自行防空系统协同作战建模与仿真方法研究

论文摘要

纵观近年发生的局部战争如利比亚战争,战争的局势往往是从防空开始改变的。为此,对防空武器的作战研究显得十分重要。考虑将来重点发展自行防空火炮的趋势,本文将重点对自行火炮系统的防空效能分析。考虑到战地防空的不确定性和突发性,采用一般的解析法难以描述防空指挥作战过程,而采取真实试验却受到时间,空间以及研究经费投入等方面的制约。基于此,本文以自行防空武器火炮作战单元为研究对象,采用系统工程的理论与方法,基于离散事件系统建模仿真方法以及OODA决策环思想,结合实验室现有的仿真平台和开发环境,展开自行防空武器的协同作战建模与仿真研究。本文的主要工作与研究内容包括：(1)对协同效能进行了分析,并对协同效能的分析理论进行了归纳与研究。对OODA决策环思想和DEVS形式化描述方法进行了有效的阐述。(2)提出了基于DEVS理论对自行防空高炮的协同作战进行建模方法。充分结合OODA环思想,建立经典耦合的和并行耦合的自行火炮作战单元仿真DEVS模型。(3)基于排队论对自行防空火炮协同作战过程进行离散事件系统建模,设计了仿真策略和仿真模型。(4)建立自行火炮的防空作战想定,结合红蓝双方防空对抗背景,进行仿真案例分析,分别比较了在防空火炮在协同有力和协同不力的情况下作战情况。本文研究的对自行防空武器协同作战效能建模仿真方法,重点强调协同仿真的建模形式化描述,这对分析自行火炮的协同作战效能提供了理论和实际的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 防空武器协同作战的研究
• 1.2.2 装备系统效能的建模与仿真的研究
• 1.2.3 协同指挥控制作战框架的研究
• 1.2.4 文献综述小结
• 1.3 本文的研究目标及研究内容
• 1.4 论文结构图
• 2 协同作战效能概念及协同理论
• 2.1 效能及效能评估分析
• 2.1.1 作战效能
• 2.1.2 效能评估及方法
• 2.1.3 效能分析理论
• 2.2 协同效能分析理论
• 2.2.1 防空作战系统的耗散理论分析
• 2.2.2 哈肯协同理论
• 2.2.3 OODA决策环协同思想
• 2.2.4 协同仿真的特点与仿真基础理论
• 2.3 本章小结
• 3 自行防空武器协同作战形式化建模方法
• 3.1 通常的装备作战单元协同作战仿真的建模方法
• 3.1.1 蒙特卡洛方法
• 3.1.2 Agent建模方法
• 3.1.3 离散事件系统建模及仿真方法
• 3.2 DEVS的协同仿真建模理论
• 3.2.1 DEVS的原子模型
• 3.2.2 DEVS的耦合模型
• 3.2.3 DEVS的其它模型
• 3.3 基于DEVS对协同单元的OODA决策环建模与描述
• 3.3.1 OODA作战决策环
• 3.3.2 自行火炮单元协同作战的特点
• 3.3.3 基于DEVS的自行火炮单元协同防空建模
• 3.4 本章小结
• 4 自行防空武器的协同作战仿真建模与设计
• 4.1 基于排队论的作战建模
• 4.1.1 排队系统要素
• 4.1.2 基于排队论的防空作战系统建模
• 4.1.3 实体流图
• 4.2 排队系统仿真模型设计与实现
• 4.2.1 仿真策略
• 4.2.2 仿真模型设计
• 4.3 本章总结
• 5 案例应用
• 5.1 仿真环境及相关技术
• 5.1.1 基于STAGE的仿真环境
• 5.1.2 基于Creator/VEGA Prime的建模与仿真
• 5.2 防空作战想定及应用分析
• 5.3 火炮协同作战仿真的仿真器设计
• 5.3.1 单一的火炮单元实体的仿真器伪代码
• 5.3.2 多个火炮协调器伪代码
• 5.3.3 自行火炮作战单元在行为脚本设计
• 5.4 自行防空武器协同作战仿真过程
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 下一步的研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录