基于DSM的效能仿真多范式组合建模方法研究

发布时间：2024-03-07 05:48

　　武器装备作战效能评估是武器装备论证、研制、训练等工作的重要基础,能够对武器装备在典型想定下完成指定作战任务的能力和效果进行定量分析。作战效能评估涉及作战双方或多方的作战武器装备体系和作战人员,包含复杂的作战对抗过程和大量的不确定因素。鉴于传统基于纯解析方法的局限性和物理实验的难以操作性,近年来,武器装备作战效能的评定逐步引入了基于仿真的方法,即作战效能仿真评估。一方面,作战效能仿真要求在武器装备体系对抗的条件下针对多个典型想定进行,存在着突出的组合建模需求;另一方面,武器装备体系涉及到多个专业领域,为提高建模抽象层次,需要对领域特定建模(DSM)进行研究。论文从以上两大需求出发,对所涉及的模型设计与实现中的五个问题进行整体性研究,从仿真建模全生命周期的角度构建了作战效能仿真的多范式建模组合框架,并对模型框架中的建模方法和关键技术进行了研究,主要工作和创新包括以下四个方面:(1)建立了基于DSM的效能仿真多范式组合建模框架。针对现有的四类统一型建模方法在支持组合建模和领域建模中的不足,本文在构建效能仿真统一模型框架的基础上,应用DSM方法,构建在多形式体系支持下的效能仿真领域组合建模框架...

【文章页数】：183 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与问题
        1.1.1 基于仿真的武器装备作战效能评估
        1.1.2 效能仿真的组合建模和领域建模需求
        1.1.3 研究问题的提出
    1.2 相关领域研究现状综述与分析
        1.2.1 效能仿真建模方法
        1.2.2 模型驱动工程
        1.2.3 领域特定建模
        1.2.4 研究现状小结
    1.3 研究内容与创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 组织结构
        1.3.3 主要创新点
第二章 效能仿真多范式组合建模框架
    2.1 问题特性分析与研究约定
        2.1.1 武器装备体系的结构特性分析
        2.1.2 武器装备体系的行为特性分析
        2.1.3 本文研究的问题边界与约定
    2.2 效能仿真建模框架的功能需求分析
    2.3 效能仿真多范式组合建模框架及其关键技术
        2.3.1 效能仿真多范式组合建模框架
        2.3.2 实现方案与关键技术
    2.4 本章小结
第三章 基于SMP2的效能仿真架构建模
    3.1 方法的提出
        3.1.1 模型框架的基本概念
        3.1.2 基于模型框架进行架构建模的需求和优势
        3.1.3 本体驱动的SMP2模型框架开发
    3.2 基于OWL的效能仿真模型架构概念建模
        3.2.1 系统结构概念建模的典型方法
        3.2.2 OWL语言与Protégé工具简介
        3.2.3 基于OWL的效能仿真领域本体构建
        3.2.4 基于OWL的效能仿真应用本体构建
    3.3 基于SMP2的效能仿真模型框架设计与实现
        3.3.1 SMP2模型框架概述
        3.3.2 效能仿真领域本体向SMP2规范的映射与转换
        3.3.3 基于SMP2的模型框架设计
        3.3.4 基于SMP2/C++映射的模型框架实现
    3.4 本章小结
第四章 基于多形式体系的效能仿真行为建模
    4.1 方法的提出
        4.1.1 建模与仿真形式体系的基本概念
        4.1.2 行为建模的研究现状
        4.1.3 基于多形式体系的行为建模过程框架
    4.2 面向作战行为特征的行为模型设计
        4.2.1 面向效能仿真的装备作战行为特征分析
        4.2.2 面向行为特征建模的形式体系分析
        4.2.3 基于多形式体系的行为模型设计过程和工具选择
    4.3 以状态为中心的多形式体系组合行为建模
        4.3.1 多形式体系建模的基本概念
        4.3.2 多形式体系组合建模的研究现状
        4.3.3 以状态为中心的组合行为建模形式体系
        4.3.4 典型武器装备的组合行为建模与示例
    4.4 基于形式体系的行为模型分析
        4.4.1 模型的形式化分析概述
        4.4.2 形式化模型分析的相关研究
        4.4.3 基于形式体系的行为模型分析方法
    4.5 形式体系行为模型实现与集成
        4.5.1 基于代码生成的自动化模型实现
        4.5.2 基于模型框架的结构-行为代码集成
        4.5.3 多形式体系子模型集成与组合仿真
    4.6 本章小结
第五章 基于DSM的效能仿真领域组合建模
    5.1 方法的提出
        5.1.1 面向仿真的DSM的需求分析与概念内涵
        5.1.2 面向仿真的DSM的关键研究问题
        5.1.3 领域特定组合建模方法与技术路线
    5.2 基于OSB元模型的语法设计与建模环境生成
        5.2.1 基于OSB元建模的抽象语法设计
        5.2.2 面向领域特征的图形化具体语法设计
        5.2.3 基于元模型的领域特定建模环境生成
    5.3 基于形式体系的指称语义实现与行为分析
        5.3.1 基于形式体系的DSSML指称语义实现
        5.3.2 基于模型转换的语义锚定
        5.3.3 基于形式体系的领域特定模型行为分析
    5.4 领域特定模型实现与集成
        5.4.1 基于代码生成器的执行语义实现
        5.4.2 基于模型框架的领域模型代码集成
        5.4.3 多领域子模型集成与组合仿真
    5.5 本章小结
第六章 效能仿真建模应用
    6.1 以平台为中心的效能仿真应用组合式开发
    6.2 认知域的领域特定仿真建模应用
        6.2.1 平台决策建模的研究现状与领域特定建模需求
        6.2.2 基于领域特定建模的决策模型设计
        6.2.3 基于形式体系的决策模型分析
        6.2.4 基于代码生成的决策模型实现
        6.2.5 直升机反潜决策建模案例研究
    6.3 物理域的领域特定仿真建模应用
        6.3.1 基于领域特定建模的导弹模型开发
        6.3.2 基于领域特定建模的雷达模型开发
        6.3.3 基于领域特定建模的平台模型开发
    6.4 综合案例：舰船海战效能仿真多范式组合建模
        6.4.1 舰船海战效能仿真的特点与基本想定
        6.4.2 仿真模型开发
        6.4.3 仿真模型集成
        6.4.4 实验设计与仿真分析
        6.4.5 小结：基于形式体系的建模与DSSM的比较
    6.5 本章小结
第七章 结束语
    7.1 论文主要工作
    7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A 缩略语中英文对照表



本文编号：3921475