本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域,特別的,涉及以指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型及其構(gòu)建方法。
背景技術(shù):
目前建模與仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域問(wèn)題的分析評(píng)估和輔助決策,包括:社會(huì)應(yīng)急管理輔助決策、城市交通系統(tǒng)建模與仿真分析、經(jīng)濟(jì)政策仿真評(píng)估,尤其是國(guó)防領(lǐng)域的作戰(zhàn)方案模擬評(píng)估、作戰(zhàn)行動(dòng)分析與決策,裝備效能分析與評(píng)估等。
作戰(zhàn)實(shí)體是戰(zhàn)場(chǎng)空間中具有一定軍事行為能力的個(gè)體,可與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境或其他實(shí)體發(fā)生交互,從而影響戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)和作戰(zhàn)進(jìn)程。作戰(zhàn)實(shí)體模型框架是對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體建模的核心技術(shù),主要功能是集成作戰(zhàn)實(shí)體模型的不同功能模塊,同時(shí)集成仿真引擎功能接口,實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型與仿真引擎的交互、實(shí)體模型不同功能模塊的交互,以及實(shí)體模型與實(shí)體模型之間的互操作。
戰(zhàn)術(shù)級(jí)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)中采用面向?qū)ο蠓椒ń⒆鲬?zhàn)實(shí)體模型,通常注重作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程和裝備交戰(zhàn)能力的描述,以便于研究戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)問(wèn)題,評(píng)估裝備效能。然而,戰(zhàn)役級(jí)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)中研究作戰(zhàn)指揮與控制問(wèn)題時(shí),通常側(cè)重于實(shí)體指揮和控制能力,因此,現(xiàn)有的以作戰(zhàn)行動(dòng)過(guò)程和裝備交戰(zhàn)能力為建模重點(diǎn)的作戰(zhàn)實(shí)體模型不能有效模擬作戰(zhàn)指揮過(guò)程,難于滿足作戰(zhàn)指揮與控制能力的分析和評(píng)估需求。
因此,如何設(shè)計(jì)一種以指控為核心的作戰(zhàn)實(shí)體模型框架,將作戰(zhàn)實(shí)體的指揮與控制功能作為建模重點(diǎn),通過(guò)實(shí)體的指揮與決策能力來(lái)控制作戰(zhàn)行動(dòng)及裝備運(yùn)用,從而滿足作戰(zhàn)實(shí)體指控能力問(wèn)題研究需求成為現(xiàn)有技術(shù)亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提出一種指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型及其構(gòu)建方法,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體指控能力建模的同時(shí),提高作戰(zhàn)實(shí)體模型的可擴(kuò)展性和可重用性,增強(qiáng)作戰(zhàn)實(shí)體建模的規(guī)范性,以及開(kāi)發(fā)效率。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的構(gòu)建方法,包括如下步驟:
步驟一、抽象步驟:抽象作戰(zhàn)實(shí)體的屬性、行動(dòng)和交互,對(duì)實(shí)體的功能進(jìn)行模塊化劃分與描述,分為指控功能、感知功能、運(yùn)動(dòng)功能、通信功能、資產(chǎn)管理功能、作戰(zhàn)任務(wù)與行動(dòng)執(zhí)行功能、知識(shí)管理與推理功能;
步驟二、框架模型構(gòu)建步驟:建立作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架模型,描述作戰(zhàn)實(shí)體的屬性和數(shù)據(jù),集成仿真引擎的初始化和功能模塊的接口,同時(shí)設(shè)計(jì)各項(xiàng)功能組件的集成接口;
步驟三、組件建立步驟:根據(jù)步驟一中所抽象出的各種功能建立指控組件、任務(wù)組件、知識(shí)庫(kù)組件、感知組件、運(yùn)動(dòng)組件、任務(wù)組件、通信管理組件和資產(chǎn)管理組件,并建立其他的組件和數(shù)據(jù);
其中建立指控組件具體為,根據(jù)作戰(zhàn)實(shí)體類型、所屬作戰(zhàn)域、所處指揮層級(jí),描述作戰(zhàn)實(shí)體的態(tài)勢(shì)處理、任務(wù)規(guī)劃與決策、任務(wù)與行動(dòng)執(zhí)行,同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用指控功能;
