一種異構(gòu)仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大規(guī)模空軍戰(zhàn)役的異構(gòu)仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從網(wǎng)絡(luò)或相應(yīng)的國(guó)家信息機(jī)構(gòu)查閱的資料來(lái)看，對(duì)于空軍的戰(zhàn)役仿真我國(guó)已經(jīng)有大量的研究。研究的機(jī)構(gòu)主要集中在空軍指揮學(xué)院、國(guó)防科技大學(xué)和國(guó)防大學(xué)等科研教學(xué)單位，研究的成果主要公開(kāi)發(fā)表在《系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)》、《計(jì)算機(jī)仿真》、《火力與指揮控制》、《戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)》等雜志上。
[0003]上述成果主要表現(xiàn)在仿真想定的描述、編隊(duì)級(jí)作戰(zhàn)過(guò)程的推演、智能決策模型的構(gòu)建和空軍指揮信息系統(tǒng)過(guò)程的建模仿真，從整體看，基本處于戰(zhàn)術(shù)層次小規(guī)模(從查到資料看，當(dāng)前最多的仿真實(shí)體不大于2000個(gè))的仿真系統(tǒng)。這主要是由于空軍作戰(zhàn)的復(fù)雜性，空軍作戰(zhàn)行為或作戰(zhàn)規(guī)則的描述十分困難，因此大規(guī)模的空軍戰(zhàn)役仿真的實(shí)現(xiàn)具有相當(dāng)大的難度。
[0004]但隨著基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)樣式的變化，急需建立大規(guī)模的戰(zhàn)役仿真，才更有利于武器裝備發(fā)展需求論證、戰(zhàn)技戰(zhàn)法研究和模擬對(duì)抗訓(xùn)練的要求。尤其是對(duì)于空軍而言，空軍作戰(zhàn)的空域和作戰(zhàn)半徑很大，作戰(zhàn)過(guò)程也往往是要進(jìn)行陸、海、空、天的聯(lián)合作戰(zhàn)。因此要在大規(guī)模的陸、海、空、天一體的作戰(zhàn)環(huán)境下來(lái)研究論證新的空軍裝備發(fā)展，也更有意義，并能保障論證結(jié)論的準(zhǔn)確性和有效性。
[0005]為了能夠進(jìn)行大規(guī)?？哲姂?zhàn)役仿真，必須有一套能夠規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、工程化用于描述戰(zhàn)役仿真的模型規(guī)范和開(kāi)發(fā)軟件。由于隨著作戰(zhàn)模式的變化，為了更加貼近實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)下進(jìn)行武器裝備的發(fā)展論證，仿真系統(tǒng)中不僅會(huì)涉及到計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真、而且還會(huì)涉及到半實(shí)物模擬系統(tǒng)或?qū)嶋H裝備間的互聯(lián)、互通。因此解決通信問(wèn)題是仿真的運(yùn)行的基本支撐。另外仿真不僅要適應(yīng)人在回路的推演、模擬訓(xùn)練等實(shí)時(shí)性應(yīng)用模式，而且還要適應(yīng)超實(shí)時(shí)性的裝備論證仿真分析應(yīng)用模式，因此通信實(shí)時(shí)性問(wèn)題也非常關(guān)鍵。由于仿真的主要目的是進(jìn)行空軍武器裝備發(fā)展論證的，因此不僅要有大量的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，還要能更自然的將裝備的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作細(xì)致的展現(xiàn)處理，便于快速、科學(xué)理解與判讀裝備的結(jié)構(gòu)與性能。由于系統(tǒng)比較龐大，準(zhǔn)備一次仿真運(yùn)行或模擬訓(xùn)練需要大量的準(zhǔn)備精力，如果允許過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題和故障，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成很大影響，因此對(duì)于仿真的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種異構(gòu)仿真方法，用以解決大規(guī)模的空軍戰(zhàn)役仿真。
[0007]本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種異構(gòu)仿真方法，用于大規(guī)?？哲姂?zhàn)役的仿真訓(xùn)練，包括如下步驟:
[0009]開(kāi)發(fā)仿真訓(xùn)練過(guò)程用到的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型、作戰(zhàn)實(shí)體模型和作戰(zhàn)行為規(guī)則模型；
[0010]利用信息支撐服務(wù)分系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的方式和時(shí)間管理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)內(nèi)部信息的交互；
[0011]監(jiān)控仿真臺(tái)位狀態(tài)及仿真運(yùn)行情況，并對(duì)仿真訓(xùn)練過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
[0012]進(jìn)一步，所述的內(nèi)部信息的交互具體包括:
