建模框架及仿真應用系統

研究設計實現

ResearchandDesignandImplementationofMilitaryModelingFrameworkandSimulationApplicationSystem主要內容(1/2)PMMF模型體系與組合式建模框架基本模型組合規范并行仿真驅動機制仿真調度全局仲裁單元自推可校核仿真模型仿真模型監視仿真過程復現復雜指揮單元（結構）建模基于真實感知態勢的仿真任務與行動主要內容(2/2）研究與應用背景目前國內外軍事仿真從應用領域上大致可分為兩類：訓練仿真以人員訓練為主Training，Exercise分析仿真以武器裝備體系效能評估、戰爭問題研究、作戰方案分析評估等為主研究與應用背景

我國軍事仿真面臨的主要問題仿真平臺及仿真技術的滯后，我國軍事仿真面臨如下問題：系統規模上不去模型精度難以提高難以在可接受的時間內獲得可信的結果甚至導致一些大計算量的仿真無法實現……嚴重阻礙了仿真應用的發展模型體系與建模框架

仿真單元裝備（設備）模型運動（動力學）模型角色（關系）模型認知（決策）模型仿真單元單體仿真單元是指具有獨立行動、決策能力的軍事單元。它可以作為群組仿真單元的組成部分。它一般由如下模型組成：軀殼角色決策裝備、設備裝載、搭載群組是指一組作戰單元（對應于仿真世界中的仿真單元），群組的指揮節點在某一單體成員單元。群組指揮與其所在成員的指揮職能區分。群組的指揮節點可以從一個單體成員轉移到另一單體成員。角色決策* 無軀殼、裝載、設備裝備仿真單元仿真單元（基類）派生類群組派生類單體仿真單元CAresimBaseUnitprotected: CAresimBaseRole* m_pRole; //“角色”(唯一) CAresimShareSaS* m_pSaS; //“態勢”與“狀態”(唯一) CAresimMissionScheme* m_pMission; //作戰計劃（任務）

CAresimUnitAgent* m_pAgent; //線程代理CAresimSingleUnitprotected: CAresimBaseBody*m_pBody; //“軀體”(唯一) CAresimApparatusManagerm_mngrApparatus; //設備管理器 CAresimCarriageManager m_mngrCarriage; //裝載管理器CAresimGroupUnit

其它.mcf文件仿真單元元對象SingleUnit或派生類AresimExpand.dll裝備(設備)模型

（ApparatusofEquipmentsandDevices）武器系統通信設備干擾器傳感器數據處理器角色與關系

（RolesandRelation）作戰單元形成相對固定的隸屬關系和指揮關系。如航母編隊與單艦，飛機編隊與單機。每個作戰單元在指揮關系網絡中，具有相對固定的上下級。角色模型主要作戰單元在描述指揮關系網絡中的作用與功能，包括上下級關系通指關系。指揮角色執行單元雙重角色單元認知與決策

(Brain:CognitionandDecision-Making)決策與認知過程遵循OODA流程，從裝備模型所獲得的初始態勢信息，通過情報分析與編輯、目標及威脅判斷、目標分配與行動規劃之后，將生成相應的目標分配方案和規劃控制方案，這些過程中數據結構的約定已然影響著相關模型的功能設計與實現。任務功能面向任務決策模型面向資源決策模型面向目標決策模型并行仿真驅動機制

(DriveMechanismofParalleledSimulation)優先與挑戰解決方案協調者仲裁者面臨的問題并行仿真的優勢與挑戰優勢更快的執行速度；更大的規模和存儲空間；更自然的面向對象方法；與其他分布式仿真的互操作性等挑戰事件間因果關系的約束關系難于保持需要特殊的機制來在不同的處理器間保持同步操作靈活、透明.解決方案概述(1/2)ASEE進程內部有至少一個協調者線程（主線程），一個仲裁者線程，多個單元自推線程。其中，仲裁者線程與單元自推線程具有相對獨立的仿真時鐘，而協調者線程負責進程的全局時間。ASEE內部的協調機制：仲裁線程和單元自推線程相對獨立的進行時間推進，推進之后進入等待。調度線程根據各線程代理的參數計算當前推進度，實施推進準許，對“掛起”的線程實施調度。解決方案概述(2/2)

