综合自然环境中变化风场的工程仿真方法

综合自然环境包括地形、大气/气象、海洋、空间四大领域,变化风场作为大气环境中的重要组成部分,其对飞行器使用性能的影响不容忽视。针对变化风场对飞行影响的两种主要表现形式,分别以风切变和大气紊流建立工程化的风场模型,并以某型导弹为仿真算例,分析了所建立的变化风场模型对导弹弹道、姿态特性的影响,验证了所建立变化风场模型的有效性和工程实用性。

作战仿真技术综述

作战系统是社会复杂巨系统,仿真可以在实验室研究与学习战争,是对军事学科发展和实验研究的补充。对作战仿真的几个主要共性技术问题进行了简要论述,包括:任务空间功能模型、综合自然环境建模、多分辨率建模、基于多智能体的计算机生成兵力建模、复杂大系统建模与仿真的VV&A、仿真支持环境、基于网格技术的网络中心战仿真等。在作战仿真研究过程中,应建立一个综合虚拟战场支撑环境,将作战仿真所有共用部分建成一个平台,在此基础上开发各用户为某种目的的仿真应用。

虚拟战场环境中的多维信息综合显示

21世纪的综合战场环境(SB)中演练将包括陆海空天多种实体在综合自然环境(SNE)中的 协同作战,指挥控制(command and control,C2)系统操作员需要一种直观、自然的方式了解整个战场的所有信息,以便对训练效果和武器性能做出高效快速的评估和分析。传统的桌面显示模式面对综合战场环境中的巨大的信息量暴露出了多方面的局限性。本文综合2D/3D优点提出多维信息综合显示的构想。

地物仿真及交互可视化编辑工具的设计与实现

地形是虚拟环境的承载体,地形建模也是综合自然环境建模的基础环节。综合自然环境建模的目的不仅是使地形等相关环境要素在虚拟环境中得到本征还原,更重要的是构筑人与虚拟环境的多层面交互通道。其中,对模型实施编辑及分析是交互的两个重要层面。论文基于此开发了地物仿真及交互式可视化编辑工具-----TEVS,以地形要素为代表,探索将环境要素建模、编辑与分析三者加以整合的技术方法。论文提出了人与虚拟环境交互行为的划分层次,从低层到高层依次为数据级、分析级和协同级。论文认为在综合自然环境下,原先处于分散,无序的环境要素模型应该被有序地组织,从而使其具有可控性及可编辑性,为最终实现人与虚拟环境有序和谐的交互奠定基础。

虚拟自然环境计算模型的研究与实现

虚拟自然环境的构造方法是虚拟现实技术的重要组成部分。本文从气象、地形和水文三个方面给出了虚拟自然环境的快速构造方法 ,在此基础之上 ,提出了一种可以实时估算各种环境因素动态变化的计算模型。这种基于离散时间段的环境因素计算模型 ,既保证了虚拟自然环境的实时性能 ,又使环境因素的动态变化能够影响仿真实体的决策和运行 。

一种基于SEDRIS的海战场自然环境描述方法

针对在M&S领域海战场自然环境描述不统一、不规范的现状,首先分析海战场自然环境数据需求,进而运用面向对象思想并结合EDCS分类原则建立海洋、大气环境特征对象框架;然后基于SEDRIS规范对海洋、大气环境数据进行完整的表示与存储,最后运用SEDRIS API编写一个简单的STF格式数据,并用SEE-IT工具对其进行查看,说明上述方法的可行性与实用性。

综合自然环境仿真系统的评估方法研究

在分析仿真系统评估目的和定义的基础上,根据综合自然环境仿真系统的指标评估体系结构,提出了改进的层次分析法在综合自然环境仿真系统评估中的应用,明确地列出了改进的层次评估法的实施步骤,并且根据综合自然环境仿真的末端指标总排序评估权重和末端指标评估值得出了综合自然环境仿真的最终评估结果,与此同时给出了支持综合自然环境系统评估的辅助工具———HLA联邦开发、运行及VV&A集成协同工作环境(HF-DEV ICE),以工作流的形式给出综合自然环境实施递阶层次评估的过程。

大气环境仿真剧情生成系统(英文)

大气环境仿真剧情生成系统(AESSG)辅助用户利用不同来源的大气环境数据生成能够满足仿真需求的大气环境仿真剧情。支持输入人类语言描述的模糊查询条件。模糊检索后查询结果按照符合度来排列,供用户选择。模糊逻辑技术引入到环境信息搜索引擎来实现模糊搜索。AESSG运行时系统作为联邦成员参与仿真联邦的仿真,实时响应联邦内的环境信息请求。大气环境信息资源库支持多来源、多分辨率的大气环境数据与模型的存储。

