航空通信平行仿真系统研究

针对未来多域协同体系级作战下的航空通信动态规划需求,根据仿真系统与实际系统的虚实映射、实时同步、共生演进和闭环优化的系统目标,提出了平行仿真系统在航空通信装备作战效能提升、装备内场增量式集成测试验证、装备智能健康管理以及虚实结合的试飞训练等方向的应用构想,建立了一种面向航空通信的平行仿真系统架构,给出了系统组成,分析了系统涉及的实时数据采集、多分支并行仿真推演和基于人工智能的态势预测与智能决策等关键技术难题,为平行仿真技术在航空通信领域的具体应用奠定理论基础。     

空间维护技术科学试验任务仿真推演系统

<正>本项目2005年立项,2014年6月通过成果鉴定,2014年12月获军队科技进步一等奖。"空间维护技术科学试验任务仿真推演系统"主要开展了仿真推演系统总体设计、系统研制与集成、试验任务仿真推演与分析、模型校核与验证等研究,突破了分布式异构协同仿真综合集成、多航天器卫星导航信号并行生成与闭环实时仿真等关键技术,实现了基于异构软硬件平台的模型、模拟器动态集成和协同仿真,构建了全数字和半实物相结合的仿真推演系统,为任务提供了集成验证环境。研究主要取得以下成果:1首次提出并实现了基于仿真推演系统的多航天装备多任务协同新模式,将仿真推演贯穿于先期概念研究、方案论证、总体设计、系统研制、飞行试验、未来应     

联合作战方案仿真推演控制研究

基于作战模型、交战规则和基础数据,通过推演控制完成对作战方案中各类行动的仿真和推演,以评估作战方案的科学性、有效性和可行性,为作战方案优化提供定量和定性的参考依据.主要从军事需求入手,研究了仿真推演过程,重点分析了基于实时干预、暂停干预和回退干预的三种仿真推演控制模式,实现了多种形式下的联合作战方案推演和优化.     

基于人工社会的非战争军事行动仿真推演

当前非战争军事行动呈现出物理域、信息域、认知域和社会域等多域耦合对抗的特征,利用复杂社会系统仿真方法支持非战争军事行动推演有助于解决非战争军事行动的指挥、决策和训练问题。提出一种基于人工社会的非战争军事行动仿真推演模式,根据非战争军事行动的核心样式,分析了非战争军事行动仿真推演对于人工社会的需求、基于人工社会的非战争军事行动仿真推演能力要求和关键技术要求;重点聚焦利用人工社会技术解决核心行动样式的处置对象问题,形成了动态社会自然环境仿真、兵棋推演和仿真推演融合、多尺度非战争军事行动建模以及支持迭代推演规则演化等仿真推演设计模式。以安全保卫行动为案例,阐述基于人工社会的非战争军事行动仿真推演全流程。结合人工社会的应用对非战争军事行动推演进行了展望。     

基于数字孪生的导弹部队在线仿真系统设计

导弹作战具有复杂多变、不确定性强的特点,基于数字孪生技术在仿真系统中生成与现实世界实时同步的虚拟战场态势,从而进行作战方案在线仿真推演和效能评估,根据仿真评估结果预测战争走向,实现战场“透视”的目的,这对于指挥员掌握战场主动权和科学决策具有重要作用。通过建立在线仿真系统总体框架和内外部接口关系,将系统根据功能划分为战场情报预处理、实体模型动态生成与匹配、仿真推演、效能评估、仿真引擎和仿真支撑库等6个子系统,对各子系统的功能组成和运行机理进行解析,对基于EATI的建模法则和战场态势特征提取及模型匹配2项关键技术的具体原理和实现方法进行了解析,结合导弹部队的作战特点,建立了作战效能仿真评估指标体系,为下一步仿真系统的实现提供了方法指引。     

面向任务的装备组合方案生成与评估方法

“决策中心战”谋求通过给对手施加不确定性创造决策困境,从而获取决策优势。面向决策中心战条件下获取决策优势的需求,提出了面向任务的装备组合方案生成与评估方法,基于决策复杂度选择更具不确定性的装备组合方案。该方法包括装备组合方案生成、基于帕累托最优的装备组合方案筛选、基于决策复杂度的装备组合方案评估等步骤,仿真推演的结果验证了该方法的有效性。     

