基于HLA的舰载作战指挥决策仿真系统研究

论文摘要

现代海战中,空中飞机和反舰导弹是水面舰艇面临的主要威胁。这些反舰武器的运动速度快、机动性能好、作用距离远,要想赢得战争的胜利,就要求指挥员能够对大量瞬息万变的战场信息做出快速、准确的判断,从而形成及时有效的作战方案。然而,只凭指挥员的力量是无法承担这样繁重的任务的,因此必须建立一个行之有效的作战指挥决策系统,使其发挥最大的作战能力。因此,对舰载作战指挥决策系统进行仿真显得尤为重要。本文首先研究舰艇作战的总体决策过程。利用舰艇作战状态量化描述舰艇作战过程,将专家经验以作战状态的形式形成产生式规则存入知识库,并利用C++建立正向推理机制的专家系统进行决策仿真。而后以舰艇对空作战过程展开讨论。在利用空战态势指数和空战能力指数描述了敌机的威胁评估模型后,首先,利用最优化理论中的运输问题建立多机协同空战的战役层决策模型,即编队间的目标分配问题。接下来,研究敌我编队内部的决策问题,利用枚举法和多目标优化法来实现目标分配与火力分配决策仿真过程。最后,将影响反舰导弹威胁程度的各因素作为属性值,运用层次分析法建立反舰导弹的威胁评估模型,并采用0-1整数规划法来完成舰空导弹拦截反舰导弹的决策过程,即舰艇发射架的分配问题。以舰艇被捕捉概率最小为前提,通过建立舰艇规避反舰导弹机动数学模型得出不同距离和航向差对应的最佳规避角,从而形成样本数据,而后利用BP神经网络进行决策仿真。由于高层体系结构HLA（High Level Architecture）能够满足复杂大系统的仿真需求,本文建立了基于HLA的舰载作战指挥决策仿真系统,实现了舰艇的分布式指挥决策过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景与意义
• 1.1.2 国内外研究现状和发展
• 1.2 分布交互式仿真
• 1.2.1 分步交互仿真概述
• 1.2.2 分步交互仿真发展过程
• 1.3 论文主要内容
• 第2章 舰艇作战指挥总体决策专家系统设计
• 2.1 引言
• 2.2 作战指挥总体决策模型
• 2.3 专家系统
• 2.3.1 专家系统概述
• 2.3.2 专家系统的功能与结构
• 2.3.3 专家系统的基本特点
• 2.3.4 专家系统的开发过程
• 2.3.5 专家系统的知识表示
• 2.3.6 专家系统的推理模型
• 2.4 用C++实现决策专家系统的设计
• 2.4.1 用C++实现知识的表示
• 2.4.2 用C++实现知识的获取
• 2.4.3 用C++实现推理机制
• 2.5 本章小结
• 第3章 舰艇对空作战指挥决策仿真
• 3.1 引言
• 3.2 多机协同空战的指挥决策模型仿真
• 3.2.1 空战态势评估和能力评估
• 3.2.2 战役层决策模型
• 3.2.3 战术层决策模型
• 3.3 舰空导弹拦截反舰导弹决策模型仿真
• 3.3.1 反舰导弹的威胁判断与排序
• 3.3.2 拦截决策模型
• 3.4 舰艇规避敌反舰导弹决策模型仿真
• 3.4.1 反舰导弹概述
• 3.4.2 我舰规避敌导弹的机动模型
• 3.4.3 我舰最佳航向的仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 高层体系结构HLA
• 4.1 引言
• 4.2 HLA概述
• 4.2.1 HLA的组成
• 4.2.2 HLA的基本思想
• 4.2.3 HLA的主要特点
• 4.3 HLA规则
• 4.3.1 HLA的联邦规则
• 4.3.2 HLA的联邦成员规则
• 4.4 HLA接口规范
• 4.5 HLA对象模型模板
• 4.6 HLA联邦开发过程
• 4.7 本章小结
• 第5章 基于HLA的指挥决策系统的实现
• 5.1 引言
• 5.2 系统的仿真需求及其组成结构
• 5.3 系统各联邦成员功能需求
• 5.4 交互类及交互参数的设计
• 5.5 系统仿真流程及其实现
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