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基于组件化的鱼雷作战训练仿真系统建模研究与设计实现

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基于组件化的鱼雷作战训练仿真系统建模研究与设计实现

作者：朱映雪西安电子科技大学

学位级别：硕士

基于组件化的鱼雷作战训练仿真系统的构建,涉及发射平台、目标、鱼雷武器、对抗器材等多种复杂实体以及海浪、水声场、风场等多种复杂海洋水文环境的建模和仿真问题,应当满足复杂规模的集兵力实体对抗仿真、战术校验、武器验证、作战效... 详细信息

基于组件化的鱼雷作战训练仿真系统的构建,涉及发射平台、目标、鱼雷武器、对抗器材等多种复杂实体以及海浪、水声场、风场等多种复杂海洋水文环境的建模和仿真问题,应当满足复杂规模的集兵力实体对抗仿真、战术校验、武器验证、作战效能评估为一体的功能需求,但受到作战模型规模大小、模型间的耦合度、模型复用度以及结构层次等诸多因素的影响,鱼雷作战训练仿真系统面临集成难度高、结构复杂、后期维护成本高昂等一系列问题,因此迫切需要对系统仿真模型设计进一步完善优化,实现仿真模型的动态抓取、定制和配置,从而达到不同作战场景、不同作战想定下模型数据的动态复用和动态组合的要求。对大型复杂联合仿真系统来说,组件化建模技术和仿真建模的优化设计方法相结合,仍是个有待解决的难点问题。论文以基于组件化作战的鱼雷作战仿真模型组件化设计为核心,构建资源复用与可重配置的海战仿真模型体系,提出鱼雷作战训练仿真系统的架构实现。系统以面向服务区架构(SOA)方法为核心,采用模型驱动(MDA)的体系结构,构建了以装备实体模型为数据支撑来源,集模型开发、想定设计、作战仿真、态势显示、实航复盘、分析评估为一体的低耦合、高内聚、高复用分布式交互仿真系统。基于组件化建模的思想,论文系统构建了四种鱼雷作战指控活动相关数学模型,分别是数据处理器组件模型、鱼雷机动组件模型、鱼雷杀伤组件模型、水面舰艇防御鱼雷模型。当探测到敌方目标航迹后,通过数据处理器组件模型对敌方目标航迹进行分析处理。在多传感器探测中,还需对探测到的航迹进行航迹融合操作。鱼雷机动组件模型构建了鱼雷运动的解算模型,实时更新鱼雷实体运动信息。鱼雷杀伤组件模型对鱼雷运动弹道以及鱼雷反舰、反潜两种毁伤目标概率模型进行了分析。水面舰艇防御鱼雷模型包含防御鱼雷的三种方式规避机动、硬杀伤对抗、软杀伤对抗。水声对抗模型对用于诱骗敌方声呐、声自导鱼雷的声诱饵的工作情况进行了分析。探测来袭规避模型分析了当水面舰探测到敌方来袭尾流自导鱼雷后的规避方式。根据实际需求将鱼雷作战训练仿真系统按模块划分为训练配置管理、导控干预、作战情况实航复盘和作战试验结果评估四个模块,在软硬件基础环境、资源数据、模型服务和应用支撑服务的共同支撑下,共同完成了基于组件化作战的鱼雷作战训练仿真系统实现。其中,训练配置管理模块在训练准备阶段提前对仿真训练进行过程中需要用到的相关内容进行设置,并以数据库的方式管理仿真训练相关数据;作战试验结果评估模块综合管理各类作战仿真推演数据,对作战训练质全过程作战质量和效果进行定性定量分析。最后,文章论述了仿真实验设计方案与实验设计评估算法,根据组件化模型设计了单潜发射重型鱼雷攻击水面舰的仿真想定实例,在基于组件化的鱼雷作战训练仿真系统中进行作战推演,并对仿真结果进行分析评估。

关键词：组件化建模鱼雷作战训练分布式仿真指挥控制效能评估

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作战仿真实体组件化建模研究

系统仿真学报 2015年第2期27卷 234-239页

作者：杜国红韦伟李路遥南京陆军指挥学院作战实验中心南京210045

针对作战仿真实体传统建模方法导致的模型分类标准不统一、模型通用性、可重用性差等现象,在对作战仿真实体要素进行分析和归纳的基础上,提出作战仿真实体组件化建模的设计方法、采用"方案-单元-实体-组件"方式的作战仿真实体管理机制... 详细信息