仲裁線程仲裁線程全局協調線程全局協調線程面臨的問題仿真線程負載平衡機制仿真單元（負載）遷移可校核仿真模型

(模型與仿真可信度)FSM模型模型外部接口模型調用序列模型接口窺視與頂替局限與擴展FSM模型實例模型外部接口模型公共接口調用序列分析輸入集窺視與頂替規則限制與擴展偽隨機規則has-a規則全局變量全局函數規則復雜指揮單元基本特點流程分析邏輯描述仿真方法數據結構線程關系人在回路復雜指揮單元復雜指揮單元即聯合指揮部（JCP/CCP，Joint/CompoundCommandPost）由總指揮（GCP，GeneralCommandPost）、方向指揮所（OCP，OrientationCommandPost）、軍兵種指揮所（SCP，ServicesarmCommandPost）構成。GCP主要通過GCPOCPSCP向外實施指揮，也可以GCPSCP直接實施指揮，或直接對下屬次級指揮部和執行單位實施指揮。復雜指揮單元復雜指揮單元描述機制指揮部邏輯表示線程及數據對象關系

基于雙環的系統拓樸結構

基于真實感知態勢的仿真

（

C3I要素建模，ModelingC3IElements）

軍事語義協議示例數據鏈（DataLink）雷達設備狀態遷移過程仿真態勢共享誤差與延時軍事語義協議ValueSemanticDescription語義AEnM_ComEngTarCommandthesubordinatesattempttoengagethetarget命令與目標作戰AEnM_ComAbrTarCommandthesubordiantesaborttoengagethetarget命令放棄與目標作戰AEnM_InsTrkTarInstructthesubordiantestheTrackoftarget指示目標軌跡AEnM_InsTrkChgInstructthesubordiantesthechangeofthetrackoftarget指示更改目標軌跡AEnM_InsTrkVecInstructthesubordiantesthetrackofvectorsoftraget指示目標位置AEnM_RepWilCanReporttocommanderunitthatwill（can）

complythecommand報告能夠執行命令AEnM_RepNotCanReporttocommanderunitthatcannotcomplythecommand報告不能執行命令AEnM_RepTarKilReporttocommanderunitthatthetargethasbeenkilled報告目標被摧毀AEnM_RepTarEscReporttocommanderunitthatthetargethasescapedfrom...報告目標已逃脫AEnM_RepTarNewReporttocommanderunitthatatargethasbeenfoundnewly報告新發現目標數據鏈仿真基本流程雷達等設備狀態遷移基于真實感知態勢的仿真

誤差與延時實際軍事行動中，每個作戰實體單元的內部狀態與外部環境是十分復雜的。下面將內部狀態與外部環境統稱態勢。態勢感知與驅動有利態勢，是指有利完成特定目標的內部狀態與外部環境。各崗位人員的決策與行動目的：都是為了獲取局部或全局有利的態勢，進而達成既定的軍事行動目標。為了謀求有利態勢，軍事實體必須盡力感知（獲得）真實態勢。態勢描述CStiuationAndState行動計劃作戰方案列表

TypeAresimCombatm_lsCombat判斷認知目標列表map<TypeTargetID,structTargetDesc>m_mapDesc目標軌跡列表map<TypeTargetID,TypeTargetTrack>m_mapTrack目標威脅指數列表map<TypeTargetID,TypeThreatenIndex>m_mapThreaten目標分配列表map<TypeTargetID,TypeDutyUnitID>m_mapAssignment態勢的應對O

O

D

A流程與模型功能任務和行動

（MissionandAction）基本概念描述方法觸發