无人飞行器飞行实时大气环境仿真服务器

无人飞行器飞行仿真实时大气环境服务器是大气环境仿真服务系统(Atmosphere Environment Simulation Platform)的一部分。在仿真应用中,它负责响应仿真联邦内无人飞行器以及其它实体的大气环境信息请求,并反馈以正确的环境信息。实时大气环境服务器的实时性是保证整个仿真系统正常运行的重要环节。介绍了实时大气环境服务器的设计方案,引入内存数据库技术,提出磁盘与内存交换策略来解决实时大气环境服务器的实时性的问题。在实际应用中,实时大气环境服务器运行良好,满足了多用户实时的环境信息请求。

虚拟远海环境的建模与渲染技术

通过分波幅和分相位的扰动算法,改进了基于线性风浪谱的圆滑波峰现象;结合SNE(Synthetic Natural Environment)的浪级、风级、浪高,以及平均周期等信息,实现了与环境结合的风浪可视化算法;综合心理声学和音乐声学等主观声音学科,提出了风浪波谱参数的修正方案,并实现了实时风浪噪音算法的均衡器特性参数与增益调参;采用基于流动纹理的过程着色方案;并将环境纹理镜像化后合并,然后进行景象的高斯模糊;着色后修饰环境图像噪声,提高了适用于海洋景象模拟的纹素质量;实现了基于SNE综合自然环境信息的实时远海视听一体化系统,验证了视听算法的有效性.

大气环境剧情生成技术研究

在基于模糊逻辑搜索原理的基础上,针对人类自然语言表述的大气环境信息需求,研究了面向仿真应用的大气环境剧情生成技术,快速自动地生成满足建模与仿真用户需要且物理一致的大气环境综合剧情。以剧情生成引擎为总体,分析了模糊逻辑搜索技术的原理与在环境剧情生成中的应用技术。针对建模与仿真用户用人类语言表述的大气环境信息条件,研究了大气环境剧情所需的语义规范和物理规则。实现了剧情数据产品的生成与可视化,为建模与仿真应用对大气环境剧情的需求提供了技术支持。

基于多Agent的战场角色仿真建模研究

作战仿真系统模型的复杂性主要来源于战场角色行为和战场环境的复杂性,多Agent系统是解决复杂问题的有效方法。分析作战仿真系统的模型组成和特点,结合自然环境建模,研究了基于多Agent的战场角色建模方法,描述了战场角色Agent所需的组件及其功能。设计了一种面向战场角色建模的通用Agent体系结构,并对战场角色Agent的规划、通信和协作等理论和应用问题进行了研究。

合成海洋环境建模与仿真

海洋环境对海军武器装备及作战行动有着重大的影响。首先阐述了合成海洋环境的基本内涵,并从海军各仿真应用领域角度分析了其对合成海洋环境的需求;其次构建了合成海洋环境的概念参考模型,并对建模内容与仿真原理有关技术问题进行了阐述;最后给出了合成海洋环境在潜艇对抗反潜巡逻机仿真系统中的应用。实践表明,合成海洋环境不仅是海军作战仿真的必然需求,而且也是获得和提高仿真可信性、互操作性和可重用性的关键。

基于交换机制的环境数据重用方法研究

综合自然环境建模与仿真是当前军事建模与仿真领域研究的热点与难点,而在不同应用领域里重用(SNE)数据则是发展趋势。首先,从综合环境数据层次入手,研究基于交换机制的数据重用方法的基本原理和处理过程;然后,通过具体分析SEDRIS(Synthetic Environmental Data Representation and Interchange Specification)来阐述上述方法的可行性与实用性;最后,根据SEDRIS应用上的不足,分析数据交换方法今后的发展方向,为建模与仿真领域的数据重用提供了一些新的思路和见解。

基于自然环境模拟的预报云图仿真系统

预报云图仿真系统能够为用户模拟生成未来时刻的用户关心谱段的卫星观测云图。该系统通过数值天气预报建立正演所需要的大气数据场(含云微物理特性),引入FTRM快速辐射传输模式,对有云模式下各个通道的辐射能量进行模拟。预报云图系统能够为卫星应用系统工程建设提供模拟数据支持并能够为灾害性天气检测提供分析数据。经过实际数据生产与验证,生成的预报云图在云系形状和典型目标能量等级上与实际观测数据具有可比性。系统生成的预报云图具有高可用度,可作为模拟数据使用。

