基于HLA的舰艇CGF研究与实现

作为海战仿真中作战舰艇的仿真实体表示,舰艇CGF是实现舰艇作战模拟训练系统中提供对手或援军的重要部件.首先介绍了HLA先进分布式仿真技术的概念并给出了舰艇CGF的物理模型、概念模型和行为模型结构.此后提出了应用HLA技术实现舰艇CGF的思想和方法.并结合水面舰艇作战模拟训练过程,初步构建了基于HLA的舰艇CGF概念模型、体系模型结构及联邦运行管理模型.在舰艇CGF行为决策实现方面,研究了舰艇CGF行为决策的特点,给出了基于HLA的舰艇CGF智能决策实现方法并初步研究了智能决策机(ADM)的技术实现问题.对于今后基于HLA的海战仿真中舰艇CGF的实现具有参考价值.     

基于CGF的水面舰艇编队模型仿真

计算机生成兵力(CGF)技术在水面舰艇编队智能化生成和仿真方面有着十分广阔的应用前景.从水面舰艇编队CGF物理模型人手,研究了水面舰艇单舰及战斗编队、舰载直升机和潜艇等兵力的仿真,实现了CGF兵力在执行各种作战任务过程中的所有战术动作仿真,重点研究了水面舰艇编队的攻击、防御智能决策和软硬武器的智能化仿真,包括导弹、鱼雷、深弹、电子对抗和水声对抗器材等.通过在舰艇作战仿真训练系统的应用,表明CGF对提高水面舰艇编队兵力生成和仿真的智能化程度是非常有效的.     

基于BP神经网络的水面舰艇CGF反潜指挥决策模型

为使水面舰艇CGF战斗实体具有自主性、智能性等特点,满足现代作战模拟需求,建立了水面舰艇CGF反潜指挥决策模型。本文对水面舰艇CGF指挥决策整体框架进行了研究,并通过对水面舰艇对潜作战战术规则库学习训练,建立了基于BP神经网络的水面舰艇CGF反潜指挥决策模型。通过仿真,验证了水面舰艇CGF反潜模型在不同态势下指挥决策模型的正确性和有效性,从而为水面舰艇CGF建模提供参考。     

潜艇规避水面舰艇编队搜索的效能分析

潜艇规避水面舰艇编队搜索是潜艇作战的重要组成部分,是潜艇完成作战任务的前提和保证.在水面舰艇对潜搜索的特点和编队对潜搜索有效宽度的分析基础之上,对潜艇规避搜索效能进行了研究,提出了潜艇规避水面舰艇编队搜索的基本模型,并针对不同情况分析了潜艇规避水面舰艇编队搜索的效能.最后,针对不同情况对潜艇如何规避水面舰艇编队搜索提出了具体的规避方法,规避方法贴近潜艇部队训练实际,切实可行,对提高潜艇规避水面舰艇编队搜索的效能具有指导意义.     

应召平行搜索方法的多舰协同搜潜概率

在对舰载拖曳线列阵声纳搜潜原理及多舰应召平行搜索方法研究的基础上,建立了在潜艇初始位置已知、航向及航速未知的条件下,多艘舰艇利用拖曳线列阵声纳对潜艇目标进行搜索的数学模型,采用蒙特卡罗方法仿真分析了舰艇与潜艇最大速度比值,舰艇组成搜索队形位置点与最后发现潜艇位置点之间的距离,舰艇之间间距与舰艇声纳作用距离的比值,及最后发现潜艇时刻到舰艇开始搜索时刻所需时间等因素对搜潜概率的影响,获得了有益的效果。     

舰潜对抗仿真中潜艇CGF建模

准确有效地对潜艇CGF进行建模是保证舰潜对抗仿真中潜艇兵力物理真实性和行为智能性的基础。在潜艇CGF模型通用框架基础上,对潜艇CGF物理建模和行为建模进行了分析和研究,提出在基于Petri网的潜艇CGF行为模型中引入战术规则前置谓词公式的行为建模方法,提高了准确描述符合战场行为规律的潜艇CGF的能力。在STAGE仿真环境上的验证结果表明:该方法合理、有效。     

Soar在水面舰艇CGF防空决策行为模型构建中的应用

计算机生成兵力(CGF)的行为模型研究一直是人工智能技术应用于军事仿真的一个重要研究内容。基于综合认知架构Soar设计并实现了水面舰艇CGF的自动防空决策行为模型,并在海战CGF系统中实现了该模型,应用结果表名Soar在构建CGF行为模型的有效性和可行性。     

水面舰艇编队反潜战攻防决策CGF建模

反潜作战是水面舰艇编队的主要作战任务之一,其计算机生成兵力(CGF)研究有着十分广阔的应用前景。采用CGF技术,可以自动化生成水面舰艇编队及其舰载反潜直升机,并可仿真其在执行各种作战任务过程中的所有战术动作,包括机动、探测、攻击、防御和协同等。重点研究水面舰艇编队及其舰载反潜直升机反潜作战过程中的攻防决策CGF建模与仿真问题,建立了水面舰艇编队攻防决策模型和反潜直升机探测与攻击决策模型。     

