專利名稱：一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法和模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法和模擬
O
背景技術(shù)：
指揮機(jī)構(gòu)是指由人員及裝備組成的各級各類指揮所(或指揮中心)，在應(yīng)急事件 處置系統(tǒng)中承擔(dān)著信息共享、計劃制定、指揮調(diào)度等功能，是應(yīng)急事件處理過程的核心。指 揮機(jī)構(gòu)仿真，其核心是利用計算機(jī)仿真技術(shù)在虛擬環(huán)境中考察所設(shè)計指揮機(jī)構(gòu)的運行效 果，并以此作為評估、優(yōu)化指揮機(jī)構(gòu)的依據(jù)?；诜抡娴姆椒ň哂酗L(fēng)險低、效率高、成本低、 可重復(fù)實驗、便于定量分析等特點，已成為分析評估指揮機(jī)構(gòu)的有力手段。迄今為止，在指揮機(jī)構(gòu)仿真方面的成果主要集中在基于流程的仿真方法上(參見 朱敏潔等.作戰(zhàn)指揮工作流程建模方法[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報[J]. 2006(6) 17-20) 0 其核心是以流程為中心，利用工作流理論構(gòu)建指揮機(jī)構(gòu)仿真模型，支持對指揮機(jī)構(gòu)工作效 率等方面的仿真與評估。但這些研究尚不能滿足要求，具體地說首先，基于流程的仿真方法關(guān)注的是指揮機(jī)構(gòu)內(nèi)部工作流程設(shè)計的合理性，但對 設(shè)計者而言，往往更關(guān)心能力指標(biāo)的設(shè)計能否滿足需求，包括信息共享能力(如情況綜合 時間、信息融合正確率)、計劃制定(計劃生成時間、計劃協(xié)同度)、行動控制(指令信息處 理時間、計劃執(zhí)行過程中問題出現(xiàn)概率)、機(jī)動部署(如速度、開設(shè)時間)、環(huán)境適應(yīng)(如故 障后降級運行時間、毀傷重組時間等?，F(xiàn)有基于流程的仿真方法能夠反映部分時間類能力 指標(biāo)，但缺乏對其它指標(biāo)的反映能力。其次，指揮機(jī)構(gòu)是人與裝備的結(jié)合，其效能不僅僅取決于能力參數(shù)，還受到組織運 用方式，即行為(如駐止、機(jī)動)的影響，而現(xiàn)有基于流程的仿真方法缺乏對行為描述的支持?；趯嶓w的仿真方法，其核心是以實體為中心，通過對感興趣的各項實體特征進(jìn) 行抽象，構(gòu)建出指揮機(jī)構(gòu)的仿真模型。其中，實體特征可以分為能力特征(如信息共享能 力、計劃制定能力)、行為特征(如駐止、機(jī)動)和目標(biāo)特征(如雷達(dá)特征、電子特征)三類。 盡管目前也有一些研究嘗試?yán)没趯嶓w的方法進(jìn)行指揮機(jī)構(gòu)仿真，但在(能力，行為，目 標(biāo))特征建模以及模擬器構(gòu)建方面尚沒有取得突破性成果。由上可見，有必要設(shè)計一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法和模擬器。具體地說，有 必要設(shè)計一種能夠支持對指揮機(jī)構(gòu)(能力，行為，目標(biāo))特征進(jìn)行仿真的方法和模擬器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法和模擬器， 其目的在于，提供一種能夠基于實體的，能夠支持(能力，行為，目標(biāo))特征建模的指揮機(jī)構(gòu) 仿真方法和模擬器。本發(fā)明提供了一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，包括
步驟1，將指揮機(jī)構(gòu)抽象為三維特征模型；步驟2，確定指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)；步驟3，根據(jù)指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)計算指揮機(jī)構(gòu)特征；步驟4，輸出并展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)特征。三維特征包括能力特征、行為特征和目標(biāo)特征；指揮機(jī)構(gòu)特征包括指揮機(jī)構(gòu)能力 特征、指揮機(jī)構(gòu)行為特征和指揮機(jī)構(gòu)目標(biāo)特征。