新疆资源利用、环境保护与经济发展

新疆是我国植被破坏、水土流失、土地荒漠化等环境问题最严重的地区之一,所以在实施西部大开发战略中,一方面需要立足于新疆特色资源和环境,调整产业结构,可持续地利用各种特色资源和环境;另一方面,通过退耕还林还草,实施大规模的生态环境建设和环境综合治理等措施,促进新疆地区经济的可持续发展。本文正是基于新疆资源、环境与经济问题的探讨,寻求新疆资源、环境的可持续利用与经济可持续发展的双赢对策。

基于产品机制的环境数据重用方法研究

综合自然环境建模与仿真是当前军事建模与仿真领域研究的热点与难点,而在不同应用领域的SNE数据的重用则是一个发展趋势。首先,从综合环境数据层次入手,研究了基于数据产品机制的数据重用方法的基本原理和处理方法,并分析设计了该数据产品机制的仿真实现方式;然后,通过具体分析CDB(Common DataBases),来阐述了上述方法的可行性与实用性;最后,根据CDB在应用上的不足,分析了数据产品机制今后的发展方向,为建模与仿真领域的数据重用提供了一些新的见解。

煤制天然气发电对中国碳排放和区域环境的影响

PM2.5治理与低碳发展具有显著的协同效应,然而并非所有的PM2.5治理措施都达到低碳的效果,煤制天然气项目是其中最为突出的一类。本文梳理了煤制天然气产业政策与现状,采用全生命周期评价法,对煤炭和煤制天然气发电过程中的CO2、SO2、NOx排放进行了分析。研究结果表明,用煤制天然气替代煤炭,每发1 k Wh电可以减少SO2排放9.73 g,减少NOx排放0.45 g;但同时将多消耗142 g标准煤,增加CO2排放406.2 g。煤制天然气项目对天然气使用地的大气污染防治具有正面作用,但却给煤制天然气生产地带来严重的环境负外部性问题。从而,煤制天然气的生产与消费是一种资源消耗和环境排放的转嫁,而且从整体上提高了我国的煤炭使用量和CO2排放量。定量评估显示,如果将各地建成、在建或拟建的所有煤制天然气项目全部投入生产,每年约消耗8.1亿t原煤,用这部分煤制天然气替代煤炭发电所增加的CO2排放将占2010年全国CO2排放量的3%-6%。因此一味地使用煤制天然气替代煤炭来达到雾霾治理这一目的,忽视其将长期存在的严重的资源环境效率损失和公平损失问题,我国环境保护与低碳发展将陷入"头痛医头,脚痛医脚"的恶性循环。改善我国环境质量的根本途径在于推动能源生产和消费革命,而控制能源消费总量是最为优先的措施。煤制天然气应该用来替代分散的煤炭使用,以此来达到煤炭清洁高效利用的目标。在发电行业,应该大力进行技术改造,实现比使用煤制天然气更好的环境效益。从全生命周期内的资源消耗和环境影响来看,煤制天然气项目建设必须高度重视,慎重决策。

大气环境仿真建模方法研究

大气环境仿真模型是大气环境仿真试验及大气环境仿真系统建设的基础和前题,是综合自然环境仿真的重要组成部分。阐述了大气环境仿真模型的三种设计方法,即理想化模型、统计特征模型和数值模型,并着重以统计特征模型为例,提出了统计建模的具体步骤和方法,最后指出了大气环境仿真模型的关键技术及其发展中应注意的问题。

水环境区域补偿的改善效应及机制研究——基于江苏省的准自然实验

流域生态补偿对中国污染防治有着重要意义。为检验流域生态补偿在省级层面的政策影响效应以及作用机制,运用合成控制法(SCM)对江苏省率先推行的“水环境区域补偿政策”进行研究。研究发现:江苏省的“水环境区域补偿政策”显著且持续改善了自2016年之后的水污染强度,该政策使水污染强度年平均下降幅度最高达到5.85%;机制分析表明,“水环境区域补偿政策”主要通过提升经济水平、加强公众环保意识以及增加国有企业占比这三大途径减少污染型工业企业排污。研究为流域生态补偿制度从单个流域试点到省级层面推广提供了有效证据,同时为中国运用流域生态补偿制度打赢污染防治攻坚战提供了理论支持。