建立任務(wù)組件具體為,對(duì)不同的作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行分解,描述任務(wù)和行動(dòng)的執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯過(guò)程,設(shè)計(jì)任務(wù)執(zhí)行參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用任務(wù)執(zhí)行功能;
建立知識(shí)庫(kù)組件具體為,為不同作戰(zhàn)實(shí)體設(shè)計(jì)事實(shí)推理規(guī)則和行動(dòng)觸發(fā)規(guī)則,
建立感知組件具體為,描述各類型的傳感器模型,為感知組件配置相應(yīng)的傳感器模型和數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用感知功能;
建立運(yùn)動(dòng)組件具體為,描述作戰(zhàn)實(shí)體的機(jī)動(dòng)行為模型和數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),以及運(yùn)動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行功能,同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用運(yùn)動(dòng)功能;
建立通信管理組件具體為,描述各類型的通信網(wǎng)絡(luò)模型,為通信管理組件配置相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)模型和數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用通信功能,發(fā)送和接收消息;
建議建立資產(chǎn)管理組件具體為,描述資產(chǎn)的補(bǔ)給、消耗、預(yù)留、查詢的功能模型,對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行分類描述和存儲(chǔ),為作戰(zhàn)實(shí)體配置各類資產(chǎn)數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用資產(chǎn)管理功能;
建立其他的組件和數(shù)據(jù)具體為:根據(jù)作戰(zhàn)實(shí)體具有的行為能力和可執(zhí)行的作戰(zhàn)任務(wù),為其配置各項(xiàng)功能組件和數(shù)據(jù),組合成作戰(zhàn)實(shí)體模型;
步驟四、模型框架建立步驟:作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架加載各項(xiàng)功能組件和數(shù)據(jù),初始化功能組件,形成可運(yùn)行的作戰(zhàn)實(shí)體仿真模型。
進(jìn)一步的,作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架是集成各項(xiàng)功能組件,以及仿真引擎接口的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了仿真引擎與實(shí)體模型及其功能組件的交互,所述作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架以指針變量保存各項(xiàng)功能組件,可直接調(diào)用各項(xiàng)功能組件的接口函數(shù),功能組件通過(guò)實(shí)體集成框架可以間接地訪問(wèn)其他功能組件。
進(jìn)一步的,所述知識(shí)庫(kù)包括事實(shí)、推理引擎、事實(shí)推理規(guī)則和行動(dòng)觸發(fā)規(guī)則組成,其中事實(shí)即知識(shí),是戰(zhàn)場(chǎng)空間中存在的事實(shí);推理引進(jìn)一步的,
所述感知組件中的各類型的傳感器包括雷達(dá)、可見(jiàn)光、紅外、聲吶、人體感知器官中的一個(gè)或多個(gè);
所述運(yùn)動(dòng)組件能夠模擬空間、空中、地面、水面和水下的運(yùn)動(dòng);
所述資產(chǎn)包括裝備、物資、設(shè)施和/或人員。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用上構(gòu)建方法所構(gòu)建的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型:
包括實(shí)體模型集成框架、指控組件、任務(wù)組件、知識(shí)庫(kù)組件、感知組件、運(yùn)動(dòng)組件、任務(wù)組件、通信管理組件和資產(chǎn)管理組件,所述指控組件作為實(shí)體模型進(jìn)行推理決策的核心功能,匯集情報(bào)、態(tài)勢(shì)、和其他各類消息,規(guī)劃作戰(zhàn)任務(wù)與行動(dòng),調(diào)度其他功能組件,以完成作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)。
指控組件與其他功能組件的交互關(guān)系為:
(1)指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,控制感知組件中傳感器的開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī);感知組件探測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體,將戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)傳遞給指控組件;
(2)指控組件對(duì)態(tài)勢(shì)進(jìn)行處理,將發(fā)現(xiàn)的新事實(shí)傳遞給知識(shí)庫(kù)對(duì)知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)進(jìn)行更新,知識(shí)庫(kù)使用規(guī)則推理引擎進(jìn)行推理,產(chǎn)生新的事實(shí)或者觸發(fā)軍事任務(wù)與行動(dòng);
(3)指控組件根據(jù)態(tài)勢(shì)信息以及知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃與決策,創(chuàng)建任務(wù)組件,并將任務(wù)參數(shù)傳遞給任務(wù)組件,對(duì)任務(wù)組件進(jìn)行調(diào)度,管理作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行,任務(wù)組件接收指控組件傳遞的任務(wù)參數(shù),并根據(jù)任務(wù)參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的軍事任務(wù)或者行動(dòng)。
指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用運(yùn)動(dòng)組件的功能函數(shù),將運(yùn)動(dòng)計(jì)劃傳遞給運(yùn)動(dòng)組件,同時(shí)可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)組件獲取實(shí)體的運(yùn)動(dòng)信息,運(yùn)動(dòng)組件接收指控組件的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃,按照運(yùn)動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行機(jī)動(dòng)指令;同時(shí)向指控組件提供實(shí)體的運(yùn)動(dòng)信息;
指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用通信管理組件,發(fā)送消息,實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的通信,通信管理組件接收到其他實(shí)體的消息之后,將消息傳遞給指控組件,觸發(fā)相應(yīng)的消息處理函數(shù);
指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用資產(chǎn)管理組件,查詢實(shí)體的資產(chǎn)信息,管理資產(chǎn)數(shù)據(jù),資產(chǎn)管理組件向指控組件提供資產(chǎn)類型和數(shù)量。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的仿真方法,包括如下步驟:
步驟一:仿真初始化,
步驟二:仿真運(yùn)行
仿真引擎啟動(dòng)時(shí)間管理和事件管理器,推進(jìn)作戰(zhàn)實(shí)體模型運(yùn)行,直至仿真時(shí)間結(jié)束或者事件管理器中所有事件計(jì)算完畢;
事件管理器根據(jù)事件類型分別映射到指控組件的事件處理功能模塊、感知組件、通信管理組件,進(jìn)行相應(yīng)的模型計(jì)算,包括:態(tài)勢(shì)融合處理、消息處理、作戰(zhàn)任務(wù)處理;
任務(wù)組件接收指控組件傳遞的任務(wù)參數(shù),執(zhí)行相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng);在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中任務(wù)組件能夠訪問(wèn)知識(shí)庫(kù)、資產(chǎn)管理組件、運(yùn)動(dòng)組件、感知組件和通信管理組件,調(diào)用相應(yīng)的功能;
其中,仿真運(yùn)行步驟中指控組件及其他各項(xiàng)功能組件,可通過(guò)實(shí)體模型集成框架中的仿真引擎功能接口,調(diào)用仿真引擎功能模塊的功能函數(shù);
步驟三:仿真結(jié)束:
仿真引擎調(diào)用實(shí)體模型集成框架的仿真結(jié)束處理接口,對(duì)作戰(zhàn)實(shí)體實(shí)例進(jìn)行析構(gòu),釋放內(nèi)存,卸載各項(xiàng)功能組件。