[0013]利用傳輸服務(wù)模塊提供不同節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g件，各節(jié)點(diǎn)間的信息通過(guò)中間件進(jìn)行傳輸、交互；
[0014]利用訂閱分發(fā)服務(wù)模塊對(duì)仿真過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行流轉(zhuǎn)控制，并行支撐不同類(lèi)型信息的批量推送；
[0015]采用時(shí)統(tǒng)服務(wù)模塊統(tǒng)一仿真授時(shí)來(lái)源，提供統(tǒng)一的時(shí)間信息；
[0016]在仿真過(guò)程中，對(duì)解算服務(wù)器的物理硬件資源統(tǒng)一進(jìn)行虛擬化，提供虛擬化資源管理手段，完成仿真模型解算任務(wù)管理。
[0017]進(jìn)一步，所述監(jiān)控仿真臺(tái)位狀態(tài)及仿真運(yùn)行情況具體包括:
[0018]啟動(dòng)仿真臺(tái)位，仿真臺(tái)位向控制臺(tái)發(fā)送心跳信息，控制臺(tái)通過(guò)心跳信息監(jiān)視仿真臺(tái)位的啟動(dòng)過(guò)程；
[0019]所有仿真臺(tái)位啟動(dòng)后，各仿真成員進(jìn)行初始化，仿真成員發(fā)送初始化進(jìn)度信息給控制臺(tái)，實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)對(duì)初始化過(guò)程的監(jiān)控；
[0020]所有成員初始化完成后，進(jìn)行仿真運(yùn)行，各仿真成員進(jìn)行仿真推進(jìn)并記錄推進(jìn)狀態(tài)，定時(shí)向控制臺(tái)發(fā)送仿真運(yùn)行心跳，控制臺(tái)對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控；
[0021]當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，向仿真成員發(fā)送異常信息，提示異常狀態(tài)，仿真成員重啟，控制臺(tái)對(duì)重啟過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視；
[0022]仿真結(jié)束時(shí)，控制臺(tái)控制仿真成員退出仿真。
[0023]進(jìn)一步，還包括可視化顯示監(jiān)控信息。
[0024]進(jìn)一步，所述的可視化顯示采用多變比系數(shù)法進(jìn)行，具體為:根據(jù)顯示分辨率，確定顯示的最小值;根據(jù)最大的飛行距離和可見(jiàn)范圍，將視距分成多個(gè)區(qū)間;在每個(gè)區(qū)間內(nèi)確定一個(gè)變比系數(shù)。
[0025]進(jìn)一步，仿真實(shí)體個(gè)數(shù)不少于5000個(gè)。
[0026]本發(fā)明有益效果如下:
[0027](I)異構(gòu)超大規(guī)?？哲姂?zhàn)役仿真方法，不僅可以用于空軍武器裝備發(fā)展需求的論證，而且可以用于大規(guī)模聯(lián)合空軍戰(zhàn)法的推演、紅藍(lán)雙方或多方對(duì)抗訓(xùn)練。
[0028](2)對(duì)于空軍武器裝備的發(fā)展論證，運(yùn)行仿真系統(tǒng)，并將仿真結(jié)果反饋給裝備研討系統(tǒng)為專家們對(duì)空軍新的作戰(zhàn)理論研究、武器裝備體系優(yōu)化軍事需求研究、武器裝備作戰(zhàn)效能需求研究、武器裝備重大型號(hào)需求研究、主要武器裝備作戰(zhàn)運(yùn)用原則等提供定量分析的參考依據(jù)并提高論證的效率.
[0029](3)大規(guī)模聯(lián)合空軍戰(zhàn)法的推演，可以研究作戰(zhàn)的戰(zhàn)技戰(zhàn)法，使裝備的戰(zhàn)技指標(biāo)能更大的發(fā)揮作用;對(duì)于紅藍(lán)雙方或多方對(duì)抗訓(xùn)練，可以使指揮人員快速掌握指揮流程，作戰(zhàn)人員快速掌握裝備的使用流程，使裝備和部隊(duì)迅速形成戰(zhàn)斗力。
[0030](4)采用具有時(shí)間管理機(jī)制的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)技術(shù)，解決了異構(gòu)仿真系統(tǒng)間的實(shí)時(shí)通信和超實(shí)時(shí)管理技術(shù)。
[0031](5)采用多變比系數(shù)解決了可視化顯示的技術(shù)問(wèn)題。
[0032]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分的從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0033]附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表不相同的部件。
[0034]圖1為監(jiān)測(cè)相關(guān)臺(tái)位的運(yùn)行狀態(tài)流程圖。
[0035]圖2為本發(fā)明仿真過(guò)程所使用的仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為航空兵作戰(zhàn)規(guī)則決策模型；
[0037]圖4為一種飛行平臺(tái)運(yùn)動(dòng)規(guī)則流程；
[0038]圖5為信息支撐服務(wù)分系統(tǒng)的交互過(guò)程；
[0039I圖6為通信配置圖；
[0040]圖7為多變比系數(shù)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。