指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)根據(jù)性能參數(shù)和訓(xùn)練增益確定；性能參數(shù)包括處理容量，情況綜合時間，基準(zhǔn)信息融合正確率，基準(zhǔn)共享信息處理 時間，基準(zhǔn)計劃生成時間，平均指令信息處理時間，最大機(jī)動速度，基準(zhǔn)開設(shè)時間，基準(zhǔn)撤收 時間，基準(zhǔn)故障后降級運行時間，基準(zhǔn)毀傷重組時間，總功能部件數(shù)目和基準(zhǔn)接替指揮時 間；訓(xùn)練增益包括人員訓(xùn)練時間、標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練時限、計劃演練時間和計劃演練時限。步驟3中，根據(jù)情況綜合時間、信息融合正確率、共享信息處理時間、計劃生成時 間、計劃協(xié)同度、指令信息處理時間、計劃執(zhí)行過程中問題出現(xiàn)概率、機(jī)動速度、開設(shè)時間、 撤收時間、故障后降級運行時間、毀傷重組時間和接替指揮準(zhǔn)備時間表征指揮機(jī)構(gòu)能力特 征；情況綜合時間Tsyn = KlXK2Xe^ XT^yn，其中ri表示基準(zhǔn)情況綜合時間；
1， N1MJ < NnK1表示信息負(fù)載因子，K1=I .,廣，Nkjad表示待處理的信息條
Ie，Load — jy/o
數(shù)，N0表示處理容量，hi在(0，1)間取值；K2表示人員訓(xùn)練因子，K2 =I^12M1;,) 7^=I <f。，Tt表示訓(xùn)練時間，f表示標(biāo)
準(zhǔn)訓(xùn)練時限，h2在(0,1)間取值；K3表示毀壞程度，以百分比表示；信息融合正確率Psyn =K2X P0syn，其中Pi表示基準(zhǔn)信息融合正確率；共享信息處理時間Tsftare = K、X^3 xTs°hare ,其中表示基準(zhǔn)共享信息處理時間；計劃生成時間Tplcm =K2X 一 X T0plan，其中7^ 表示基準(zhǔn)計劃生成時間；計劃協(xié)同度圪=I，其中
Κ2
NIp表示態(tài)勢質(zhì)量，，y—j 1,目標(biāo)/滿足精度與時效性要求N表示制
1P =，‘ Io,目標(biāo)/不滿足精度與時效性要求’
定計劃所需要掌握的目標(biāo)數(shù)目；
7
指令信息處理時間= ^2 XxTc°2，其中表示基準(zhǔn)計劃生成時間；計劃執(zhí)行過程中問題出現(xiàn)概率PCE =(1-^)
K2Pco表示正在執(zhí)行計劃的計劃協(xié)同度；機(jī)動速度V = K4XVtl,其中V0表示最大機(jī)動速度；K4表示地形影響因子，尤4 義2，
Λ'
數(shù)；開設(shè)時間TK=K1X Tl ,其中T^表示基準(zhǔn)開設(shè)時間；撤收時間Tc = K2XT^，其中U表示基準(zhǔn)撤收時間；故障后降級運行時間Tjj = K2 χ TJj，其中T^表示基準(zhǔn)故障后降級運行反應(yīng)時間；毀傷重組時間Tcz =K2XKiX Γε0ζ，其中表示基準(zhǔn)毀傷重組時間；接替指揮準(zhǔn)備時間Tjt = K2 XTj0t，其中表示基準(zhǔn)接替指揮時間。步驟3中，指揮機(jī)構(gòu)行為特征由開機(jī)、關(guān)機(jī)、機(jī)動、駐止、轉(zhuǎn)移、恢復(fù)、接替、轉(zhuǎn)換和 退出表征。指揮機(jī)構(gòu)行為特征由雷達(dá)特征、光學(xué)特征、紅外特征、聲/震特征、電子特征和狀 態(tài)特征表征。本發(fā)明提供了一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)模擬器，包括數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲和管理數(shù)據(jù)以及指揮機(jī)構(gòu)的三維特征模型；接口模塊，用于確定指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)；計算模塊，用于根據(jù)指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)計算指揮機(jī)構(gòu)特征；顯示模塊，用于展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)特征。三維特征包括能力特征、行為特征和目標(biāo)特征；指揮機(jī)構(gòu)特征包括指揮機(jī)構(gòu)能力 特征、指揮機(jī)構(gòu)行為特征和指揮機(jī)構(gòu)目標(biāo)特征。指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)根據(jù)性能參數(shù)和訓(xùn)練增益確定；性能參數(shù)包括處理容量，情況綜合時間，基準(zhǔn)信息融合正確率，基準(zhǔn)共享信息處理 時間，基準(zhǔn)計劃生成時間，平均指令信息處理時間，最大機(jī)動速度，基準(zhǔn)開設(shè)時間，基準(zhǔn)撤收 時間，基準(zhǔn)故障后降級運行時間，基準(zhǔn)毀傷重組時間，總功能部件數(shù)目和基準(zhǔn)接替指揮時 間；