本發(fā)明針對(duì)戰(zhàn)役級(jí)作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)中作戰(zhàn)實(shí)體指揮與控制能力評(píng)估需求,以及作戰(zhàn)實(shí)體模型的可擴(kuò)展性和可重用性問(wèn)題,提出了指控為核心的作戰(zhàn)實(shí)體模型框架。基于該框架建立的作戰(zhàn)實(shí)體模型及其作戰(zhàn)模擬系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體的智能指揮與決策能力模型,滿足作戰(zhàn)指揮體制及其作戰(zhàn)指揮與控制能力的分析和評(píng)估需求。組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型框架對(duì)作戰(zhàn)實(shí)體的功能進(jìn)行模塊化建模,通過(guò)模型集成框架來(lái)組合各項(xiàng)功能組件,形成完整的作戰(zhàn)實(shí)體模型。該框架可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能組件的靈活搭配和更換,提高模型的適用性,增強(qiáng)模型規(guī)范和開(kāi)發(fā)效率。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的框架圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的構(gòu)建方法;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的指控組件與其他功能組件的關(guān)系圖;
圖4是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的運(yùn)行流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明??梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明,而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是,為了便于描述,附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的思路為:采用組件化建模思想,將作戰(zhàn)實(shí)體的各項(xiàng)能力設(shè)計(jì)為功能組件,具體而言,將作戰(zhàn)實(shí)體具有的感知能力、指控能力、通信能力、運(yùn)動(dòng)能力、資產(chǎn)管理能力設(shè)計(jì)為功能組件,通過(guò)作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架靈活搭配和組裝各個(gè)功能組件,快速構(gòu)建作戰(zhàn)實(shí)體仿真模型。作戰(zhàn)實(shí)體模型的指控組件作為核心模塊,調(diào)度其他功能組件,模擬指揮員的指控行為,對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行推理分析,規(guī)劃和決策作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng),調(diào)度作戰(zhàn)任務(wù)組件,完成作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)的執(zhí)行。
實(shí)施例1:
參見(jiàn)圖1,示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的框架圖,作戰(zhàn)實(shí)體模型包括實(shí)體模型集成框架、指控組件、任務(wù)組件、知識(shí)庫(kù)組件、感知組件、運(yùn)動(dòng)組件、任務(wù)組件、通信管理組件和資產(chǎn)管理組件,指控組件作為實(shí)體模型進(jìn)行推理決策的核心功能,匯集情報(bào)、態(tài)勢(shì)、消息等信息,規(guī)劃作戰(zhàn)任務(wù)與行動(dòng),調(diào)度其他功能組件,以完成作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)。
實(shí)施例2:
參見(jiàn)圖2,示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的構(gòu)建方法,包括如下步驟:
步驟一、抽象步驟:抽象作戰(zhàn)實(shí)體的屬性、行動(dòng)和交互,對(duì)實(shí)體的功能進(jìn)行模塊化劃分與描述,基本分為指控功能、感知功能、運(yùn)動(dòng)功能、通信功能、資產(chǎn)管理功能、作戰(zhàn)任務(wù)與行動(dòng)執(zhí)行功能、知識(shí)管理與推理功能;
步驟二、框架模型構(gòu)建步驟:建立作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架模型,描述作戰(zhàn)實(shí)體的屬性和數(shù)據(jù),集成仿真引擎的初始化和功能模塊的接口,同時(shí)設(shè)計(jì)各項(xiàng)功能組件的集成接口;
步驟三、組件建立步驟:根據(jù)步驟一中所抽象出的各種功能建立指控組件、任務(wù)組件、知識(shí)庫(kù)組件、感知組件、運(yùn)動(dòng)組件、任務(wù)組件、通信管理組件和資產(chǎn)管理組件,并建立其他的組件和數(shù)據(jù);
其中建立指控組件具體為,根據(jù)作戰(zhàn)實(shí)體類型、所屬作戰(zhàn)域、所處指揮層級(jí),描述作戰(zhàn)實(shí)體的態(tài)勢(shì)處理、任務(wù)規(guī)劃與決策、任務(wù)與行動(dòng)執(zhí)行,同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用指控功能;
