潜艇作战仿真方法与系统设计

潜艇作战仿真是潜艇作战问题研究的重要方法之一.基于分布交互式仿真技术体系,提出了潜艇作战仿真的闭环仿真和开环仿真方法,构建了潜艇作战仿真系统的典型架构;设计了潜艇作战闭环仿真方法,包括集群并行仿真任务调度方法和蒙特卡罗并行仿真算法;构建了潜艇作战系统开环仿真系统,实现了潜艇作战系统LVC一体化仿真;设计并优化了潜艇作战仿真流程.提出的潜艇作战仿真方法实现了对仿真软硬件资源的充分利用,显著提高了仿真任务吞吐率和仿真效率,拓展了仿真应用范围,已经在潜艇作战问题研究实践中得到了成熟应用.     

潜艇作战仿真训练系统联邦中HLA接口规范研究

为了提高潜艇作战仿真训练系统联邦的可重用性，增强各仿真部位和控制部位的互操作性，构造更为合理的体系结构。该文结合掌艇部队装备发展和作战训练实际，针对仿真驱动的潜艇实装作战仿真训练系统，基于高层体系结构（HLA）机制，结合HLA接口规范所提供的6类服务，重点研究潜艇作战仿真训练系统联邦中的HLA接口规范。     

基于HLA的潜艇作战仿真系统时间管理研究

时间管理服务是运行支撑系统(run-time infrastructure,RTI)提供的6类服务之一,它按照高层体系结构接口规范来管理各类消息的发送和接收,并协调不同的时间推进机制,以保证分布式仿真的逻辑正确性.针对仿真驱动的潜艇实装作战仿真训练系统,结合HLA时间管理常见问题,从开发基于HLA仿真应用的角度分析了时间管理机制,重点研究了潜艇作战仿真训练系统中的推演时间管理方法.     

HLA在潜艇作战系统仿真中的应用

HLA作为新一代分布交互仿真的体系结构,是目前军用仿真领域的热点并具有广泛的应用前景,其显著特点是互操作性和重用性。根据HLA仿真体系结构,针对潜艇作战所在海洋环境的复杂性和作战过程的隐蔽性的特点,提出了潜艇作战仿真系统的基本要求及目标。对仿真系统进行了总体的硬件结构设计和软件框架设计,明确了每个仿真节点和软件模块的功能,并对软件开发流程以及开发过程中遇到的诸如地理信息系统设计、数据库设计、数据收集等问题进行了说明,然后给出了整个仿真系统的工作流程,在此基础上,实现了一个小型的仿真系统,该系统能满足一般的应用需求。     

基于SimuWorks仿真支撑平台的潜艇作战综合仿真系统研究

潜艇作战综合仿真研究系统是一个用于常规潜艇和核潜艇作战系统研究的一体化仿真平台,它既可以对在役、在研的潜艇作战系统进行效能评估,也可以对新型潜艇作战系统进行设计和试验.该仿真研究系统基于HLA高层仿真体系结构实现,为潜艇作战系统研究技术人员提供一套高效、方便的集建模、调试、运行为一体的支撑环境.同时使用可视化建模平台SimuWorks,由于其具备开放性强、界面友好、功能强大等特点,可以很好地满足潜艇作战综合仿真系统的要求.     

基于XML的潜艇作战仿真想定开发

作战仿真想定是军事仿真系统的重要组成部分,为仿真系统的运行提供了初始态势和作战任务.目前在仿真想定中存在的主要问题是对想定描述的格式和手段不统一,生成的仿真想定可读性和可移植性不好,影响了仿真系统的真实性和可信度.该文着眼于解决上述问题,通过分析潜艇作战想定描述的层次结构,针对XML技术在数据表达方面的特点和应用,探讨了使用XML表示标准的潜艇作战想定开发方法,并对仿真想定编辑系统进行了实现.为潜艇作战仿真系统的剧情开发与编辑提供了标准化的思路.     

基于EJB和HLA的潜艇作战仿真系统设计与实现

研究的目的是建立一个更具有重用性、扩展性和灵活性的潜艇作战仿真系统。在分析了系统需求的基础上,提出了基于EJB(企业级JavaBean)和HLA(高层体系结构)的潜艇作战仿真系统架构,建立了包含基础模型、装备模型和兵力模型的潜艇作战仿真模型系。详细描述了基于EJB的潜艇作战仿真模型、仿真数据库访问、基于HLA的联邦对象模型以及联邦成员的设计与实现。介绍了系统的部署以及一个仿真实例的运行过程。运行结果表明,该系统运行稳定可靠,部分模型得到重用,验证了系统设计方案的可行性。     

信息化条件下潜艇鱼雷武器系统作战效能评估

该文首先对信息化条件进行了说明,然后分析了作战效能评估的量度方式和模型选取,进而从信息化条件下潜艇鱼雷武器系统的系统组成出发,通过分析潜艇鱼雷武器系统的作战过程得出信息化条件下影响系统作战效能的主要因素,然后采用WSEIAC效能评估模型对系统作战效能进行评估,并给出模型各参数以及参数组成因子的详细确定方法,最后,文章通过给出的一个算例来表明评估结果,即在信息化条件下,潜艇鱼雷武器系统的作战效能得到大大提高.     

