二十一世纪武器系统仿真新动向—基于仿真的采办与管理

基于仿真的采办（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ,ＳＢＡ）是９０年代中期出现的仿真新技术,基于仿真的武器系统采办与管理的目标是：⑴大量减少武器系统采办过程各个花费的时间、资料的风险等;（２）在减少武器系统采办全周期各个阶段总体费用的情况下,确保提高开口系统质量、军用价值和战场支撑能力等;（３）在整个采办生命周期内,使得集成化的生产和过程开发成为可能。该文简要地介绍了开口系统     

我国"基于仿真的采办"现状和期望

美国国防部1998年正式提出"基于仿真的采办"(SBA)概念.我国 "九五"期间提出利用建模与仿真技术为武器装备"三全"提供支持,这实际上就是我国的"基于仿真的采办".本文对 "九五"以来我国虚拟样机、工程仿真、作战仿真等的研究与应用情况进行了总结,指出SBA要件在我国已基本实现,我国发展SBA的条件已相对成熟.最后,对完善我国"基于仿真的采办"提出建议.     

本体动态工作流系统的研究与实现

为能对采办过程中的武器装备全生命周期进行管理,提供连续支持的集成环境,该文提出并部分实现了基于本体工作流模型的采办系统,即采用框架知识的表示方式对采办过程中所涉及到的各种资源和工作流定义进行描述,进而把整个采办过程中的资源保存到知识库中,采办人员根据工作流的引导和相应的权限使用知识库中的各类资源。采办过程中对本体的共同理解使参与采办的企业有共同集成和协作的基础,同时针对采办项目的知识库可进一步提供对项目分析、预测和决策的支持。     

基于仿真网格的SBA协同环境研究

为解决"基于仿真的采办 (SBA) "协同环境中存在的诸如资源共享困难、互操作性差等一系列问题,实现SBA系统中工具、技术、人和过程的集成;通过研究SBA协同环境体系结构,分析仿真网格体系结构及其所具有的资源共享、协同工作、基于统一的开放技术标准等技术特性,设计了面向应用的基于仿真网格的SBA协同环境体系结构;该体系结构具有多项技术优势,可以很好地解决SBA协同环境实现中面临的各种问题,满足SBA协同环境的设计要求,为SBA协同环境原型系统的实现提供框架支持;最后展望了基于仿真网格的SBA协同环境的应用前景.     

基于主体的建模方法在通信仿真中的应用研究

主体是一个独立自包含的软件对象,可以自主与周边环境及其他智能体进行交互。基于主体的仿真建模（Agent-Based Modeling,ABM）,允许用户通过指定主体行为和它们运行的环境,自底向上地建立复杂的仿真模型。比起其他系统级建模范式,这种方法能为用户是一个更自然的仿真视角,而且它允许在新的应用中更灵活地使用已有仿真模块。这种灵活性使它们成为虚拟实验室、复杂设备实验验证以及设备教学试验的理想选择,基于主体的仿真建模方法,在启发式搜索方法、社会科学模型、战斗模型和供应链仿真分析中具有特殊优势。比较基于主体的仿真建模方法（ABM）与基于模型的系统工程（MBSE）这两种建模方法,并通过一个典型通信系统仿真实验的建模过程,验证ABM的便捷性和优越性。     

武器系统研制中的系统仿真与VV&A技术

用于武器系统研制的军用仿真系统是武器系统研制辅助决策的有效工具。军用仿真系统的可信性和可用性关系到武器系统的研制周期、使用寿命和可靠性。该文讨论了系统仿真在武器装备中的应用类型、仿真过程及武器系统仿真中的VV＆A技术。     

基于Web服务的武器系统建模与仿真

论述了基于Web服务的武器系统建模与仿真的结构及方法,目的在于促进可扩展建模与仿真框架XMSF在武器装备仿真中的应用.依照B/W/D三层体系结构,确定了应用层、服务层与资源层软件的主要组成.在对用户界面、Web服务器、仿真服务器、数据库及模型库接口的主要功能及开发方案进行分析的基础上,提出了建立武器系统论证支持、试验设计与鉴定、作战使用等仿真应用服务的实现方法,并应用于某型武器系统的研究.仿真结果表明,Web服务可以提高模型的可重用性及互操作性,为开展武器装备建模与仿真提供了新的技术途径.     

装甲车辆武器系统精度的仿真

目前对装甲车辆武器系统的仿真工作大都将注意力集中在武器系统的功能及操作的逼真度上.该文提出了武器系统精度的仿真对武器系统效能评估和武器系统论证工作的重要性,并在分析造成系统精度差别原因的基础上初步提出仿真方法,详细介绍方法实现的步骤.     

虚拟采办实施全系统全寿命全方位管理的技术需求

基于仿真的采办系统复杂性决定了它对全系统、全寿命、全方位系统管理的需求．为了开发这样一种复杂管理系统,首先应将管理需求转换成相应的功能,使预期采办对象系统的全寿命过程得以有效实现．为此,对描述问题域的使命空间概念模型CMMS,及对数据、信息、知识、模型进行一体化描述的可扩展标记语言XML和支持组件按需组合型应用开发的可扩展建模与仿真框架XMSF技术体系结构进行了综合论述．详细给出了CMMS的定义、意义、形成、性能要求,并与用户空间概念模型CMUS和综合表示概念模型CMRS一起,通过软件开发过程模型SDP实现开发与验证的方法．随后,以CMMS产生初始能力文件的过程为例进行了应用分析．在总结了已完成的各项系统前期开发工作基础上,指出为达到可组合性需进一步研究建模与仿真的技术基础,并应将人工智能与计算智能嵌入建模与仿真的应用系统中．     

基于BP网络的武器系统使用可用性仿真研究

使用可用性（Ao）是装备完好性的定量度量指标,是将装备的性能转化为任务效能的必要条件,是衡量系统实际战斗力的重要标志.使用可用性仿真是一个复杂的过程仿真,迄今仍然没有一套可操作的仿真模型和算法可实时评估系统和设备的使用可用性.该文利用BP网络、Monte Carlo抽样、离散事件仿真、数理统计、计算机仿真等理论建立了一种可实时仿真系统使用可用性的过程仿真模型,结果表明：此模型可用于全寿命周期定量评价系统或设备的使用可用性,为设计和使用人员提供依据.     