建立任務(wù)組件具體為,對(duì)不同的作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)行分解,描述任務(wù)和行動(dòng)的執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯過(guò)程,設(shè)計(jì)任務(wù)執(zhí)行參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用任務(wù)執(zhí)行功能;
建立知識(shí)庫(kù)組件具體為,為不同作戰(zhàn)實(shí)體設(shè)計(jì)事實(shí)推理規(guī)則和行動(dòng)觸發(fā)規(guī)則,所述知識(shí)庫(kù)包括事實(shí)、推理引擎、事實(shí)推理規(guī)則和行動(dòng)觸發(fā)規(guī)則組成,其中事實(shí)即知識(shí),是戰(zhàn)場(chǎng)空間中存在的事實(shí);推理引擎是規(guī)則推理機(jī)制;事實(shí)推理規(guī)則是從已有某個(gè)或多個(gè)事實(shí)推理得出新的事實(shí)的依據(jù);行動(dòng)觸發(fā)規(guī)則是從已有的某個(gè)或多個(gè)事實(shí)推理得出需要執(zhí)行的行動(dòng)的依據(jù)。
建立感知組件具體為,描述各類型的傳感器模型,為感知組件配置相應(yīng)的傳感器模型和數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用感知功能,例如:通過(guò)調(diào)用雷達(dá)傳感器的開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)接口,其他功能組件可以控制雷達(dá)的開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)。
建立運(yùn)動(dòng)組件具體為,描述作戰(zhàn)實(shí)體的機(jī)動(dòng)行為模型和數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),以及運(yùn)動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行功能,同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用運(yùn)動(dòng)功能。其中,所述作戰(zhàn)實(shí)體示例性的包括戰(zhàn)斗機(jī)、艦艇、坦克等。
建立通信管理組件具體為,描述各類型的通信網(wǎng)絡(luò)模型,為通信管理組件配置相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)模型和數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用通信功能,發(fā)送和接收消息。
建議建立資產(chǎn)管理組件具體為,描述資產(chǎn)的補(bǔ)給、消耗、預(yù)留、查詢的功能模型,對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行分類描述和存儲(chǔ),為作戰(zhàn)實(shí)體配置各類資產(chǎn)數(shù)據(jù),同時(shí)設(shè)計(jì)對(duì)外接口,以提供給其他功能組件訪問(wèn),并調(diào)用資產(chǎn)管理功能。
建立其他的組件和數(shù)據(jù)具體為:根據(jù)作戰(zhàn)實(shí)體具有的行為能力和可執(zhí)行的作戰(zhàn)任務(wù),為其配置各項(xiàng)功能組件和數(shù)據(jù),組合成作戰(zhàn)實(shí)體模型。
例如:在設(shè)計(jì)戰(zhàn)斗機(jī)模型時(shí),選擇戰(zhàn)斗機(jī)指控組件、機(jī)載雷達(dá)感知組件、空中運(yùn)動(dòng)組件、通信管理組件、資產(chǎn)管理組件、知識(shí)庫(kù)組件,以及空中偵察任務(wù)組件、對(duì)空攻擊任務(wù)組件等,同時(shí)為其配置戰(zhàn)斗機(jī)屬性參數(shù)(最大航速、起飛油耗、最大航程等)、對(duì)空攻擊行動(dòng)規(guī)則、對(duì)空攻擊彈藥和油料資產(chǎn)等數(shù)據(jù)。
步驟四、模型框架建立步驟:作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架加載各項(xiàng)功能組件和數(shù)據(jù),初始化功能組件,形成可運(yùn)行的作戰(zhàn)實(shí)體仿真模型。
因此,通過(guò)上述的步驟可以形成以指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型,基于該框架建立的作戰(zhàn)實(shí)體模型,突出了指控的作用,可以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體的智能指揮與決策能力模型,滿足作戰(zhàn)指揮體制及其作戰(zhàn)指揮與控制能力的分析和評(píng)估需求,采用模塊化組合的設(shè)計(jì)方法也會(huì)簡(jiǎn)化了算法,且容易疊加所需要的功能,具有二次開(kāi)發(fā)的潛力。