针对作战仿真实体传统建模方法导致的模型分类标准不统一、模型通用性、可重用性差等现象,在对作战仿真实体要素进行分析和归纳的基础上,提出作战仿真实体组件化建模的设计方法、采用"方案-单元-实体-组件"方式的作战仿真实体管理机制以及采用事件驱动、事件订购和分发方式的作战仿真实体交互机制,为构建良构的作战仿真实体模型,规范仿真实体模型开发,避免低水平重复建设提供技术支撑。

关键词：作战仿真仿真实体组件化建模组件

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组件化建模技术在作战模拟训练系统中的应用

电子科技 2012年第7期25卷 48-52页

作者：魏丽中国电子科技集团公司电子科学研究院综合电子信息系统部北京100041

为解决当前作战模拟训练系统模型扩展频繁、内容复杂的问题,提出了组件化建模解决方法。介绍了组件化建模技术,基于作战模拟训练系统的功能和组成情况,应用组件化建模技术构建了具有重用性、可扩展性的系统模型架构和模型组成体系,并深... 详细信息

为解决当前作战模拟训练系统模型扩展频繁、内容复杂的问题,提出了组件化建模解决方法。介绍了组件化建模技术,基于作战模拟训练系统的功能和组成情况,应用组件化建模技术构建了具有重用性、可扩展性的系统模型架构和模型组成体系,并深入研究了模型组件接口和组装技术。模型系统提高了系统的扩展性、减少开发工作量,满足了训练要求。

关键词：组件化建模训练模拟作战模拟

基于XSim仿真平台的榴弹炮建模与弹道仿真

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火力与指挥控制 2022年第3期47卷 173-179页

作者：刘波韬李定主王学文田川岳忠奇张智锋北方自动控制技术研究所太原030006

榴弹炮仿真是陆军装备仿真国产化的未来研究方向之一,针对如何建立榴弹炮的实体模型以及设计榴弹炮的弹道解算模型是仿真模拟系统研究中非常重要的一部分,通过组件化建模的方式设计榴弹炮的实体仿真模型,建立外弹道动力学微分方程组,基... 详细信息

榴弹炮仿真是陆军装备仿真国产化的未来研究方向之一,针对如何建立榴弹炮的实体模型以及设计榴弹炮的弹道解算模型是仿真模拟系统研究中非常重要的一部分,通过组件化建模的方式设计榴弹炮的实体仿真模型,建立外弹道动力学微分方程组,基于四阶龙格-库塔方法求解射击诸元,并结合射表真值设计弹道解算模型,针对实际环境中扰动量过多的问题,将仿真的扰动量简化成高低向和方位向两个扰动变量,再有效逼近射表的公算偏差。构建具体作战场景,将构建的榴弹炮模型和火力范围在设计的场景下进行模拟仿真,去检验模型仿真的效果,结果表明,提出的榴弹炮模型和弹道模型在榴弹炮训练仿真方面表现出较高的性能。

关键词：组件化建模弹道微分方程四阶龙格- 库塔方法榴弹炮实体模型弹道解算模型

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一种组件化的无人机机动模型设计与实现

火力与指挥控制 2023年第5期48卷 170-176页

作者：郭子卉王学文岳忠奇谢斌斌付浩北方自动控制技术研究所太原030006

在联合作战背景下,无人机已然是不可或缺的作战力量,因此,在基于联合作战的仿真系统中,研究并建立无人机模型是当前的工作重点。针对无人机空中机动行为的建模需求,采用组件化建模的方法,设计并构建了固定翼的无人机机动模型,初步实现... 详细信息

在联合作战背景下,无人机已然是不可或缺的作战力量,因此,在基于联合作战的仿真系统中,研究并建立无人机模型是当前的工作重点。针对无人机空中机动行为的建模需求,采用组件化建模的方法,设计并构建了固定翼的无人机机动模型,初步实现了无人机的空中机动行为,最后通过仿真推演,验证了模型的可用性与合理性。

关键词：作战仿真组件化建模无人机空中机动固定翼机动模型

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一种构建仿真系统模型体系框架的工程方法

系统仿真学报 2018年第12期30卷 4529-4535页

作者：刘晓铖陈彬邱晓刚中国人民解放军31002部队北京100094 国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073