地形為平原
地形為山地，其中λ^ λ2、λ 3為相應(yīng)地形系 地形為公路
訓(xùn)練增益包括人員訓(xùn)練時間、標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練時限、計劃演練時間和計劃演練時限。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)基于實體的指揮機(jī)構(gòu)的仿真方法和模擬器，為指揮機(jī)構(gòu)能力與行為 的設(shè)計與優(yōu)化提供有效支持，極大降低設(shè)計與建設(shè)風(fēng)險，提高設(shè)計成果的可信度與設(shè)計水平。


圖1為基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真流程2為指揮機(jī)構(gòu)能力指標(biāo)體系圖3為指揮機(jī)構(gòu)模擬器功能框架圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法。該方法包括下列步驟步驟1，將指揮機(jī)構(gòu)抽象為(能力，行為，目標(biāo))三維特征模型；步驟2，明確指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)；步驟3，計算指揮機(jī)構(gòu)能力特征；步驟4，計算指揮機(jī)構(gòu)行為特征；步驟5，計算指揮機(jī)構(gòu)目標(biāo)特征； 步驟6，輸出并展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)的能力、行為及目標(biāo)特征。其中，所述步驟1具體為從能力特征、行為特征、目標(biāo)特征三個方面對指揮機(jī)構(gòu) 進(jìn)行抽象描述。其中，能力特征由一系列相互獨立的指標(biāo)構(gòu)成，用于表征指揮機(jī)構(gòu)在使用中 的效能表現(xiàn)；行為特征由一系列規(guī)則構(gòu)成，用于表征指揮機(jī)構(gòu)“在……情況下做……事”；目 標(biāo)特征涉及由一系列參數(shù)構(gòu)成，用于表征指揮機(jī)構(gòu)被其它實體識別的特性。其中，所述步驟2具體為從性能參數(shù)、訓(xùn)練增益兩個方面明確指揮機(jī)構(gòu)的輸入。 其中，性能參數(shù)是指用于描述指揮機(jī)構(gòu)固有性能的參數(shù)，如處理容量、計劃生成時間等；訓(xùn) 練增益是指不同的訓(xùn)練水平對能力參數(shù)的影響，如人員訓(xùn)練時間、計劃演練時間等(參見 表1)。同時，在計算過程中除用于上述輸入?yún)?shù)外，往往還會用到部分運行參數(shù)，如信息負(fù) 載等，該類參數(shù)并非直接輸入，是在仿真過程中實時獲取的。表1指揮機(jī)構(gòu)實體輸入?yún)?shù)
權(quán)利要求
一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，包括步驟1，將指揮機(jī)構(gòu)抽象為三維特征模型；步驟2，確定指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)；步驟3，根據(jù)指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)計算指揮機(jī)構(gòu)特征；步驟4，輸出并展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)特征。
2.如權(quán)利要求1所述的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，三維特征包括能力特征、行為 特征和目標(biāo)特征；指揮機(jī)構(gòu)特征包括指揮機(jī)構(gòu)能力特征、指揮機(jī)構(gòu)行為特征和指揮機(jī)構(gòu)目 標(biāo)特征。
3.如權(quán)利要求2所述的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)根據(jù)性能 參數(shù)和訓(xùn)練增益確定；性能參數(shù)包括處理容量，情況綜合時間，基準(zhǔn)信息融合正確率，基準(zhǔn)共享信息處理時 間，基準(zhǔn)計劃生成時間，平均指令信息處理時間，最大機(jī)動速度，基準(zhǔn)開設(shè)時間，基準(zhǔn)撤收時 間，基準(zhǔn)故障后降級運行時間，基準(zhǔn)毀傷重組時間，總功能部件數(shù)目和基準(zhǔn)接替指揮時間； 訓(xùn)練增益包括人員訓(xùn)練時間、標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練時限、計劃演練時間和計劃演練時限。