其中,作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架是集成各項(xiàng)功能組件,以及仿真引擎接口的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了仿真引擎與實(shí)體模型及其功能組件的交互,所述作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架以指針變量保存各項(xiàng)功能組件,可直接調(diào)用各項(xiàng)功能組件的接口函數(shù)。功能組件通過(guò)實(shí)體集成框架可以間接地訪問(wèn)其他功能組件。此外,實(shí)體集成框架可直接訪問(wèn)仿真引擎功能接口,以供功能組件調(diào)用。示例性的,各項(xiàng)功能組件可以以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)。
指控組件用于模擬作戰(zhàn)指揮員的指控能力,一般遵循OODA模型,具備態(tài)勢(shì)處理與分析、任務(wù)規(guī)劃與決策,以及任務(wù)與行動(dòng)執(zhí)行功能。指控組件作為實(shí)體模型的核心,集中處理態(tài)勢(shì)、情報(bào)和消息,智能決策與規(guī)劃作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng),調(diào)度和管理其他功能組件,以及執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)。
知識(shí)庫(kù)組件用于實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體指控決策與智能推理能力的擴(kuò)展,使用推理引擎來(lái)產(chǎn)生新的事實(shí)或者觸發(fā)作戰(zhàn)行動(dòng)。知識(shí)庫(kù)組件可以提供外置的規(guī)則編輯功能,增強(qiáng)規(guī)則應(yīng)用的靈活性,以及實(shí)體模型的可擴(kuò)展性。
任務(wù)組件用于模擬作戰(zhàn)實(shí)體執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)的邏輯過(guò)程,同時(shí)實(shí)現(xiàn)任務(wù)的管理與控制,以及下級(jí)任務(wù)的分解與調(diào)度。
感知組件用于模擬作戰(zhàn)實(shí)體的探測(cè)能力,是對(duì)雷達(dá)、可見(jiàn)光、紅外、聲吶、人體感知器官等類型探測(cè)設(shè)備的功能模擬,負(fù)責(zé)描述作戰(zhàn)單元對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的感知。
運(yùn)動(dòng)組件用于模擬作戰(zhàn)實(shí)體的空間移動(dòng)能力,包括空間、空中、地面、水面和水下。作戰(zhàn)實(shí)體在有運(yùn)動(dòng)需求時(shí)向運(yùn)動(dòng)組件提交運(yùn)動(dòng)計(jì)劃,運(yùn)動(dòng)組件根據(jù)該計(jì)劃來(lái)完成作戰(zhàn)實(shí)體的空間移動(dòng)。
通信管理組件用于實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體模型的消息注冊(cè)、發(fā)送和接收功能。當(dāng)作戰(zhàn)實(shí)體需要向其它實(shí)體發(fā)送消息時(shí),在指定消息類型、消息內(nèi)容及消息接收者后直接調(diào)用通信管理組件的消息發(fā)送接口;當(dāng)其它作戰(zhàn)實(shí)體向自己發(fā)送消息時(shí),通信管理組件將在一定延遲后觸發(fā)本實(shí)體的消息處理接口。
資產(chǎn)管理組件用于集中管理作戰(zhàn)實(shí)體所擁有的資產(chǎn)(如裝備、物資、設(shè)施、人員等),實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的查詢、存儲(chǔ)、消耗和預(yù)留等管理功能。
下面以戰(zhàn)略偵察機(jī)為例:首先開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略偵察機(jī)實(shí)體模型集成框架,描述戰(zhàn)略偵察機(jī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),集成仿真引擎的功能接口。然后,為戰(zhàn)略偵察機(jī)實(shí)體模型集成框架配置戰(zhàn)略偵察機(jī)指控組件、戰(zhàn)略偵察任務(wù)組件、知識(shí)庫(kù)組件、感知組件、運(yùn)動(dòng)組件、通信管理組件、資產(chǎn)管理組件,同時(shí)配置戰(zhàn)略偵察機(jī)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、戰(zhàn)略偵察行動(dòng)規(guī)則、戰(zhàn)略偵察傳感器數(shù)據(jù)、通信設(shè)備數(shù)據(jù)、油料資產(chǎn)數(shù)據(jù)等。戰(zhàn)略偵察機(jī)實(shí)體模型集成框架加載和初始化其他功能組件,并為功能組件賦予指針變量。實(shí)體模型集成框架通過(guò)指針變量可以獲取功能組件實(shí)例,并訪問(wèn)其對(duì)外接口,調(diào)用功能組件的函數(shù)。同時(shí),功能組件也存儲(chǔ)了實(shí)體模型集成框架變量,并通過(guò)該變量可以獲取其他功能組件指針,訪問(wèn)其功能函數(shù)。