[0042]—種異構(gòu)仿真方法，用于大規(guī)?？哲姂?zhàn)役的仿真訓(xùn)練，包括:開(kāi)發(fā)仿真訓(xùn)練過(guò)程用到的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型、作戰(zhàn)實(shí)體模型和作戰(zhàn)行為規(guī)則模型；利用信息支撐服務(wù)分系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的方式和時(shí)間管理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)內(nèi)部信息的交互;監(jiān)控仿真臺(tái)位狀態(tài)及仿真運(yùn)行情況，并對(duì)仿真訓(xùn)練過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
[0043]利用傳輸服務(wù)模塊提供不同節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g件，各節(jié)點(diǎn)間的信息通過(guò)中間件進(jìn)行傳輸、交互;利用訂閱分發(fā)服務(wù)模塊對(duì)仿真過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行流轉(zhuǎn)控制，并行支撐不同類(lèi)型信息的批量推送;采用時(shí)統(tǒng)服務(wù)模塊統(tǒng)一仿真授時(shí)來(lái)源，提供統(tǒng)一的時(shí)間信息;在仿真過(guò)程中，對(duì)解算服務(wù)器的物理硬件資源統(tǒng)一進(jìn)行虛擬化，提供虛擬化資源管理手段，完成仿真模型解算任務(wù)管理。
[0044]如圖1所示，監(jiān)控仿真臺(tái)位狀態(tài)及仿真運(yùn)行情況具體包括:
[0045]啟動(dòng)仿真臺(tái)位，仿真臺(tái)位向控制臺(tái)發(fā)送心跳信息，控制臺(tái)通過(guò)心跳信息監(jiān)視仿真臺(tái)位的啟動(dòng)過(guò)程；
[0046]所有仿真臺(tái)位啟動(dòng)后，各仿真成員進(jìn)行初始化，仿真成員發(fā)送初始化進(jìn)度信息給控制臺(tái)，實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)對(duì)初始化過(guò)程的監(jiān)控；
[0047]所有成員初始化完成后，進(jìn)行仿真運(yùn)行，各仿真成員進(jìn)行仿真推進(jìn)并記錄推進(jìn)狀態(tài)，定時(shí)向控制臺(tái)發(fā)送仿真運(yùn)行心跳，控制臺(tái)對(duì)仿真過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控；
[0048]當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，向仿真成員發(fā)送異常信息，提示異常狀態(tài)，仿真成員重啟，控制臺(tái)對(duì)重啟過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視；
[0049]仿真結(jié)束時(shí)，控制臺(tái)控制仿真成員退出仿真。
[0050]如圖2所示，本發(fā)明仿真方法所對(duì)應(yīng)的異構(gòu)仿真系統(tǒng)包括模型開(kāi)發(fā)分系統(tǒng)、信息支撐服務(wù)分系統(tǒng)和系統(tǒng)監(jiān)控與管理分系統(tǒng)。
[0051](I)模型開(kāi)發(fā)分系統(tǒng)為仿真準(zhǔn)備人員提供模型開(kāi)發(fā)環(huán)境，用于開(kāi)發(fā)仿真過(guò)程用到的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型、作戰(zhàn)實(shí)體模型和作戰(zhàn)行為規(guī)則模型。開(kāi)發(fā)模型時(shí)，用戶能夠在模型定義區(qū)對(duì)模型的名稱、標(biāo)識(shí)、功能、描述等基本信息進(jìn)行設(shè)置，采用規(guī)范化方法描述模型輸入、輸出等接口信息，并可將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的用戶代碼自動(dòng)生成DLL庫(kù)，存儲(chǔ)到模型庫(kù)中，供系統(tǒng)調(diào)用。
[0052]模型開(kāi)發(fā)分系統(tǒng)由戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型開(kāi)發(fā)模塊、實(shí)體模型開(kāi)發(fā)模塊和作戰(zhàn)規(guī)則開(kāi)發(fā)模塊組成。
[0053]戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模型開(kāi)發(fā)模塊用于開(kāi)發(fā)大規(guī)模空軍戰(zhàn)役仿真過(guò)程的環(huán)境模型，包括地理環(huán)境、大氣環(huán)境、電磁環(huán)境、空情狀態(tài)、海洋環(huán)境模型的構(gòu)建。
[0054]實(shí)體模型開(kāi)發(fā)模塊主要是通過(guò)組件的方式構(gòu)建裝備級(jí)、平臺(tái)級(jí)和編隊(duì)級(jí)的模型，裝備級(jí)模型包括導(dǎo)航、傳感器、指控、武器組件，其中武器模型包括彈道(運(yùn)動(dòng))軌跡模型、位置誤差模型、目標(biāo)捕獲概率模型、目標(biāo)鎖定概率模型、目標(biāo)跟蹤概率模型、戰(zhàn)斗部威力模型、被攔截概率模型、故障模型;平臺(tái)級(jí)模型主要構(gòu)建像直升機(jī)、殲擊機(jī)、轟炸機(jī)、加油機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和偵察機(jī)等軍機(jī)的機(jī)動(dòng)模型、打擊模型、防護(hù)模型、信息模型和指揮系統(tǒng)模型；編隊(duì)級(jí)模型主要用于構(gòu)建飛機(jī)編隊(duì)的機(jī)動(dòng)模型、打擊模型、指控協(xié)同模型。
[0055]模型按照統(tǒng)一的方式進(jìn)行構(gòu)建，每個(gè)模型包括實(shí)體模型接口、行為模型接口、平臺(tái)服務(wù)接口和仿真引擎