用于系统开发采购的建模和仿真

本文定义、开发并检验一组可用于高精确度系统工程设计级模型和仿真的通用分析工具。该工具检验传感器、武器、作战管理、指挥、控制、通信计算机和情报(BMC4I)系统及设备的性能和效果。 性能测量(MOP)、效能测量(MOE)、和战斗力效能测量(MOFE)都是从海军研究生院研制的“模块化指挥控制结构范例”中提取的。该范例在确保系统性能和效能的可跟踪性到“作战要求文件”(ORD)中所规定的系统操作要求这一框架内为评估标准(MOP、MOE、MOFE)的研究创造了条件。 该分析工具还对定义的系统功能性线程(代表ORD中规定的系统操作要求)所进行的大量测量提供深刻准确的评价。该工具可直接转换并应用到测试和评估演练中,用以支持系统和设备的开发和采购。 系统性能水平一经确定,该范例就产生一个定量的数据库,该数据库成为权衡和选择系统的有效工具。一旦确定了所选择的系统配置,就可对该套配置的系统功能性线程及与之相对应的性能价格之比进行分析。     

建立作战系统人员配置和减少舰员的模型

NAVSEA 03K41负责形成作战系统战斗管理组织(BMO)和功能流程图(FFD)。几年前,NAVSEA提供资源,实施支援BMO和FFD开发和验证的功能分析。实行分析中的主要障碍是要获得如何构造功能层次的一致意见。由于选择了非最优层次组织;因此,难以定义、寻找、使用和验证功能。认识到这项工作的不足,于是,进行研究,评估最新的结构化建模技术、概念和方法。詹姆斯·马丁找到两个建模概念,可应用于作战系统功能分析:风险计划建模概念和功能分解建模概念。韦顿、本利和巴劳的结构建模定义提供了使用马丁概念的指南。在以后的BMO和FFD开发工作中,发展了舰艇的作战系统(SCS)建模概念并开发了一个SCS模型。本文叙述在BMO和FFD开发和验证过程中如何使用建模概念和工具。来自SCS模型的数据提供了定义作战系统要求(例如,软件、数据显示、数据库、网络连接等)的基础。     

陆军合成师作战能力仿真评估技术研究

将Agent和MAS引入陆军合成师作战能力仿真和评估研究中,在分析基于MAS的建模技术的基础上,建立了基于MAS的作战能力仿真评估模型,研究了Agent的内部结构和编程实现,给出了作战过程的推演,构建了陆军合成师作战能力评估指标体系,提出了动态隶属度的概念,开发了陆军合成师作战能力仿真评估系统,并以一个实例说明了系统的实用性和有效性。     

基于HLA的电子战飞机作战仿真系统研究

目前电子战飞机战术使用方法仿真研究主要采用功能级仿真的方法,以雷达方程和干扰方程为理论基础,围绕侦察接收机和干扰机部分功能或部分工作参数进行建模,不能满足组建完整的"系统—系统"级作战仿真的要求,同时也达不到信号级建模仿真的精度和逼真度。针对上述问题,采用信号级仿真的方法,根据当前仿真技术的发展以及航空作战对电子战的新要求,提出并设计了基于HLA的电子战飞机作战仿真系统,并对各联邦成员的构成、开发过程以及关键技术进行了研究,最后以一个电子战飞机随队干扰作战仿真为例,系统分析了基于HLA的电子战飞机作战仿真系统的开发过程。仿真结果验证了模型和方法的有效性,可为电子战飞机作战系统作战效能的分析评估提供平台和依据,对于指导电子战飞机的战术使用具有积极意义。     

概念方案中舰艇作战系统效能评估方法

概念方案评估是现代舰艇作战系统研制过程中一项关键的工作,作战能力评估又是作战系统概念方案评估中最为核心的内容.比较了3种典型的作战能力评估方法,构建了一种基于仿真的舰艇作战系统效能评估方法框架,设计了基于XML的作战想定标准化描述技术和组件化的概念方案实体化建模方法,描述了作战系统动态效能评估过程,分析了概念方案优化设计问题,为作战系统概念方案评估工作迈人正规化和规范化提供了一种可操作性强的技术框架.     

基于HLA的地空导弹拦截仿真系统的开发

高层体系结构HLA建立一个通用的仿真框架,以解决不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题.针对当前空防对抗的主要特点,在地空导弹拦截的数学模型的基础上,利用HLA技术框架,详细地叙述了地空导弹拦截仿真系统的开发过程.仿真试验表明该系统能有效评估地空导弹火力单元对来袭目标的有效抗击效率和火力范围,为地空导弹火力单元的部署和作战效能的改进提供辅助决策手段.     

