(model prediction control, MPC)和多智能体系统(multi-agent system, MAS)的指挥控制系统模型。通过引入分布式多平台协同的模型概念,使各平台之间实现完全信息共享,并且采用全局分布-局部集中的决策结构,设计了分布式指挥控制的协同模型框架,选定蒙特卡罗方法进行仿真实验对比。实验结果证明了该模型具有收敛性好、误差低、损失值低等优点,可以高效地解决分布式环境下协同作战的指挥控制模型构建问题。     

基于区块链的动态指控方法研究

面向动态指控过程中指挥权限跨域重构与资源点对点动态调配需求,基于区块链技术设计了动态指控组织架构模型,在此基础上分别研究了基于认证联盟与共识阈值的权限流转模型、基于任务表单和装备表单的任务执行模型,并依托智能合约建立了应急响应机制,为动态指控中指挥权限可信流转与装备点对点访问提供了解决方案。通过Hyperledger Fabric搭建原型系统,实验结果证明了方案具备可信性与较好的运行效率。     

信息融合技术在某试验指挥控制系统中的应用

针对靶场试验指挥控制系统中的信息融合需求,提出了一种改进的联合卡尔曼滤波算法,用计算加权系数的方法代替原来的计算加权矩阵,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵。以GPS系统和地面某雷达的测量数据为例,对该算法进行了计算机仿真。结果表明,该算法对于抑制滤波发散、提高整个系统的精度和运算速度是行之有效的。     

基于广义连续时间贝叶斯网络的指挥控制网络系统可靠性分析

指挥控制网络作为典型的复杂网络系统,其可靠性通常可以利用动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)来分析。由于DBN并不能很好地解决包含时间和非时间事件的指挥控制网络系统可靠性问题,因此提出一种具有二态条件概率表的广义连续时间贝叶斯网络(generalized continuous time Bayesian network, GCTBN)的建模方法。在此模型的基础上,得到了不同逻辑门的可靠度算法求解,进而针对指挥控制网络系统提出了无线电传播、通信设备以及网络的可靠性分析方法,从而综合地考虑到指挥控制网络执行不同任务的可靠性问题。通过对指挥控制网络可靠性问题的实际案例分析,验证了所提方法的有效性。     

基于马尔可夫链模型的EWMA控制图性能分析与优化

建立了基于马尔可夫链的EWMA控制图性能分析模型,并编制了基于Matlab平台的EWMA控制图性能分析程序。在此基础上,分析了EWMA控制图的两个主要参数(控制限参数L和平滑系数r)对EWMA控制性能的影响。分析发现,对于不同的L,存在均值偏移量δ*和δ**,当偏移量0<δ<δ*时,控制图性能随r的增加而提升;而当δ*<δ<δ**时,控制图的性能随r的减小而提升。而当δ>δ**时,参数对EWMA控制图的性能影响很小。据此对不同应用环境下的EWMA控制图参数选择给出了相应的建议。     

基于ULMADM的智能指挥控制系统决策分配方法

在智能指挥控制系统设计中,为了充分发挥指挥员与自动化系统的决策优势,需要将决策功能在两者之间进行合理分配. 给出了指挥控制系统决策分配步骤,针对决策分配过程中属性值无法准确测度的特点,采用不确定性语言型多属性决策（ULMADM）方法,基于UEWAA算子确定决策功能的自动化等级范围,基于UEWAA算子和ULHA算子相结合的多属性群决策算法确定决策功能的自动化等级,算例表明ULMADM方法解决决策分配问题的可行性、有效性和通用性.     

基于Hammerstein-Wiener模型的广义预测控制

提出了一种新型的基于Hammerstein-Wiener模型的广义预测控制策略。采用基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型描述非线性系统动态特性,作为被控对象预测模型。同时,针对现有遗传算法和混沌粒子群优化算法收敛速度慢和精度低等缺点,给出一种拟牛顿信赖域混沌粒子群混合优化算法,作为预测控制的滚动优化策略,函数测试和非线性对象的广义预测控制的滚动优化表明该算法的优越性。最后,对设计的预测控制器进行实例仿真,结果表明它能满足系统实时稳定运行的需求,取得了良好的控制效果。     

有人/无人机编队指挥控制系统结构设计

针对有人/无人机(manned aerial vehicle/unmanned aerial vehicle, MAV/UAV)编队指挥控制系统结构设计问题进行了研究。以未来空中作战为背景,结合MAV/UAV编队作战流程和特征,基于人机合作机制,设计了MAV/UAV编队协同三层递阶式指挥控制结构,分别为任务规划层、协调控制层和功能实现层。在此基础上,分析了系统结构中关键模块如辅助决策模块、人机交互系统、编队控制管理系统和航迹规划路径跟踪系统的内容。最后,设计了人机交互系统指挥界面,并针对典型控制任务进行了仿真验证。