實(shí)施例3:
參見(jiàn)圖3,示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的指控組件與其他功能組件的關(guān)系圖,指控組件作為實(shí)體模型框架核心模塊,可以訪問(wèn)和調(diào)度其他功能組件,并推動(dòng)作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)的規(guī)劃與執(zhí)行,指控組件與其他功能組件的交互關(guān)系具體描述如下:
(1)指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,控制感知組件中傳感器的開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī);感知組件探測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體(例如:戰(zhàn)略偵察機(jī)探測(cè)敵方空中戰(zhàn)斗機(jī)和地面坦克部隊(duì)),將戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)傳遞給指控組件。
(2)指控組件對(duì)態(tài)勢(shì)進(jìn)行處理,將發(fā)現(xiàn)的新事實(shí)傳遞給知識(shí)庫(kù)(例如:發(fā)現(xiàn)敵方空中戰(zhàn)斗機(jī)目標(biāo)),對(duì)知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)進(jìn)行更新,知識(shí)庫(kù)使用規(guī)則推理引擎進(jìn)行推理,產(chǎn)生新的事實(shí)或者觸發(fā)軍事任務(wù)與行動(dòng),例如:戰(zhàn)略偵察機(jī)反復(fù)探測(cè)敵方戰(zhàn)斗機(jī)位置,可推測(cè)出其航向和速度,當(dāng)敵方戰(zhàn)斗機(jī)不斷接近時(shí),可觸發(fā)戰(zhàn)略偵察機(jī)的返回空軍基地行動(dòng)。
(3)指控組件根據(jù)態(tài)勢(shì)信息以及知識(shí)庫(kù)中的事實(shí)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃與決策,創(chuàng)建任務(wù)組件,并將任務(wù)參數(shù)傳遞給任務(wù)組件,對(duì)任務(wù)組件進(jìn)行調(diào)度,管理作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行,任務(wù)組件接收指控組件傳遞的任務(wù)參數(shù),并根據(jù)任務(wù)參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的軍事任務(wù)或者行動(dòng)。例如:戰(zhàn)略偵察機(jī)在執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí),戰(zhàn)略偵察任務(wù)組件通過(guò)實(shí)體模型集成框架獲取運(yùn)動(dòng)組件指針,調(diào)用運(yùn)動(dòng)組件對(duì)外接口,實(shí)施空中機(jī)動(dòng)任務(wù);調(diào)用感知組件對(duì)外接口,實(shí)施偵察預(yù)警任務(wù);調(diào)用通信管理組件對(duì)外接口,實(shí)施通信、協(xié)同、情報(bào)共享等任務(wù);調(diào)用資產(chǎn)管理組件對(duì)外接口,實(shí)施油料消耗任務(wù)。
(4)指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用運(yùn)動(dòng)組件的功能函數(shù),將運(yùn)動(dòng)計(jì)劃傳遞給運(yùn)動(dòng)組件,同時(shí)可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)組件獲取實(shí)體的運(yùn)動(dòng)信息,包括:速度、位置等。運(yùn)動(dòng)組件接收指控組件的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃,按照運(yùn)動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行機(jī)動(dòng)指令;同時(shí)向指控組件提供實(shí)體的運(yùn)動(dòng)信息。
(5)指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用通信管理組件,發(fā)送消息,實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的通信,通信管理組件接收到其他實(shí)體的消息之后,將消息傳遞給指控組件,觸發(fā)相應(yīng)的消息處理函數(shù)。