模型体系框架决定着仿真系统的模型构成与功能,其构建是仿真系统建设的难点。综合国内外典型仿真系统模型体系框架构建经验和建模技术最新发展,提炼了一套模型体系框架构建的基本原则,提出了一种以评估指标为中心的模型体系框架构建指... 详细信息

模型体系框架决定着仿真系统的模型构成与功能,其构建是仿真系统建设的难点。综合国内外典型仿真系统模型体系框架构建经验和建模技术最新发展,提炼了一套模型体系框架构建的基本原则,提出了一种以评估指标为中心的模型体系框架构建指导性方法,给出了一些关键技术及辅助支持工具。该方法通过两个阶段八个步骤逐步给出了模型体系框架的迭代构建过程,目前已经在多个大型仿真系统建设过程中得到了运用,具有一定的可操作性。

关键词：模型体系框架组件化建模架构设计建模与仿真

基于可扩展仿真平台的战术机动模型设计与实现

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火力与指挥控制 2019年第5期44卷 125-130页

作者：苏玉婷侯磊李艳飞北方自动控制技术研究所太原030006 北方信息控制研究院集团有限公司南京211100

针对作战仿真实体战术对抗的现实需要,运用组件化建模技术,初步构建了作战实体战术机动模型,在介绍战术机动概念的基础上,详细介绍了机动模型的建模过程,并对模型的移动行为进行了简单阐述。最后用XSIM可扩展仿真平台对战术机动模型进... 详细信息

针对作战仿真实体战术对抗的现实需要,运用组件化建模技术,初步构建了作战实体战术机动模型,在介绍战术机动概念的基础上,详细介绍了机动模型的建模过程,并对模型的移动行为进行了简单阐述。最后用XSIM可扩展仿真平台对战术机动模型进行了实现和测试,验证了战术机动模型的可用性,并为复杂红蓝对抗作战仿真打下了基础。

关键词：组件化建模作战仿真战术机动移动路径

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网络空间战场对象仿真构建与设计实现

网络空间战场对象仿真构建与设计实现

第十届中国指挥控制大会

作者：陈荣新杨垠沈爱国国防科技大学电子对抗学院中国电子科技集团公司第二十八研究所

文章提出了一种基于模型装配及事件驱动模式的战场对象仿真构建方法。依托组件化建模理念,针对性设计模型内部数据处理算法和事件集合,遵循时间顺序和信息处理逻辑触发每类模型的外在行为,通过界面化应用进行不同模型的装配组合,按照消... 详细信息

文章提出了一种基于模型装配及事件驱动模式的战场对象仿真构建方法。依托组件化建模理念,针对性设计模型内部数据处理算法和事件集合,遵循时间顺序和信息处理逻辑触发每类模型的外在行为,通过界面化应用进行不同模型的装配组合,按照消息订阅的方式实现模型之间的数据指令共享,生成战场实体的动态仿真,并通过在实际软件使用过程中加以应用验证了方法的可行性。

关键词：消息订阅组件化建模事件驱动模型装配工程化应用

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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海上战救技能模拟训练系统设计

系统仿真技术 2023年第3期19卷 259-265页

作者：刘小明丁陶栗美娜吴强南京宇天智云仿真技术有限公司南京210000 海军军医大学卫生勤务学系卫生勤务学教研室上海200433

海上战争伤情越来越复杂,对海上战救技能的要求也越来越高。海上实战训练环境成本高、海上战救组织困难等使得海上战救技能训练面临巨大挑战。本研究结合系统仿真模拟技术,对海上医疗救治包括开放式气胸伤员、开放式颅脑损伤伤病员、股... 详细信息

海上战争伤情越来越复杂,对海上战救技能的要求也越来越高。海上实战训练环境成本高、海上战救组织困难等使得海上战救技能训练面临巨大挑战。本研究结合系统仿真模拟技术,对海上医疗救治包括开放式气胸伤员、开放式颅脑损伤伤病员、股骨干开放性骨折伤病员、烧伤伤病员、乙肝伤病员救治模拟训练系统进行研发设计。本研究所设计的海上战救技能系统实现教学、训练与考评三位一体的教学新模式,有效提升学员学习的主动性和趣味性。

关键词：海上战救技能模拟训练概念模型组件化建模