建模框架及仿真应用系统

建模框架及仿真应用系统

研究设计实现

ResearchandDesignandImplementationofMilitaryModelingFrameworkandSimulationApplicationSystem主要内容(1/2)PMMF模型体系与组合式建模框架基本模型组合规范并行仿真驱动机制仿真调度全局仲裁单元自推可校核仿真模型仿真模型监视仿真过程复现复杂指挥单元（结构）建模基于真实感知态势的仿真任务与行动主要内容(2/2）研究与应用背景目前国内外军事仿真从应用领域上大致可分为两类：训练仿真以人员训练为主Training，Exercise分析仿真以武器装备体系效能评估、战争问题研究、作战方案分析评估等为主研究与应用背景

我国军事仿真面临的主要问题仿真平台及仿真技术的滞后，我国军事仿真面临如下问题：系统规模上不去模型精度难以提高难以在可接受的时间内获得可信的结果甚至导致一些大计算量的仿真无法实现……严重阻碍了仿真应用的发展模型体系与建模框架

仿真单元装备（设备）模型运动（动力学）模型角色（关系）模型认知（决策）模型仿真单元单体仿真单元是指具有独立行动、决策能力的军事单元。它可以作为群组仿真单元的组成部分。它一般由如下模型组成：躯壳角色决策装备、设备装载、搭载群组是指一组作战单元（对应于仿真世界中的仿真单元），群组的指挥节点在某一单体成员单元。群组指挥与其所在成员的指挥职能区分。群组的指挥节点可以从一个单体成员转移到另一单体成员。角色决策* 无躯壳、装载、设备装备仿真单元仿真单元（基类）派生类群组派生类单体仿真单元CAresimBaseUnitprotected: CAresimBaseRole* m_pRole; //“角色”(唯一) CAresimShareSaS* m_pSaS; //“态势”与“状态”(唯一) CAresimMissionScheme* m_pMission; //作战计划（任务）

CAresimUnitAgent* m_pAgent; //线程代理CAresimSingleUnitprotected: CAresimBaseBody*m_pBody; //“躯体”(唯一) CAresimApparatusManagerm_mngrApparatus; //设备管理器 CAresimCarriageManager m_mngrCarriage; //装载管理器CAresimGroupUnit

其它.mcf文件仿真单元元对象SingleUnit或派生类AresimExpand.dll装备(设备)模型

（ApparatusofEquipmentsandDevices）武器系统通信设备干扰器传感器数据处理器角色与关系

（RolesandRelation）作战单元形成相对固定的隶属关系和指挥关系。如航母编队与单舰，飞机编队与单机。每个作战单元在指挥关系网络中，具有相对固定的上下级。角色模型主要作战单元在描述指挥关系网络中的作用与功能，包括上下级关系通指关系。指挥角色执行单元双重角色单元认知与决策

(Brain:CognitionandDecision-Making)决策与认知过程遵循OODA流程，从装备模型所获得的初始态势信息，通过情报分析与编辑、目标及威胁判断、目标分配与行动规划之后，将生成相应的目标分配方案和规划控制方案，这些过程中数据结构的约定已然影响着相关模型的功能设计与实现。任务功能面向任务决策模型面向资源决策模型面向目标决策模型并行仿真驱动机制

(DriveMechanismofParalleledSimulation)优先与挑战解决方案协调者仲裁者面临的问题并行仿真的优势与挑战优势更快的执行速度；更大的规模和存储空间；更自然的面向对象方法；与其他分布式仿真的互操作性等挑战事件间因果关系的约束关系难于保持需要特殊的机制来在不同的处理器间保持同步操作灵活、透明.解决方案概述(1/2)ASEE进程内部有至少一个协调者线程（主线程），一个仲裁者线程，多个单元自推线程。其中，仲裁者线程与单元自推线程具有相对独立的仿真时钟，而协调者线程负责进程的全局时间。ASEE内部的协调机制：仲裁线程和单元自推线程相对独立的进行时间推进，推进之后进入等待。调度线程根据各线程代理的参数计算当前推进度，实施推进准许，对“挂起”的线程实施调度。解决方案概述(2/2)

仲裁线程仲裁线程全局协调线程全局协调线程面临的问题仿真线程负载平衡机制仿真单元（负载）迁移可校核仿真模型

(模型与仿真可信度)FSM模型模型外部接口模型调用序列模型接口窥视与顶替局限与扩展FSM模型实例模型外部接口模型公共接口调用序列分析输入集窥视与顶替规则限制与扩展伪随机规则has-a规则全局变量全局函数规则复杂指挥单元基本特点流程分析逻辑描述仿真方法数据结构线程关系人在回路复杂指挥单元复杂指挥单元即联合指挥部（JCP/CCP，Joint/CompoundCommandPost）由总指挥（GCP，GeneralCommandPost）、方向指挥所（OCP，OrientationCommandPost）、军兵种指挥所（SCP，ServicesarmCommandPost）构成。GCP主要通过GCPOCPSCP向外实施指挥，也可以GCPSCP直接实施指挥，或直接对下属次级指挥部和执行单位实施指挥。复杂指挥单元复杂指挥单元描述机制指挥部逻辑表示线程及数据对象关系

基于双环的系统拓朴结构

基于真实感知态势的仿真

（

C3I要素建模，ModelingC3IElements）

军事语义协议示例数据链（DataLink）雷达设备状态迁移过程仿真态势共享误差与延时军事语义协议ValueSemanticDescription语义AEnM_ComEngTarCommandthesubordinatesattempttoengagethetarget命令与目标作战AEnM_ComAbrTarCommandthesubordiantesaborttoengagethetarget命令放弃与目标作战AEnM_InsTrkTarInstructthesubordiantestheTrackoftarget指示目标轨迹AEnM_InsTrkChgInstructthesubordiantesthechangeofthetrackoftarget指示更改目标轨迹AEnM_InsTrkVecInstructthesubordiantesthetrackofvectorsoftraget指示目标位置AEnM_RepWilCanReporttocommanderunitthatwill（can）

complythecommand报告能够执行命令AEnM_RepNotCanReporttocommanderunitthatcannotcomplythecommand报告不能执行命令AEnM_RepTarKilReporttocommanderunitthatthetargethasbeenkilled报告目标被摧毁AEnM_RepTarEscReporttocommanderunitthatthetargethasescapedfrom...报告目标已逃脱AEnM_RepTarNewReporttocommanderunitthatatargethasbeenfoundnewly报告新发现目标数据链仿真基本流程雷达等设备状态迁移基于真实感知态势的仿真

误差与延时实际军事行动中，每个作战实体单元的内部状态与外部环境是十分复杂的。下面将内部状态与外部环境统称态势。态势感知与驱动有利态势，是指有利完成特定目标的内部状态与外部环境。各岗位人员的决策与行动目的：都是为了获取局部或全局有利的态势，进而达成既定的军事行动目标。为了谋求有利态势，军事实体必须尽力感知（获得）真实态势。态势描述CStiuationAndState行动计划作战方案列表

TypeAresimCombatm_lsCombat判断认知目标列表map<TypeTargetID,structTargetDesc>m_mapDesc目标轨迹列表map<TypeTargetID,TypeTargetTrack>m_mapTrack目标威胁指数列表map<TypeTargetID,TypeThreatenIndex>m_mapThreaten目标分配列表map<TypeTargetID,TypeDutyUnitID>m_mapAssignment态势的应对O

O

D

A流程与模型功能任务和行动

（MissionandAction）基本概念描述方法触发