面向体系对抗仿真的模型测试方法研究

模型的有效性评估一直是建模与仿真领域研究的重要课题.针对传统校核与验证方法难以确定模型被确认为无效的原因以及传统建模过程中模型开发与实现紧耦合的特点,通过对武器装备体系对抗仿真与模型测试的需求分析,以层次化建模为基础提出了面向武器装备体系对抗仿真的模型测试方法论,从纵向和横向两个层次论述了概念模型和仿真模型的测试方法,给出了层次化模型测试环境的参考实现.该方法不仅为武器装备体系对抗的仿真模型开发提供质量控制手段,同时也为其它仿真应用的模型校核、验证与确认提供有效的方法支撑.     

虚拟现实技术在武器对抗仿真中的应用研究

传统的军事训练或武器系统性能评估通常都采用有真实武器系统的训练或军事学习来进行。随着虚拟现实技术的迅速发展,将它与系统仿真相结合来进行虚拟对演练已经成为可能,文中在概述虚拟现实技术的基础上,着重探讨了虚拟现实技术在武器对抗护真中的应用及其几个较为典型的问题,并提出了今后的发展方向。     

虚拟环境建模及实时性改善方法

提出了虚拟现实软件实现方法的概念,利用交互方式的,比较,阐明了虚拟现实与仿真的区别,通过计算机三维实体造型和真实感环境泻染技术,实现了虚拟环境建模,通过融入增强现实的思想,把握虚实结合尺度,将基于图象的方法与基于建模的相结合,从而改善了眯拟环境下交互的实时性。     

基于UML的仿真实验设计系统设计与实现

为满足信息化条件下武器装备体系概念演示验证仿真的需要,在分析仿真实验设计系统需求的基础上,对仿真实验系统设计中的武器装备体系构建、战场环境生成等问题进行了探讨,给出了作战计划生成方法,并根据仿真系统的需要设计了行动序列生成模版.在对系统架构进行了详细分析的基础上,利用UML对系统结构进行了分析设计,并对系统用例模型、结构模型和行为模型等进行了可视化建模.最后,采用微软公司的VC.NET程序语言进行了系统开发和实现.     

潜艇武器系统论证环境设计与研究

在武器装备发展和建设的过程中,武器装备论证占有十分重要的地位,而利用系统分析方法中的仿真技术,能够有效地解决复杂系统的论证问题.分析了潜艇武器系统仿真对综合论证环境的需求,提出了一种潜艇武器系统论证环境的体系结构,从潜艇顶层设计的需求出发,在建立潜艇武器系统数学模型的基础上,研究了系统实现过程中的界面设计、层次化模块划分和设计、数据库设计与管理、仿真评估等技术.系统的实现过程和应用结果表明:所设计的体系结构有助于系统的快速开发,构建的论证环境能为潜艇武器系统的发展论证、设计、实验和评估提供了一个综合的仿真平台.     

武器装备仿真系统可信度评估

随着现代科技的发展和军事的需要,武器装备系统仿真对武器装备系统的论证变得越来越重要,主要作用是节约开支,优化作战性能,进行效能评估等.然而仿真可信度目前还没有很好的评估方法.一个仿真系统如果不知道其可信度如何,往往让人难以接受.根据国内外研究现状,主要讨论了仿真的校核、确认与验收和仿真可信度的关系,同时分析了仿真可信度的概念,并在概念分析的基础上提出了一些常用可信度的评估方法,这些方法在实际应用中具有指导意义.     

High Performance Knowledge Bases: four approaches to knowledge acquisition, representation and reasoning for workaround planning

As part of the DARPA-sponsored High Performance Knowledge Bases program, four organisations were set the challenge of solving a selection of knowledge-based planning problems in a particular domain, and then modifying their systems quickly to solve further problems in the same domain. The aim of the exercise was to test the claim that, with the latest AI technology, large knowledge bases can be built quickly and efficiently. The domain chosen was ‘workarounds’; that is, planning how a convoy of military vehicles can ‘work around’ (i.e. circumvent or overcome) obstacles in their path, such as blown bridges or minefields.

This paper describes the four approaches that were applied to solve this problem. These approaches differed in their approach to knowledge acquisition, in their ontology, and in their reasoning. All four approaches are described and compared against each other. The paper concludes by reporting the results of an evaluation that was carried out by the HPKB program to determine the capability of each of these approaches.     

复杂系统仿真模型和软件的校核方法

对复杂仿真系统而言,对其性能评估是仿真领域研究的一个重要问题,其中仿真可信度是最重要的指标,因为仿真可信度能否达到要求,直接关系到仿真系统应用的成败,而仿真可信度要解决的关键问题之一就是模型的校核（Verification）问题。该文就复杂系统的仿真,分别从不同角度给出了仿真算法和软件的校核方法,如对多层次结构系统模型给出了分层、逐级校核方法,对多输入多输出系统给出了化复杂为简单、逐步进行模型校核的方法,同时对某类武器系统仿真模型给出了逆解法校核方法,并对多人对同一问题相互校核的方法给出了仿真算例和结论。这些方法可对提高模型和软件的可信度起到一定的参考作用。