动态战场环境下CGF战术位置选择问题研究

摘要

随着计算机生成兵力（Computer Generated Forces，CGF）在作战仿真系统中的广泛应用，CGF行为建模在战略战术应用中发挥了越来越重要的作用。作为CGF行为建模的底层、基础行为，战术位置选择（Tactical Position Selection, TPS）建模的优劣直接影响CGF的逼真性与智能性。传统的TPS模型缺乏对战场环境的动态性以及协同作战下的团队性的考虑。对以上两个因素进行考虑并建模，是 TPS问题的重要研究领域。
　　本文将TPS问题抽象为逻辑层面的定性空间推理（Qualitative Spatial Reasoning）问题，对定性空间推理中各类空间关系进行描述建模，得出适用于 TPS问题的空间关系。通过对虚拟战场仿真环境表示下的TPS问题进行研究，提出TPS问题求解框架并对其中关键技术进行分析。
　　其次，本文针对静态战场环境中因素考虑不足和模型实时性差的问题，提出了动态战场环境下的TPS问题建模与求解方法。在TPS问题求解框架基础上，着重考虑空间关系变化趋势并引入“动态权重约束满足（DWCSPs, Dynamic Weighted Constraint Satisfaction Problems）”概念。通过对环境变化因素建模，建立了动态战场环境下TPS模型，并使用改进后的熵排序分支定界法(Branch and Bound, B&B)进行求解。
　　最后，考虑到战场中CGF多以团队形式遂行作战任务，本文对动态战场环境下的团队 TPS问题进行建模求解。通过综合团队目标、团队成员协同关系、成员中个体差异性等多要素，将团队 TPS问题归纳为分布式约束满足问题并设计了动态战场环境下团队 CGF战术位置选择模型。使用熵排序同步回溯法(Synchronous Backtracking Algorithm, SBA)对模型进行了求解。
　　仿真实验表明，对相同的战术任务，使用动态战场环境下的团队（单兵）战术位置选择模型，能够极大简化仿真运行过程中的求解过程，而使用改进后的约束满足的相关算法，能够得出更为有效、符合实际战场环境的解。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 相关工作研究现状

1.3 本文工作

1.4 论文组织结构

第二章 TPS问题求解框架

2.1 引言

2.2 TPS问题的求解框架

2.3 TPS问题求解框架中关键技术模块

2.4 TPS问题的数学描述

2.5 小结

第三章 基于熵排序分支定界法的动态战场环境下单兵

3.1 引言

3.2 动态战场环境下单兵TPS模型

3.3 熵排序的分支定界法

3.4 基于熵排序分支定界法的动态战场环境下单兵TPS求解

3.5 小结

第四章 基于熵排序同步回溯法的动态战场环境下团队

4.1 引言

4.2 动态战场环境下团队TPS模型

4.3 基于信息熵的同步回溯法

4.4 基于熵排序同步回溯法的动态战场环境下团队TPS求解

4.5 小结

第五章 仿真实验与分析

5.1 引言

5.2 仿真实验设计

5.3 仿真过程分析

5.4 算法对比与分析

5.5 小结

第六章 结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果