联合作战仿真中多模型建模方法研究

摘要

联合作战是现代战争的主要作战样式，运用作战实验的方法研究和制定联合打击方案，已成为各国军方赢得战争胜利的重要途径。在联合作战仿真建模中，多分辨率、多层次建模引起了众多学者的关注，它也因此成为建模与仿真领域中一个极富挑战性的课题。
　　多分辨率、多层次建模问题是建模工作者90年代提出来的，由于联合作战仿真需要将多个不同层次的模型集成起来联合执行，建模人员首先遇到了不同级别的实体如何交互问题,并提出了许多解决的方法，比较典型的是聚合-解聚(AD)和选择性视图(SV)两种方法。前者可能是在任何给定的时间通过模型间的转换来改变当前正在执行的模型，这取决于实体间的交互。后者提出在任何时间都执行最详细的模型。实践证明，这些方法存在着链式解聚、时间不一致、映射不一致和理想化建模等一系列严重问题。为此，建模人员提出了许多改进方法，但都未能从根本上解决这些问题，国内的研究尚处于起步阶段。本文在对目前的建模理论进行深入研究的基础上，借鉴国内外多模型建模的思想，提出并探讨了多模型建模的理论和应用问题。
　　论文的主要研究内容包括以下几个方面:
　　1)在分析了当前多模型建模现状的基础上，提出了一致性保持问题即多模型间不同语义的理解和综合问题，是多模型建模的关键。
　　2)阐述了多模型建模中模型、交互和多模型等重要理论问题。对相关概念进行了定义;对交互中的理论问题进行了定位;分析了交互的发生以及对属性产生的影响;提出了多代表建模(MDM)的概念;为而后的研究奠定了理论基础。
　　3)提出了多模型一致性建模方法CM，在对CM的需求目标、条件假设以及实现这些目标需要解决的四个基本问题进行研究后，提出了CM方法的技术实现框架。
　　4)为保持并行代表的一致性，在三个假设条件下，提出了一个概念化的多代表实体MDE。简要描述了构成MDE的一致性执行器CE和交互分解器IR。提出了利用属性核存储多级别属性的方法。
　　5)提出了如何为MDE创建一个CE，详细描述了建立属性关系图ARG和选择映射函数MF的重要方法。在并行代表中，ARG捕捉属性间的依赖关系。在ARG中个体属性和依赖关系是节点和弧，通过遍历ARG，使得交互对所有相关的属性产生影响。当一个交互改变了属性值，通过对图的遍历并调用与每一个弧相关的映射函数，可以使MDE重新一致。
　　6)提出了如何为MDE创建一个IR，以能分解交互的结果。在对交互存在的特性和类分析的基础上，提出了分解并行交互结果的规则。设计者可以将其和CE一起来保证一个MDE交互在多代表级别上的一致性。
　　7)给出了CM方法的应用规范。提出将多代表实体MDE作为保持并行描述的一种方法。CE可以保持与MDE的内部一致性，IR解决了并行交互依赖于MDE的影响。提供CM的使用技巧和步骤，使得开发者可以在建模中获得高效的MDM。
　　8)对CM方法进行了深入的讨论，通过和目前方法的对比分析，证明了CM是获得高效MDM的实用方法，对于MDM来说它是可以满足R1、R2和R3需求的第一个已知方法。并介绍了将它应用到实用的军事模型中的方法。
　　9)总结了论文对多模型建模工作的主要贡献和创新，提出了有待进一步研究的问题和作者对本研究的展望。

目录

声明

第一章 引言

1．1 多模型建模的现状

1．2 多模型建模中存在的问题

1．3 论文的主要研究内容及框架

第二章 多模型建模的理论基础

2．1 模型

2．2 交互

2．3 多模型

2．3．1 跨模型关系

2．3．2 映射函数

2．3．3 时间步

2．4 本章总结

第三章 CM方法的提出

3．1 有效的MDM需求

3．2 对需求的讨论

3．3 条件假设

3．4 基本观点

3．4．1 关于实体交互的问题

3．4．2 关于并行交互问题

3．4．3 并行交互中关联性的问题

3．4．4 关于时间步差异问题

3．5 CM方法的提出

3．6 本章总结

第四章 多代表实体MDE

4．1 条件假设

4．2 MDE的建立与描述

4．3 MDE执行

4．3．1 保持一致性

4．3．2 并行交互的分解

4．3．3 属性核及其存储

4．3．4 两种方法的对比

4．4 对MDE的评价

4．5 对MDE的讨论

4．6 本章总结

第五章 一致性执行器CE

5．1 属性关系图的建立

5．1．1 为属性分配节点

5．1．2 为属性关系分配弧

5．1．3 给关系分配语义

5．1．4 属性关系图总结

5．2 映射函数的选择

5．3 遍历ARG

5．3．1 遍历ARG的算法

5．3．2 遍历的循环

5．3．3 无计划的关系

5．3．4 遍历路径

5．4 CE的可能实现

5．5 本章总结

第六章 交互分解器IR

6．1 交互

6．2 序列化

6．3 非隔离性交互

6．4 简单的升关系统

6．4．1 非限制性系统

6．4．2 限制性系统

6．4．3 依赖性并行交互

6．4．4 复杂性

6．5 交互的分类法

6．5．1 交互分类法的性质

6．5．2 交互特性和类

6．5．3 对分类法的评估

6．5．4 并行交互结果分解

6．5．5 交互结果分解规则

6．6 建立交互分解器

6．6．1 IR的操作

6．6．2 IR的实例

6．7 本章总结

第七章 CM方法的应用

7．1 MDM设计指导

7．2 使用CM的规范方法

7．3 实现高效的MDM过程

第八章 对CM方法的讨论

8．1 CM和MDM需求

8．1．1 多代表交互

8．1．2 多代表的一致性

8．1．3 费效比

8．1．4 小结

8．2 CM的军事应用

8．3 CM的局限性

8．4 本章总结

第九章 结束语

9．1 论文研究工作总结

9．2 有待研究的问题及展望

术语

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的论文

摘要