基于Agent的甲板人员作业仿真系统研究

摘要

航空母舰的出动回收能力是衡量航母战斗力的核心指标之一。提高出动回收能力的关键是要提高航母甲板作业的效率，而每项作业都离不开人员的参与。美国海军军演也证明了人员因素是影响航母作战能力的重要因素。本文以甲板作业人员为中心，设计和开发了基于Agent的甲板人员作业仿真系统。
　　首先，本文对影响航空母舰出动回收能力的因素进行了分析，讨论了包括航母本身、舰载机、牵引车、升降机等在内的相关设备的设计因素和使用因素，并着重讨论了人员因素对出动回收流程的影响。分析了甲板上作业人员如何进行组织和分类，甲板人员参与何种作业，并讨论了人员在进行作业时的约束条件。分析了仿真系统的需求，并对甲板人员作业仿真系统的功能进行了设计。
　　其次，针对人员因素，设计了多Agent系统的结构，对组成系统的甲板人员Agent和任务发布Agent进行了详细的功能设计和结构设计，讨论了Agent间的通信协议。本文根据合同网理论对甲板人员进行任务分配，并且给出甲板作业人员Agent执行任务的具体过程和状态变化。
　　第三，本文讨论了甲板作业人员在甲板上移动时的路径规划问题。为满足仿真系统的实时性要求，本文对人工势场法进行改进。对人员移动过程中常见的两种碰撞行为进行了受力分析，并且给出了人员移动的具体过程。
　　最后对甲板人员作业仿真系统进行了软件实现。本文综合运用虚拟现实、分布式仿真、多Agent理论和路径规划等方面技术，利用VC++、Vega Prime、DI-Guy等软件接口，分别对系统的控制模块和三维显示模块进行了实现。

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第1章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2相关领域研究现状

1.3论文主要工作内容和结构安排

第2章 甲板人员作业仿真系统总体方案设计

2.1航母舰载机出动回收能力分析

2.2甲板人员作业分析

2.3甲板人员作业仿真系统功能设计

2.4本章小结

第3章 基于Agent的甲板人员作业仿真系统

3.1甲板作业人员Agent建模

3.2甲板人员作业仿真内容

3.3甲板作业人员的任务分配

3.4甲板作业人员的任务执行

3.5本章小结

第4章 甲板作业人员路径规划

4.1人工势场法及其改进

4.2对甲板上障碍物的碰撞检测算法

4.3对甲板边缘的碰撞检测算法

4.4虚拟人移动具体过程

4.5仿真实例

4.6本章小结

第5章 甲板人员作业仿真系统实现

5.1系统结构实现

5.2系统SOM设计

5.3信息显示和数据统计模块的实现

5.4三维视景仿真模块的实现

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