(6)指控組件通過(guò)訪問(wèn)接口,調(diào)用資產(chǎn)管理組件,查詢實(shí)體的資產(chǎn)信息,管理資產(chǎn)數(shù)據(jù),資產(chǎn)管理組件向指控組件提供資產(chǎn)類型和數(shù)量等信息,體現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體的軍事行為能力,同時(shí)約束實(shí)體的作戰(zhàn)行動(dòng)。
實(shí)施例4:
參見(jiàn)圖4,示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的指控為核心的組合式作戰(zhàn)實(shí)體模型的運(yùn)行流程圖:
步驟一:仿真初始化
步驟11:?jiǎn)?dòng)仿真引擎,創(chuàng)建和初始化仿真引擎框架。
步驟12:創(chuàng)建和初始化仿真引擎的功能模塊,包括:時(shí)間管理器、事件管理器、對(duì)象管理器、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境服務(wù)、交戰(zhàn)裁決服務(wù)等,為作戰(zhàn)實(shí)體模型提供所需的各種功能和服務(wù)。
步驟13:仿真引擎加載模型,調(diào)用作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架的初始化接口。同時(shí),作戰(zhàn)實(shí)體模型集成框架加載和初始化各項(xiàng)功能組件。例如:戰(zhàn)略偵察機(jī)實(shí)體模型集成框架加載和初始化戰(zhàn)略偵察機(jī)指控組件、戰(zhàn)略偵察任務(wù)組件、戰(zhàn)略偵察機(jī)知識(shí)庫(kù)、空中運(yùn)動(dòng)組件、戰(zhàn)略偵察機(jī)感知組件、通信管理組件和資產(chǎn)管理組件。
步驟14:仿真引擎加載想定,根據(jù)想定內(nèi)容創(chuàng)建和初始化作戰(zhàn)實(shí)體實(shí)例。
步驟二:仿真運(yùn)行
步驟21:仿真引擎啟動(dòng)時(shí)間管理和事件管理器等功能模塊,推進(jìn)作戰(zhàn)實(shí)體模型運(yùn)行,直至仿真時(shí)間結(jié)束或者事件管理器中所有事件計(jì)算完畢。
步驟22:事件管理器根據(jù)事件類型分別映射到指控組件的事件處理功能模塊、感知組件、通信管理組件,進(jìn)行相應(yīng)的模型計(jì)算,包括:態(tài)勢(shì)融合處理、消息處理、作戰(zhàn)任務(wù)處理。
步驟23:指控組件控制感知組件中傳感器的開(kāi)啟與關(guān)閉,獲取感知組件的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),對(duì)態(tài)勢(shì)進(jìn)行處理,更新知識(shí)庫(kù)的事實(shí),執(zhí)行規(guī)則推理。
步驟24:指控組件接收和處理通信管理組件傳遞的消息,如果是下級(jí)向上級(jí)匯報(bào)的情報(bào)信息,那么更新知識(shí)庫(kù)的事實(shí),執(zhí)行規(guī)則推理;如果是上級(jí)向下級(jí)發(fā)送作戰(zhàn)命令,那么執(zhí)行任務(wù)規(guī)劃與決策。
步驟25:指控組件訪問(wèn)資產(chǎn)管理組件,獲取資產(chǎn)類型和數(shù)量信息,在資源補(bǔ)給和資源消耗等事件處理函數(shù)中對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行增加、減少等維護(hù)。
步驟26:指控組件訪問(wèn)運(yùn)動(dòng)組件,提交運(yùn)動(dòng)計(jì)劃,實(shí)施機(jī)動(dòng),同時(shí)獲取實(shí)體的位置、速度、運(yùn)動(dòng)方向等信息。
步驟27:指控組件根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、上級(jí)作戰(zhàn)命令、知識(shí)庫(kù)等信息進(jìn)行作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃與決策,制定作戰(zhàn)任務(wù),加載和調(diào)度相應(yīng)的任務(wù)組件。
步驟28:任務(wù)組件接收指控組件傳遞的任務(wù)參數(shù),執(zhí)行相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)。在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中任務(wù)組件可以訪問(wèn)知識(shí)庫(kù)、資產(chǎn)管理組件、運(yùn)動(dòng)組件、感知組件、通信管理組件等,調(diào)用相應(yīng)的功能;
其中,仿真運(yùn)行步驟中指控組件及其他各項(xiàng)功能組件,可通過(guò)實(shí)體模型集成框架中的仿真引擎功能接口,調(diào)用仿真引擎功能模塊的功能函數(shù),例如:向事件管理器提交新事件。
步驟三:仿真結(jié)束:
仿真引擎調(diào)用實(shí)體模型集成框架的仿真結(jié)束處理接口,對(duì)作戰(zhàn)實(shí)體實(shí)例進(jìn)行析構(gòu),釋放內(nèi)存,卸載各項(xiàng)功能組件。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此,對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定保護(hù)范圍。