4.如權(quán)利要求3所述的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，步驟3中，根據(jù)情況綜合時間、 信息融合正確率、共享信息處理時間、計劃生成時間、計劃協(xié)同度、指令信息處理時間、計劃 執(zhí)行過程中問題出現(xiàn)概率、機(jī)動速度、開設(shè)時間、撤收時間、故障后降級運行時間、毀傷重組 時間和接替指揮準(zhǔn)備時間表征指揮機(jī)構(gòu)能力特征；情況綜合時間=K1XK2X 一 χ Tl，其中表示基準(zhǔn)情況綜合時間； K1表示信息負(fù)載因子，A 二LrlJuml二\ μ，隊。ad表示待處理的信息條數(shù)，N。
5.如權(quán)利要求2所述的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，步驟3中，指揮機(jī)構(gòu)行為特征 由開機(jī)、關(guān)機(jī)、機(jī)動、駐止、轉(zhuǎn)移、恢復(fù)、接替、轉(zhuǎn)換和退出表征。
6.如權(quán)利要求2所述的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，其特征在于，指揮機(jī)構(gòu)行為特征由雷達(dá)特 征、光學(xué)特征、紅外特征、聲/震特征、電子特征和狀態(tài)特征表征。
7.一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)模擬器，其特征在于，包括數(shù)據(jù)庫模塊，用于存儲和管理數(shù)據(jù)以及指揮機(jī)構(gòu)的三維特征模型； 接口模塊，用于確定指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)； 計算模塊，用于根據(jù)指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)計算指揮機(jī)構(gòu)特征； 顯示模塊，用于展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)特征。
8.如權(quán)利要求7所述的基于實體的指揮機(jī)構(gòu)模擬器，其特征在于，三維特征包括能力 特征、行為特征和目標(biāo)特征；指揮機(jī)構(gòu)特征包括指揮機(jī)構(gòu)能力特征、指揮機(jī)構(gòu)行為特征和指 揮機(jī)構(gòu)目標(biāo)特征。
9.如權(quán)利要求8所述的基于實體的指揮機(jī)構(gòu)模擬器，其特征在于，指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù) 根據(jù)性能參數(shù)和訓(xùn)練增益確定；
10.如權(quán)利要求9所述的基于實體的指揮機(jī)構(gòu)模擬器，其特征在于，根據(jù)情況綜合時 間、信息融合正確率、共享信息處理時間、計劃生成時間、計劃協(xié)同度、指令信息處理時間、 計劃執(zhí)行過程中問題出現(xiàn)概率、機(jī)動速度、開設(shè)時間、撤收時間、故障后降級運行時間、毀傷 重組時間、接替指揮準(zhǔn)備時間表征指揮機(jī)構(gòu)能力特征； 情況綜合時間A，=K1XK2X 一 χ T0syn，其中表示基準(zhǔn)情況綜合時間；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法和模擬器。該基于實體的指揮機(jī)構(gòu)仿真方法，包括步驟1，將指揮機(jī)構(gòu)抽象為三維特征模型；步驟2，確定指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)；步驟3，根據(jù)指揮機(jī)構(gòu)輸入?yún)?shù)計算指揮機(jī)構(gòu)特征；步驟4，輸出并展現(xiàn)指揮機(jī)構(gòu)特征。本發(fā)明能夠有效支持指揮機(jī)構(gòu)能力與行為的設(shè)計與優(yōu)化，降低設(shè)計與建設(shè)風(fēng)險，提高設(shè)計成果的可信度與設(shè)計水平。
文檔編號G09B9/00GK101944159SQ20101026351
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者王鈺 申請人:王鈺