电子对抗作战任务规划平行仿真分析框架研究

针对作战指挥流程的任务规划系统集成这一问题,运用仿真系统与实际系统进行实时联动的平行仿真方法,建立了电子对抗作战任务规划分析框架,框架中的关键模块包括实时态势预处理模块、战场实体动态构建与修正模块、作战任务规划推演模块、作战任务规划评估模块.电子对抗作战任务规划平行仿真的关键技术是战场平行仿真实时推演技术和战场态势预测技术.这种全新的作战仿真框架体系,为完善作战指挥程序提供了一种方法手段.     

陆军智能化作战大样本推演技术研究

针对复杂作战背景下不确定性带来的作战推演技术难题,本文面向方案推演分析和战法战术优化分析等实际应用需求,以不确定性、深度学习、数据挖掘等相关理论为基础,重点从推演分支生成、作战指挥智能化决策、推演数据可视化分析等方面进行研究,为陆军基于智能对抗推演理论和技术进行联合作战概念分析、武器装备论证实验、作战方案推演分析和战法战术优化分析提供支撑。     

基于对抗分析的战略博弈推演方法

大国博弈日趋激烈,战略博弈推演逐渐成为各国面对战略博弈问题进行评估决策的重要方法。立足战略博弈特征,提出基于对抗分析的战略博弈推演方法,从战略博弈中各推演方针对策略选项的立场、意图和质疑等认知信息描述推演场景,识别当前场景各推演方存在的冲突矛盾点,评估战略态势,并构建多阶段战略博弈推演模型。通过示例表明该方法分析战略博弈问题的可行性与适用性,可为指挥决策提供支撑。     

基于数据耕耘的探索性仿真实验框架研究

基于数据耕耘思想,设计了探索性仿真实验框架,并对框架中每个部分进行了简要探讨。基于数据耕耘的探索性仿真实验框架由乒乓式对抗推演预实验、单个仿真想定生成环、仿真想定空间运行环和仿真结果分析环四部分组成,通过将人的经验、智慧与计算机仿真手段相结合,在多次循环的过程中逐渐形成所需的军事决策建议或寻找感兴趣的战争规律。通过构建探索性仿真实验框架,能够将各种定量、定性分析方法整合起来,围绕实验目标实施探索性仿真实验。     

基于对抗推演的训练样本生成框架

针对军事目标图像智能识别、智能平台对抗等AI算法学习训练缺乏高质量样本难题,提出了一种基于对抗推演的训练样本生成框架。从训练样本的数据格式、作战业务的维度,建立了训练样本分类体系;从样本特征、样本标签两方面,提出了训练样本的表征方法,建立了军事目标图像、目标航迹等训练样本表征模型;建立了基于对抗推演的训练样本生成框架,依据红蓝双方的行为决策模型,开展对抗式仿真推演,积累训练样本数据;以智能空战决策训练样本为典型案例,提出了基于规则与微分方程求解相结合的方法,通过自主对抗模拟产生训练样本数据,支撑智能空战决策AI算法训练。     

基于总线的兵棋推演实时数据采集管理设计与实现

针对兵棋推演系统在数据访问方面存在的一些“痛点”,吸收国内外兵棋推演系统在数据存储方面的经验教训,设计了基于总线的兵棋推演实时数据采集管理平台。引入分布式存储平台作为底层存储基础,引入内存数据库作为对外服务接口;采用基于总线的数据采集作为采集来源,并进行数据清洗和基于数据段的分支管理。系统整体分为三个模块,分别是采集模块、管理模块、服务模块;实现了对兵棋推演数据的实时采集、清洗、存储与管理。应用表明,平台为兵棋系统内的其他各个模块提供了高速可靠的数据访问支撑。     

