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《国防科学技术大学》 2003年
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面向效能评估的平台级体系对抗仿真跨层次建模方法研究

杨峰  
【摘要】:作战效能评估是武器装备论证的一个核心问题。信息化战争的复杂性使得仅靠传统的解析评估方法或者专家评估方法,已经很难有效而全面地解决作战效能评估问题,迫使人们转而向仿真的方法寻找解决的途径,提出了基于体系对抗仿真的评估方法。另一方面,不同的职能部门(比如军方总体论证研究所与工业方的总体设计部)对作战效能评估有着不同层次的研究目的和研究视角,对体系对抗仿真形成了不同层次的研究需求。当体系对抗仿真技术面向实体如此众多,相互关系如此复杂,作战样式如此多样的战场对抗体系时,要想在一个分辨率层次上进行仿真从而解决多个层次的作战效能评估问题非常困难。 解决这个问题的办法主要有两种:一种是分而治之,一种是合而治之。所谓分而治之,是指运用分层的办法,具体的说就是将面向作战效能评估的体系对抗仿真系统划分为从高层仿真系统到低层仿真系统的多个仿真层次;所谓合而治之是指运用聚合的方法,具体的说就是将复杂的、高维的仿真模型简化、抽象、降阶从而达到控制体系对抗仿真模型复杂度的目的,其中运用元模型建模技术将仿真模型聚合为元模型是一类重要途径。对于第一种办法,对于分解后形成的多个层次的仿真系统,如何建立高层仿真系统对低层仿真系统的框架约束,我们称之为“高层仿真指导低层仿真”问题。对于第二种办法,对于低层仿真系统所形成的仿真元模型,如何按照一定的框架将他们聚合到高层仿真系统,我们称之为“低层仿真支持高层仿真”问题。 本论文的研究围绕“高层仿真指导低层仿真”与“低层仿真支持高层仿真”两大问题展开,具体研究内容包括: (1)分析体系对抗仿真面临的问题一即多视图问题、多分辨率问题与不确定性问题,提出综合解决“高层仿真指导低层仿真”与“低层仿真支持高层仿真”两大问题的方法论一跨层次建模方法论,给出其参考模型。 (2)高层仿真要指导低层仿真系统,关键是根据高层仿真系统的模型结构建立对低层仿真系统的框架约束。论文研究了静态建构方法与动态建构方法两类高层仿真系统的模型结构建模方法,分别形成实体结构与模型框架;在此基础上研究了实体结构剪裁与实验框架导出两类方法分别建立高层仿真系统对低层仿真系统的实体结构约束与实验框架约束。 (3)为了解决低层仿真系统支持高层仿真系统的问题,提出元模型的建模与运用方法。论文提出元模型语义结构的概念,作为组织元模型的手段,在此基础上提出将低层仿真系统的元模型聚合到高层仿真系统的组合和嵌入方法。 (4)运用跨层次建模方法,借鉴控制论的思想,提出一种适应于体系对抗框架的新的武器系统作战效能评估方法。 (5)设计相应的体系对抗仿真评估环境,并以海军多平台反舰导弹武器系统跨层次作战效能仿真评估作为实例对论文提出的理论方法加以验证。 本文研究有几个创新之处:首先,论文综合运用并发展了全局建模办法与元建模方法,提出建立多个仿真层次有机联系的方法论—即以建构—解构—拟合—聚合为核心的跨层次建模方法论,并给出了其参考模型:借鉴全局建模领域的系统实体结构以及需求建模领域的活性序列图的概念,分别形成仿真模型的静态结构与动态结构建模方法,提出利用实 国防科技大学研究生院学位论文 体结构剪裁和实验框架导出建立高层仿真对低层仿真的框架约束的研究方法。提出跨层次 建模方法论框架下的仿真元模型建模与运用方法,作为研究低层仿真系统向高层仿真系统 聚合的方法,发展了元建模理论。以跨层次建模方法论为基础,借鉴控制论思想,提出基 于体系对抗仿真的SCA武器系统作战效能评估方法。 本文的研究丰富和发展了装备论证系统工程与系统仿真方法学,对于推动我军武器装 备发展论证与跨层次、跨项目的虚拟采办研究,都具有重大的理论与实践意义。 关键词:体系对抗效能评估仿真元模型实验框架实体结构模型框架元模型语义结构 跨层次建模基于仿真的评估 第11页
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:E917

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