通用型CGF系统中仿真组件层的应用研究

为实现计算机生成兵力(CGF)的通用性、避免重复开发,在计算机生成兵力系统设计中采用多层体系结构,其中仿真组件层既为上层模块提供软件支撑又确定了CGF的真实程度。因此,给出了通用型CGF系统中仿真组件层的一般建模方法,且着重介绍了采用基于"过程"的认知模型建模方法在某仿真平台中实现模拟舰艇指挥员进行箔条质心干扰的决策。仿真结果表明这些方法是可行的,有利于CGF功能的完善和推广。     

反潜水面舰艇CGF的仿真决策支持

在大型仿真系统中,对一种计算机生成兵力不仅要求其能进行实体的智能行为决策,还要求其能响应人工干预和仿真中其他更高级兵力的干预,而目前研究多集中在实体的智能决策上,对CGF综合决策支持的研究还不多.从反潜水面舰艇CGF系统的决策需求出发,通过对系统决策进行分析,采用CXBR上下文推理技术构建CGF的实体行为决策模型,阐述了CXBR决策方法的思想及方法步骤,对水面舰艇反潜的战斗行为进行了合理划分,构造了系统兵力环境数据库、战术知识库和作战想定编辑器,建立了灵活、柔性的多级决策支持框架,满足了仿真系统决策要求.     

一种直升机吊放声纳搜潜效能的仿真建模方法

为在航空反潜作战仿真系统中实现反潜直升机搜潜的计算机生成兵力,研究了反潜直升机吊放声纳的搜潜方法,建立了吊放声纳采用扇形、方形扩展、等角螺旋线等搜潜阵形的数学模型。将搜潜阵形与搜潜行动相结合,设计并实现了搜潜要素数据库,通过运用Monte Carlo法实现了反潜直升机搜潜效能的自动仿真推演方法。该方法可为研究不同作战背景下反潜直升机如何更有效地进行搜潜行动提供参考。     

基于HLA的潜舰对抗模拟训练系统的设计与实现

针对水面舰艇与潜艇对抗模拟训练及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真系统设计方案,设计了由水面舰艇、潜艇、直升机、鱼雷等成员组成的潜舰对抗模拟训练系统,并给出了组成联邦的各成员功能和OMT的设计方法,最后分析了潜舰对抗模拟系统的仿真过程,利用VR-Link工具库给出了部分功能的实现代码。在潜舰对抗模拟训练系统的开发中证明该设计是可行的,并且本项研究对其他领域内基于HLA的仿真系统构建和开发具有参考价值。     

基于Petri网的潜艇CGF鱼雷攻击行为建模

为了实现潜艇对舰鱼雷攻击过程的计算机仿真,基于Petri网理论研究了潜艇鱼雷攻击过程的行为建模问题.在对潜艇鱼雷攻击过程的准离散化分析与构建了鱼雷攻击过程Petri网结构的基础上,将Petri网的变迁和潜艇鱼雷攻击过程的战术规则相关联,并提出了解决变迁冲突的方法,建立了基于Petri网行为模型.这种运用Petri网特有的可视化和以动态方式描述了潜艇鱼雷攻击过程的方法,有着坚实的数学基础,为进一步研究潜艇CGF鱼雷攻击自治行为规划打下了理论基础.     

对运动目标螺旋搜索误区分析

对运动目标搜索是军事系统工程的一个重要内容,其在很多领域具有广泛应用,如对潜艇搜索、对失事舰船飞机搜救、制导武器搜索捕捉目标等.用运动学和数学的有关知识分析了目标定速直航机动时的分布函数以及搜索者与其可相遇的条件,提出了对运动目标按螺旋线搜索的另一种证明方法,建立了直线搜索时目标可能位置点的数学模型,并以此为依据分析了对运动目标螺旋搜索模式的一个误区.     

潜艇CGF规避反潜航空兵行为建模

对战场态势的不完全观测是潜艇作战的重要特点,充分利用不完全观测信息,提高潜艇对抗决策的合理性是设计潜艇CGF的核心问题。针对潜艇作战特点,提出了潜艇自防御行为模型框架,并利用多Agent不确定场景建模技术,建立了基于POMDP的规避反潜航空兵行为模型,最后进行了仿真验证。结果表明,该模型具有较强的可行性。     

基于多目标权重分析的舰载反潜武器优先级选择

针对舰载反潜武器优先级选择问题，利用多目标权重分析法，通过构建影响因素的层次结构，建立多目标权重分析模型，确定指标矩阵和相对优越度矩阵，对反潜武器优先级选择方案进行评定，并进行了实例分析，得到的反潜武器选择方案综合体现了反潜武器作战能力和指挥员作战决策意图。     

对多次命中时舰艇主动力装置生命力问题的研究

针对舰艇主动力装置生命力 ,以及多次命中的生命力难以进行定量分析 ,定义了主动力装置多次命中后所处的各种可能状态 ,并运用马尔科夫过程的有关理论 ,推导出了多次命中条件下舰艇处于各种状态的概率 .     

舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜策略建模

为提高舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索作战效能,对舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索策略问题进行了建模。根据潜艇目标位置信息的不确定性,研究了潜艇目标位置信息的概率分布函数,采用Markov状态转移概率矩阵描述了潜艇目标位置信息变化的方法。其次,给出了基于贝叶斯理论的潜艇目标信息概率分布函数更新公式。再次,推导了舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜最优策略,给出了舰载直升机吊放声纳区域反潜搜索算法。最后给出了典型案例,验证了反潜搜索策略的有效性。研究成果可为舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜提供决策依据。