基于SMP2的导弹攻防对抗仿真系统研究

指出了当前基于HLA进行攻防对抗仿真系统开发存在的不足,提出了基于仿真模型可移植性标准(SMP2)标准进行攻防对抗仿真系统开发的思路。简要介绍了SMP2标准的顶层架构以及SMP2仿真系统的运行结构和开发过程。针对战略导弹突防仿真的应用需求,搭建了基于SMP2的战略导弹突防仿真系统软件体系结构,讨论了系统的模型框架以及关键功能的设计与实现。

基于SMP2的卫星区域可见性仿真分析

全球或区域可见性分析是导航系统定位、测速和授时性能仿真分析与评估的组成部分。采用基于仿真模型可移植性标准(SMP2)的模型开发与集成方法,开发导航系统仿真模型,分析伽利略卫星导航系统在中国格网的区域可见性。附带介绍了自主研发的PIM设计工具、代码生成器、SMP2运行时环境等支持SMP2标准的软件工具。基于SMP2的仿真模型开发与集成方法具有模型可重用性好、可移植性强、手工开发代码数量少、代码质量高的优点,可在卫星导航系统定位、测速、授时体制验证与精度分析工作中得到推广应用。

基于SMP2的网络化反导防御仿真系统设计与实现

网络化反导防御系统的作战特点,对其仿真系统的模型框架及建模规范提出了新的需求。引入联合作战指挥中心JOCC与公共作战图像COP模型,设计了其体系结构和模型概念框架。基于仿真模型可移植性标准(SMP2)对仿真系统进行设计与实现,讨论了模型设计、开发、装配集成与想定编辑以及仿真实验与数据记录等关键功能的实现。最后通过实例证明了模型框架的有效性及基于SMP2开发网络化作战系统的可行性和优越性。

基于SMP2.0的全球导航系统精度因子的仿真分析

全球或区域导航精度因子(DOP,Dilution of Precision)仿真分析是全球导航系统性能指标仿真分析与评估的重要组成部分。研究了DOP的相关概念和算法,分析了DOP的可用性算法,采用基于仿真模型可移植性标准(SMP2.0)的模型开发与集成方法,设计、开发、集成和运行了面向DOP的导航系统仿真模型,并实现了支持DOP仿真分析的软件工具,最后针对GALILEO系统在中国区域的导航精度因子进行了仿真分析,验证了导航仿真系统中基于SMP2.0方法集成具有良好合理性和移植性的优点。

基于SMP2的导弹攻防对抗仿真模型开发与集成

介绍了仿真模型可移植性标准(SMP2),指出其在分析型仿真中的优点,提出基于SMP2进行导弹攻防对抗仿真系统模型开发与集成思路。从组成框架、交互框架、时序框架和对象执行框架搭建基于SMP2标准的导弹攻防对抗仿真系统概念模型框架,根据SMP2建模一般过程描述了基于SMP2的导弹攻防对抗仿真系统模型设计、开发与集成,讨论了相应的关键功能设计与实现,并以弹道导弹对美导弹防御系统突防措施论证问题为实例验证了介绍的模型开发和集成思路。

基于UML的SMP2模型集成方法研究

针对当前SMP2模型集成存在的不是完全的模型驱动和不具备图形化模型实例装配能力等问题,提出了基于UML的SMP2模型集成方法。该方法将模型集成分为两个阶段:系统分析和模型转换,并分别设计了UML Profile for SMP2Assembly和UML模型到SMP2Assembly的模型转换规则,并以某导弹攻防对抗仿真系统的模型集成为例验证了该方法的有效性。经过扩展,提出的SMP2模型集成方法可集成到UML工具中,实现基于UML的系统分析到仿真系统模型实例装配的自动化。

基于UML的SMP2模型设计方法研究

SMP2标准缺少对仿真概念建模环节的支持,建模人员难以直接进行SMP2模型设计。提出将UML作为SMP2的概念建模工具,使得SMP2设计模型可由UML模型自动生成。研究了UML到SMP2设计模型的元模型映射关系,构建了面向SMP2设计模型的UML Profile,基于XSLT设计实现了UML模型到SMP2设计模型的自动转换,进行了实例验证。

新型仿真模型规范SMP2及其关键应用技术

从四个方面总结了大型复杂仿真应用系统构建的仿真模型规范需求,对比分析了传统的五类仿真模型规范在支持四大需求上存在的不足,论证了SMP2模型规范在表示复杂仿真系统模型上的适用性,对SMP2规范较之目前流行的HLA和BOM模型规范的优越性进行了详细分析.结合四年来的研究和两年多来的应用实践,讨论了成功应用SMP2规范的九大关键技术,其中有些已经在实际项目中应用,有些则给出了设计方案,作为下一步工作的指导思路.

