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1、聚合作战建模研究第21卷第2期计算机仿真2OO4年2月文章编号:1006—9348(2004)02一OOO7一o4聚合作战建模研究张国春,胡晓峰(国防大学训练模拟中心,北京100091)摘要:该文首先说明聚合作战模型建模的必要性,然后归纳了聚合作战模型的特征,给出模型的一般抽象结构及其组分的一些实用的建模方法.最后探讨了聚合作战模型一致性的有关问题.通过研究,明确了聚合作战模型建模的整体框架,主要方法和存在的问题,为进一步研制和开发聚合作战模型打下基础.关键词:聚合作战模型;模型结构;建模方法;高分辨率模型中
2、图分类号:TP391.9文献标识码:A1引言在高层的战略,战役模拟,分析及大规模分布交互式仿真中,由于需要从一定层次上考虑各类部队实体,当前计算机能力和模拟运行时间的限制,一般需要建立聚合作战模型,而很少或很难使用高分辨率作战模型.一方面由于高分辨率作战模型一般很少涉及对高层指挥,决策等信息的描述,因而不能满足高层模拟的需要;另一方面由于高分辨率作战模型对作战问题或现象描述得太详细以致于对一些结果难于提供明确的,具有说服力的解释.例如,当我们要对一个战区战略性战役进行指挥训练模拟时,就没有必要模拟到单兵和单件
3、武器.即使要模拟到单兵和单件武器,仅仅从人员和武器数量来看,目前技术水平恐怕难以实现.因此,高层次的作战模型一般都将单个人员和武器聚合成一个单元,一方面通过单元间联系和交互的描述体现指挥决策及作战行动,另一方面也使模拟实体的数目降低到可管理的程度.聚合作战模型的特征是什么,和高分辨率作战模型到底有什么区别和联系,其模型结构如何,描述的内容有哪些,每项内容建模的方法是什么,如何保证其可信性等问题是值得研究的.2聚合作战模型的特征聚合作战模型是相对高分辨率作战模型而言的.它也可称为低分辨率作战模型或宏观作战模型.
4、所谓高分辨率作战模型,是指将作战中的每个人员或武器装备都描述成独立的实体,每个实体定义大量的属性来记录其在模拟作战时间中每一时刻的位置,能力,活动及其对战场和敌方的感知情况.高分辨率作战模型使人们能够看到作战的详细细节,并能够认识和找出细微差别导致不同输出结果的原因.而聚合作战模型是将单个人员和武器聚合成一个单元,其基本基金项目:本文将得到863项目资助.合同号为:AAII5120.收稿日期:2OO3—04—25实体是成组,成建制的,单个人员或武器很少或根本没有.聚合作战模型和高分辨率作战模型相比具有的主要特
5、征有:2.1模拟实体是聚合体模拟实体是模型中所要描述的可辨识的人员,武器装备,部队,指挥机构,行动计划等与作战行动相关的主体及客体.在聚合作战模型建立之前,要确定模型描述的最小作战单元,称之为模型分辨率或模型粒度.聚合作战模型分辨率的确定是非常简单的,因为分层的军事指挥结构已经定义了一系列适当的粒度.例如,陆军聚合作战模型一般选择基本粒度是:班,排,连,营,团,旅,师,军,战区.模拟实体就是由这些基本粒度的实体按一定关系(分类,组合,关联)组成的各种聚合体.如一个军可能有高炮师,装甲师,摩步师等.每个模拟实体
6、都有详细的属性列表,以表示其具有的能力,活动和对战场的感知情况.比模型粒度高的单元,如高层指挥部,也要作为一个实体,具有其指挥部所需要的属性.比模型粒度低的单元将不再作为模拟实体,其属性不会在模拟中体现.例如,一个聚合作战模型中不会表示每个士兵的精确位置,代之以营的中心位置和前沿宽度.在一个聚合体中有关个体的有限状态或活动是以平均属性值的形式存在的,个体的属性差别信息不再体现.例如,将一个坦克营剩余弹头数作为一个属性,根据剩余坦克数将得出一辆坦克所剩余弹头的平均数,而没有考虑一些坦克几乎没有弹药而另一些坦克可
7、能还没有发射一枚弹头的情况.如果在图形上表现,那么高分辨率模型输出结果的起伏性被平滑掉了.2.2聚合体的行为具有宏观整体性聚合体的行为是聚合体所具有能力和功能的体现.聚合作战模型描述的是聚合体的宏观整体行为,而不是单个个体的具体行为.高分辨率模型中的复杂相互交织的随机事件序列将被整体行为过程所代替.例如,一个机步营的机动速度是营内所有车辆运动速度的整体表现,而无法知道每辆车的具体速度.——一7——对聚合体行为的宏观整体描述的问题之一是无法跟踪工程层次的数据.许多假设和想定细节都被淹没在行为的整体属性上了,因此
8、很难知晓这些因素的作用.2.3聚合体闻的交互是过程平均聚合体间的交互是指聚合体间的相互作用,其结果对聚合体的状态产生影响.聚合作战模型模拟的聚合体间的交互是在相对长的一段时间(从几分钟到一天)内的过程平均.例如,在高分辨率模型中,杀伤是通过目标获取,目标选择,开火,命中和评估一系列离散事件来模拟的.而在一个聚合模型中,因为不能跟踪单个个体动作而使聚合模型失去了有关事件序列及事件发生的精确时间等信息,