EADSIM仿真系统概况介绍

EADSIM（EXTENDED AIR DEFENSE　SIMULATION）广义防空仿真系统是由美国陆军战略防御司令部（SDC）和美国陆军导弹司令部（MICOM）联合研制的。它是反飞机、反导弹（包括巡航导弹、战术弹道导弹、战术导弹）防空系统C～3I仿真以及作战使用过程模拟有效的分析工具,可以用于评估防空C～3I系统,广泛地模拟防空作战中C～3I的功能。     

联合作战系统体系结构(Smalltalk客户机-服务器、数据库中心仿真系统)

联合作战系统(JWARS)是一种必须超实时运行的随机离散事件仿真。它必须用多方作战的均衡表达方式来模拟战役级作战。JWARS包含战斗和战区间/战区内移动性,全都在战役级仿真的广度上有无法预料的结果。JWARS体系结构是为了使JWARS项目达到需求系统的要求而专门设计的。由于要求输入输出方便和数据配置管理严格,使之产生了数据库中心,用来解决复杂的人机界面系统的数据存储。这种数据中心方法要求密切注意从Smalltalk对象到RDBMS结构的映射。要求快速蒙特卡罗仿真试验把HCI系统从“仿真系统”中分离出来,允许每一给定仿真剧情的重放可在各分离的机器或处理机上运行。JWARS系统还包括一个JWARS管理控制系统(JACS),该系统控制“仿真系统”运行,允许用户连接到正在运行的仿真中,并在仿真出现时使结果可视化。本文论述了JWARS体系结构的组成,特别强调如何使用“可视时代Smalltalk”的开发环境来有效地支持主要设计的变化。     

基于MAS的陆军合成师作战能力仿真评估系统

将Agent和MAS引入陆军合成师作战能力仿真和评估研究中,提出了基于MAS的作战仿真模型,详细讨论了MAS的体系结构、Agent的内部结构、Agent的编程实现和作战过程仿真的具体步骤,为建立作战能力仿真和评估模型提供了一个清晰的思路。基于对陆军合成师作战能力仿真评估系统的需求分析,提出了系统的总体框架,开发了实用的仿真评估系统.     

基于DWK海洋作战建模与仿真

直接基于HLA/RTI进行分布式仿真系统开发,存在对用户开发经验要求较高的问题,针对这种不足,提出了一种基于DWK(数字化武器开发平台)快速构建海洋作战仿真系统的方法.在简述DWK功能结构的基础上,解决了系统结构设计、实体建模、FOM开发、兵力模型和HLA模型研究、联邦成员开发等多项关键技术,系统的开发过程证明了该方法...     

美军联合冲突战术仿真系统分析

美军联合冲突战术仿真(JCATS)是由美国联合部队司令部发起、劳伦斯.利弗莫尔国家实验室开发的实体级、可扩展的交互式训练仿真系统和训练工具,旨在为作战部队参谋和参战人员提供命令级训练。JCATS提供了各种战术、技术和过程的演习的数字化接口,主要支持城市地形条件下、非致命性与常规武器的作战模拟,可与多种其他仿真系统形成联邦,配合作业。目前已在美陆、海、空军等不同部门得以应用。     

作战系统开发和验收试验的仿真

本文介绍美国海军程序开发者和验收试验机构在作战系统一级(以舰艇级别为基础的最高一层级别)共同使用的仿真程序。作战指挥系统(CDS)子系统执行舰载作战系统的指挥和控制。为实现这一功能要求有来自雷达、声纳和通信数据链的传感器信息。以这些传感器输入为基础显示出一个一致的图象,为对付每个威胁使用什么武器提供正确的决策。CDS也与武器系统接口,根据威胁的优先权逻辑直接交战。传感器信息连续输入CDS系统,而且根据环境、目标的流量和天气杂波可以实现高稳态和瞬时数据率。在本文中,CDS、传感器、通信设备和武器系统的组合等于作战系统。 美国海军使用的CDS采用高性能、多中央处理机的、能处理大量输入/输出数据的军用数字计算机。显示设备一般采用图形和数据显示,人机接口对确保获得和理解正确信息特别重要,致使决策能在无复杂性的情况下执行。指挥和控制硬件要求采用实时软件结构,以满足处理任务要求。 CDS程序的开发要求对各种传感器、数据链和武器系统接口进行实际或合理的仿真。这种要求是为了在开发的后期阶段和其后的试验阶段有适当的激励。本文介绍在美国海军综合作战系统试验所在由程序开发者和试验者使用的实时仿真程序开发方面的情况。     