装备剩余寿命预测平行仿真中模型动态演化方法

装备平行仿真中的一个重要概念是实时数据驱动的模型动态演化,但是至今仍缺乏具体应用领域的实现方法。以带未知离散冲击的混合退化装备剩余寿命预测为背景,以多态Wiener状态空间模型为演化对象,提出一种装备平行仿真中模型动态演化方法,包括基于交互多模型强跟踪滤波的模型软切换和基于期望最大化算法的模型参数在线估计,并实现了基于平行仿真的装备剩余寿命实时预测。利用某轴承退化数据进行实例研究,结果表明该方法能有效提高仿真逼真度,剩余寿命预测的准确度较高、不确定性较小,具有较高工程应用价值。     

基于兵棋推演的分队战斗行动方案评估

为了解决分队战斗行动方案评估的问题,研究了一种基于兵棋推演的分队战斗行动方案评估方法.根据分队战斗方案的构成要素,基于战斗想定建立评估行动方案的效力函数;针对战斗行动的动态性,采用决策点控制的方法,制定战斗行动方案可能的分支,并利用兵棋对4个具体的战斗行动方案进行动态演化作战过程推演,得到逼真的交战数据,对实验统计数据进行分析,并利用效力函数得到满意的结果.     

面向作战仿真的导引头动态成像过程模拟方法研究

作战仿真技术被广泛应用于体系仿真、武器装备研制论证以及作战效能评估,在反舰作战仿真过程中,经常需要模拟红外制导导弹对目标进行探测、追踪制导以及毁伤评估,均涉及目标区域红外图像动态生成。通过分析海上目标红外特性建立了舰船红外辐射模型,对导弹飞行中动态获取目标图像过程建立了导引头动态成像模型。基于国产数字地球仿真引擎研究了作战仿真中导引头红外成像过程模拟方法,开发了海上作战对抗仿真系统并实现了不同弹目距离、不同攻击方位的红外目标图像模拟。结果表明,提出的导引头动态成像过程模拟方法能在导弹飞行过程中对不同战场环境、不同作战目标进行实时红外成像模拟,从而为作战仿真推演提供支持。     

基于多Agent装甲武器平台指挥决策模型*

在深入研究武器平台指挥决策规律的基础上,提出了一个新的基于多Agent武器平台指挥决策模型。通过认真分析指挥决策自主行为产生活动的过程,给出了基于KQML语言的多武器指挥平台协作模型以实现多指挥决策计算机兵力生成之间的协作。最后,通过模糊神经元网络系统,该模型实现了指挥决策计算机兵力生成系统自主推理和决策的功能。     

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.     

基于多Agent战场仿真系统研究

设计战场虚拟仿真系统,分别将战场抽象为栅格化地图、作战单位抽象为智能体,将其映射到系统中,由此将战场指挥转换为多智能体协同控制及其决策问题。仿真系统中使用智能体进行战况推演,也可结合实际作战单位进行联合分析,可模拟多种战场情况,为决策提供参考。以战场覆盖性和特定目标搜索作为重要验证方法,测试结果表明系统能够有效仿真多Agent战场环境,通过决策推演与表达,为指挥人员提供重要决策参考。     

装备精确维修平行仿真系统及关键技术研究

针对装备精确维修需求,应用平行仿真技术,提出一种装备精确维修的平行仿真系统(parallel simulation system of equipment precision maintenance,PSSEPM)架构。首先建立与装备对应的仿真系统,此时的仿真模型并不精确,仿真系统与装备同时运行后,通过装备实时状态信息的"喂养",利用演化算法,使得在一定误差范围内仿真系统的输出与实际装备真实状态相一致,达到平行状态,进而基于已演化完毕的仿真系统利用快速仿真方法预测装备未来的健康状态和故障状态,为精确维修决策提供数据支持,最后介绍了PSSEPM涉及的关键技术。     

电子对抗仿真推演系统研究与应用

研究电子对抗仿真推演系统体系结构与开发技术。根据当前作战模拟系统特点与电子对抗仿真推演系统需求,设计了电子对抗仿真推演系统的体系结构。针对系统的可扩展性与可重用性需求,研究了组件开发技术。实现了基于HLA/CORBA混合模式的某机载雷达对抗仿真推演系统,该系统具备组件开发支撑工具。通过应用开发证明,研究的相关技术提高了系统的开发效率与交互能力。