基于多协议转换的潜艇作战数据采集系统设计

针对目前独立式以及集中式潜艇作战系统数据采集需要,并兼顾未来分布式作战系统发展要求,设计了一种基于多协议转换的潜艇作战数据采集系统;克服了目前由于潜艇数据采集点分散而造成研制的数据采集设备专艇专用、通用性不强的问题;通过在实验室环境下的系统性能测试,其中系统响应时间短,网络吞吐率指标满足当前无线网络带宽要求,CPU使用率较低;由此证明该系统稳定、响应快、处理能力强,满足潜艇多点数据采集的要求,另外较小的系统开销也带来较强的系统可扩展性。     

潜艇装备应用研究系统HLA FEDEP的研究

潜艇艇载武器装备的作战性能是决定潜艇作战效能高低的物质基础，是潜艇战斗生命力的关键所在，潜艇装备应用研究系统(EARS)为潜艇武器装备论证、定型和发展提供了依据。该文基于高层体系结构(HLA)机制，重点研究了潜艇EARS的联邦开发与执行过程(Federation Development and Execution Process, FEDEP)。     

基于损伤综合技术的潜艇战损评估仿真研究

潜艇是在特定的威胁下受到损伤,缺乏判断潜艇所受损伤程度的确切数据,因此利用单一的损伤分析技术或艇员指挥员的评判意见仿真评估时,都存在评估的不完整性,评估结果也有存在较大的风险性.为此在研究传统损伤技术和潜艇损伤历史纪录的基础上,定义了一种新的潜艇损伤综合技术.它是基于ER算法、战场损伤分析技术和潜艇损伤日志知识库的基础上构建的新的潜艇战场损伤评估模型.不同的仿真结果表明,基于损伤综合技术的潜艇作战系统战场损伤评估模型大大提高了评估的准确性,减少了不确定性信息,是潜艇战场损伤评估的有效工具.     

分布式火箭助飞鱼雷战斗使用研究平台设计

为研究火箭助飞鱼雷战斗使用方法,根据复杂对抗条件下的火箭助飞鱼雷战斗过程,想定战场环境,分析战斗使用研究的特点和需求.使用UML设计了基于HLA的分布式研究平台,系统由环境、实体、导调、监控和记录分析五类成员构成.描述了各成员的功能和组成,并在成员基础上归纳了仿真联邦中的对象类和交互类.与以往战斗使用研究系统比较,系统根据研究目的将动力学和运动学模型、CGF战术模型和水声模型适度应用于作战仿真中,在确保研究重点同时,使研究过程和结果更加可靠.     

面向指挥信息系统的数据挖掘模型研究

指挥信息系统为军事作战系统提供正确的决策辅助。针对现代军事活动中"数据爆炸但知识贫乏"的现象,提出了一种基于XML规范的数据挖掘模型。该模型可以为指挥决策人员提供智能的、自动化的辅助手段,从而极大地提高作战指挥效能和整体作战能力。     

援潜救生作业仿真演示系统

援潜救生是一个必要而又十分艰难复杂系统工程,由于水下环境的复杂性,对失事潜艇实施援潜救生作业,被称为三级援救的作业,包括搜索、观察失事潜艇,向艇员提供生存保障和使用深潜救生艇将艇员救离失事潜艇.文中针对失事艇的救援活动提出了一个完整的援潜救生作业仿真演示系统,介绍了该系统物理环境的设计和各子系统的功能,完成了援潜救生的作业程序三步骤下救生过程的多维仿真演示过程,为指挥决策者提供了生动、直观的多维视觉表现.     

海底电缆智能防锚损监视系统设计

根据系统的需求分析,设计了一种用于海底电缆智能防锚损监视系统;首先给出设计方案并叙述系统工作原理;然后通过DM73021通信套件实现射频信号的接收、解调及解码,得到NMEA-0183HS格式的ASCⅡ信息数据;最后采用LabVIEW完成ASCⅡ信息数据的采集、解码、监视及显示;实际测试表明,该系统响应时间＜1s,对有抛锚趋势的船舶能及时向海缆管理部门提出预警,满足系统功能要求.     

SubSafe: a games-based training system for submarine safety and spatial awareness (Part 1)

Recent advances in hardware and software technologies for computer games have proved to be more than capable of delivering quite detailed virtual environments on PC platforms and gaming consoles for so-called “serious” applications, at a fraction of the cost than was the case 8 years ago. SubSafe is a recent example of what can be achieved in part-task naval training applications using gaming technologies, exploiting freely available, freely distributable software. SubSafe is a proof-of-concept demonstrator that presents end users with an interactive, real-time three-dimensional model of part of a Trafalgar Class submarine. This “Part 1” paper presents the background to the SubSafe project and outlines the experimental design for a pilot study being conducted between August 2008 and January 2009, in conjunction with the Royal Navy’s Submarine School in Devonport. The study is investigating knowledge transfer from the classroom to a real submarine environment (during week 7 of the students’ “Submarine Qualification Dry” course), together with general usability and interactivity assessments. Part 2 of the paper (to be completed in early 2009) will present the results of these trials and consider future extensions of the research into other submarine training domains, including periscope ranging and look-interval assessment skills, survival systems deployment training and the planning and rehearsal of submersible rescue operations.