美军联合作战系统分析

美军联合作战系统是其支持联合战役作战方案分析的模拟系统,其强大的分析功能为美军军事研究提供了有力的支持。主要特点是能提供对联合作战的全面描述,以C4ISR为中心及用户的空前参与。它可完成对联合2010/2020作战纲要中作战概念的潜在支持分析,并具有较强的作战仿真能力及战场环境仿真能力。可用报告、消息日志和活动地图等方式输出分析结果。     

基于多Agent的多传感器仿真系统总体分析

多传感器是实现未来信息化战场"网络中心战"概念的一组必要的装备系统.实施该项目先期概念技术演示,必须设计其仿真系统.采用基于多Agent的仿真方法,结合Agent的通用含义及结构,把多传感器仿真系统的内部组元直接映射成相应的Agent.由此,研究了基于多Agent的信息化战场多传感器仿真过程,前瞻了多传感器运用场景,分析了多传感器仿真系统的整体流程和逻辑结构.设计的多传感器仿真系统,以Agent的表现形式获得了对多传感器战场运用这一客观、复杂过程的深刻认识,从而可实现对这种动态作战环境行为的仿真.     

作战系统MAS中的作战行动域与实际组元逻辑关系分析

建立作战系统多Agent系统(Multi-Agent System,MAS)组织,必须首先建立由作战系统实际组元到Agent的映射。围绕作战系统MAS的建立,在提出由作战系统实际组元到Agent的映射过程与方法的基础上,提出了作战系统领域概念视图、作战行动域及其各层次概念、实际组元逻辑关系分析的基本方法,为实现基于多Agent的作战系统建模与仿真奠定基础。在基于多Agent的信息化战场多传感器仿真演示系统中,证明了该方法的可行性与有效性。     

评估武器系统性能仿真的应用

随着现代武器系统复杂性的日益增长,系统进人服役之前的传统设计和生产方法已经变成一个极其复杂、费时和昂贵的过程。从方案论证到服役整个设计阶段用于验证系统所做的工作既费时又花钱。超大系统不仅进行实体模拟很花钱,而且即即使做一个模样也是不现实的,尤其是生产量有限情况下更加如此。然而,用系统建模和数字计算机仿真将是克服这类经济问题的有效方法。本文考察了整个设计过程中仿真的实用性。并考察了通过各武器详细的动态计算而形成的顶级战术系统性能评估仿真的应用范围。给出了通常所遇到情况的仿真实例。它们包括不同的技术和方法,以及为了有效地使用这些设计工具,用户必须知道的限制和约束条件。最后,本文讨论了现代仿真中的研究和发展的活动,包括人工智能概念的应用等。     

基于不同模式的反导作战管理与敏感性分析

针对反导作战指控系统作战管理任务与过程,分别构建了层次式、中心式和分布式3种作战管理模式。基于3种管理模式,采用以仿真系统搭建作战环境进行对抗的仿真评估方法,以拦截比率（发射数/拦截数）为评估参数对不同作战管理模式的效能进行了仿真评估,同时对影响评估效能的参数进行了敏感性分析。根据分析评估结果,明确了在不同作战样式下采用不同作战管理模式的基本原则。     

潜艇指挥控制系统人机接口的设计

操作手和机器之间的交互作用是验收和有效使用潜艇作战系统的关键因素。人机接口的设计通常取决于以经验判断为基础的原型设计和验证。 然而,需要一种更严密的方法。这种方法应能根据总的性能要求(有效性和时间性)和作战情况确定操作手任务,并能进行系统功能和结构的设计。 作者介绍了一种方法和一组有关工具,这些工具能提供: ——根据产生数据流和事件表的作战情景的仿真,收集符合作战情况的任务。 ——对于各种自动化水平的假设,按照数据处理任务中的每一种功能评估操作手操作负荷。 ——根据优先顺序和操作手操作负荷的假设,进行数据处理任务的组织。 ——进行整个系统操作原型设计和评估。     

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。     

海洋水下战场态势仿真系统的设计与实现?

在作战仿真领域,由于水下战场环境的特殊性以及水下作战对抗的复杂性,构建具有水下战场实景态势展现以及水下作战对抗演示分析等功能的仿真系统始终是一个难点问题。基于现代海战条件下水下对抗的应用背景,设计实现了海洋水下战场态势仿真系统,给出系统的功能结构、功能流程以及数据处理流程和方案,并对系统的开发部署进行了具体实现,应用情况表明系统能够实现对水下战场实景态势的高精度仿真,可作为海洋水下战场实景态势的演示分析研究平台和水下作战对抗的论证评估工具。