基于SMP2的复杂系统生成式仿真建模方法

复杂系统仿真迫切需要能够同时支持多领域分别独立针对性建模和全系统统一集成仿真的方法.将当前用于复杂系统仿真的建模方法分为统一型、组合型和生成式三大类,分析指出生成式建模方法具有较之其它方法的独特优势,有望解决复杂系统仿真建模面临的问题.研究了当前仿真领域应用的各类生成式建模方法存在的不足.提出了以仿真模型可移植性标准(SMP2)为基础,综合利用生成式建模方法的两大流派-模型驱动架构(MDA)和模型集成计算(MIC)-的先进技术和规范,构建复杂系统生成式仿真建模方法的研究思路.分析了其中的多领域生成式仿真模型公共表示规范、各类仿真形式体系到SMP2的映射与模型变换以及面向领域的仿真建模工具的自动生成等三大关键技术问题.设计了生成式仿真建模一体化支撑环境的体系结构,介绍了其中已经完成的工作和下一步的重点.

基于面向服务架构的模型可移植性规范建模仿真框架

为满足复杂系统的建模与仿真需求,提出了基于面向服务架构的模型可移植性规范建模仿真框架。结合面向服务架构思想,提出了面向服务的模型可移植性规范仿真体系结构,在该体系结构的元模型规范中加入了仿真模型服务描述元素,重新定义了相关的模型可移植性规范组件接口,并探讨了面向服务架构下模型可移植性规范的建模仿真过程。针对面向服务架构的网络特征,提出了一个基于图的混合时间同步策略,并给出了模型交互图构建方法、模型并行性评价算法以及混合时间同步策略确定方法。最后设计实现了一个基于面向服务架构的模型可移植性规范建模仿真环境,并以导航系统服务性能分析仿真为例,验证了方法的可行性。

模型驱动的组件化Agent仿真模型开发方法

作为一种研究复杂系统的有效手段,基于Agent的建模仿真方法得到了广泛应用。但目前还没有一种得到广泛认可的建模仿真规范来指导和约束Agent仿真模型的设计、开发、集成和运行,不利于提高Agent仿真模型的可重用性和开发效率。提出将采用模型驱动架构和基于组件设计思想的仿真模型可移植性规范(simu-lation model portability standard 2.0,SMP2)引入到基于Agent的建模仿真中,通过把Agent仿真中的元素映射到SMP2的模型设计和开发模式架构下,并根据Agent仿真特性对SMP2进行相应扩展,来支持模型驱动的组件化的Agent仿真模型开发。利用一个应用实例,验证了提出方法的有效性。

砂土单调剪切力学性状的颗粒流模拟

利用离散单元法中的二维颗粒流方法(PFC2D),采用了两种不同接触刚度模型对福建标准砂常规三轴试验结果进行了细观数值模拟,并探讨了不同围压水平下两种接触刚度模型的适用性.研究结果表明:对于Hertz-Mindlin接触模型,细观剪切模量影响数值试样的宏观变形模量,颗粒摩擦系数影响试样的峰值强度,细观泊松比变化对试样宏观响应影响不大.当考虑一个确定围压水平下的三轴试验模拟时,两种接触刚度模型均能得到较理想的结果;而当考虑不同围压条件时,由Hertz-Mindlin接触模型得到的结果要比线性接触模型更加符合实际砂土的性质.

砂土单调剪切力学性状的颗粒流模拟

利用离散单元法中的二维颗粒流方法（PFC2D），在分析接触刚度模型细观参数变化对宏观力学响应影响的基础上，采用了两种不同接触刚度模型对福建标准砂常规三轴试验结果进行了细观数值模拟，并从标准砂室内试验结果出发，探讨了不同围压水平下两种接触刚度模型的适用性．研究结果表明，对于Hertz-Mindlin接触模型，细观剪切模量主要影响数值试样的宏观变形模量，颗粒摩擦系数主要影响试样的峰值强度.

武器装备效能仿真的可组合建模框架研究

武器装备效能仿真不同于一般的复杂系统仿真,具备很大的组合建模潜力和迫切的组合仿真需求.当前的统一仿真协议、统一建模方法、统一模型规范等组合仿真途径主要还是从技术角度出发的,没有充分结合应用领域的实际,难以真正实现组合仿真.提出了基于模型框架实现组合仿真的思路,通过将领域共性不变知识(DIK)固化为可组合的模型框架,而应用可变知识(AVK)则可在模型框架基础上通过定制或扩展的方式进行描述.设计了武器装备效能仿真的可组合建模框架(CMF),应用实践表明能够明显地提高仿真开发效率,有力地支持模型级可组合.