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面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真理论和方法研究

周云  
【摘要】:动态性和不确定性是军事系统、经济系统和社会系统等复杂系统的典型特征,准确分析和预测复杂系统的行为非常困难。基于动态数据驱动的应用仿真将仿真系统与实际系统有机结合,为复杂系统提供更准确的分析、预测与控制方法,从而得到更可靠的结果,有效提高决策的可靠性、灵活性和前瞻性,降低决策风险,是动态不确定环境下辅助决策的一种有效方法。基于动态数据驱动的作战仿真将在军事指挥控制实时决策支持领域发挥重要作用,并对社会政策和经济政策分析、公共突发事件的实时响应模式产生重大影响。本文以动态数据驱动应用系统思想为理论基础,以动态数据驱动的作战仿真为研究背景,以并行仿真为实现依托,以在线辅助作战决策为最终目的,对面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真(Dynamic Data Driven Simulation for Real-time Operational Decision Support, D3S-RODS)的理论和方法进行研究。 动态数据驱动应用系统思想是D3S-RODS研究的理论基础。论文首先系统研究并分析动态数据驱动应用系统基本概念,并建立动态数据驱动应用系统概念框架;然后,研究动态数据驱动应用系统涉及的相关技术,建立相应的技术框架;接着,对与动态数据驱动应用系统相关的概念和系统进行辨析,在此基础上,提出了构建综合集成动态数据驱动应用系统、共生仿真系统和平行系统思想的D3S-RODS系统的思想。为开展动态数据驱动应用系统相关方面的研究打下了基础。 论文研究了D3S-RODS系统的构建。在动态数据驱动应用系统基本思想的指导下,以现代战争的需求为背景,应用实时预测与多方案评估原理,提出了“训练作战一体、分析决策一体”的面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真系统的高层框架,详细分析了各组成部分的功能及实现思路,给出了系统进行实时决策支持的运作过程,以及训练、分析和作战下的应用模式,为将各种不同用途的作战仿真系统统一于一个框架下提供有益的参考。 动态仿真引擎是实现D3S-RODS系统的核心支撑。论文分析了现有动态仿真引擎的特点,阐明了实时镜像仿真与快速仿真的概念及其区别与联系。在此基础上,设计了动态仿真引擎结构,支持基于异地克隆技术的多时间推进机制和基于人机交互的动态数据注入,并实现了动态仿真引擎的原型??D-PARSE (Dynamic PARallel Simulation Engine)。D-PARSE原型系统实现了交互框架,为用户的实时交互提供了手段。 仿真克隆技术是支持动态仿真引擎的关键技术。论文系统研究了作战仿真中分析仿真的三种类型,提出整合三种分析仿真的广义多方案分析仿真概念,指出仿真克隆方法是提高广义多方案分析仿真的有效途径。在深入研究仿真克隆概念和基本方法的基础上,提出了原地克隆和异地克隆的方法,并实现了异地克隆方法。最后提出综合集成原地克隆和异地克隆的方法,更加高效地支持广义多方案分析仿真。 研究成果将应用于我军联合作战辅助决策仿真系统的建设。


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