常非

(1.軍事科學(xué)院 聯(lián)合作戰(zhàn)研究實(shí)驗(yàn)中心，北京100091;2.中國(guó)人民解放軍71573 部隊(duì)，山東 萊陽(yáng)265200)

1 引言

作戰(zhàn)推演與仿真系統(tǒng)是美軍研究作戰(zhàn)問(wèn)題的重要工具，在軍事訓(xùn)練演習(xí)、作戰(zhàn)分析研究、武器裝備采辦等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。模型是作戰(zhàn)推演與仿真系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)資源，本文通過(guò)分析美軍典型的作戰(zhàn)推演與仿真系統(tǒng)(EADSIM，JWARS，JTLS和FLAMES)的模型體系與建模機(jī)制，研究美軍模型建設(shè)的主要思路，為我軍作戰(zhàn)模擬的建設(shè)與發(fā)展提供參考。

2 模型及主要建模技術(shù)概念

2.1 模型的基本概念與內(nèi)涵

被研究的實(shí)際系統(tǒng)或未來(lái)的假想系統(tǒng)叫作原型，而原型的等效替身則稱之為模型。

模型是對(duì)原型的有意義的抽象。所謂“有意義”，是指對(duì)原型的重要屬性和行為進(jìn)行抽象，排除或屏蔽其中次要的、不關(guān)注的內(nèi)容;抽取出其中“有意義”的公共特征和典型內(nèi)容，并用符合一定規(guī)范的方式進(jìn)行描述和實(shí)現(xiàn)。原型以具有一定結(jié)構(gòu)和功能的獨(dú)立單元或?qū)嶓w而存在，對(duì)于復(fù)雜的原型系統(tǒng)，單個(gè)或數(shù)個(gè)模型無(wú)法完成對(duì)其屬性和行為的描述和實(shí)現(xiàn)，通常需要建立一系列模型來(lái)共同表現(xiàn)，每個(gè)模型描述原型的一個(gè)部分或一個(gè)方面(facet)，這一系列模型彼此關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)模型體系，成為對(duì)原型的寫照。

2.2 主要建模技術(shù)

針對(duì)復(fù)雜軍事系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)出多種建模方法與技術(shù)。主要有面向?qū)ο蠼７椒ㄅc技術(shù)、基于Agent/MAS 建模方法與技術(shù)、馬爾科夫建模方法與技術(shù)、特征建模方法等。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)是20 世紀(jì)80 年代以來(lái)軟件工程的重要成果，已廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。面向?qū)ο蠼７椒ㄅc技術(shù)的核心是對(duì)象和類，支持三種基本活動(dòng)——識(shí)別對(duì)象種類、描述對(duì)象種類之間的關(guān)系、通過(guò)描述每個(gè)類的功能定義對(duì)象行為，從而為面向?qū)ο蠼５於死碚撆c方法基礎(chǔ)。面向?qū)ο笫菄@著對(duì)象、類、消息、繼承性、多態(tài)性、封裝性和動(dòng)態(tài)編聯(lián)等為中心展開(kāi)的。

Agent 是一個(gè)能夠與外界自主交互并擁有一定知識(shí)和推理能力，能夠獨(dú)立完成一定任務(wù)的具有社會(huì)性的智能實(shí)體。在軍事系統(tǒng)等復(fù)雜系統(tǒng)的建模與仿真中，可以由多個(gè)Agent 按照一定規(guī)則結(jié)合成局部細(xì)節(jié)模型，并利用Agent 間的局部連接準(zhǔn)則構(gòu)造出復(fù)雜系統(tǒng)的整體模型，最后借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模型運(yùn)行，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究。在基于Agent的建模與仿真(ABMS)中，一般是在基于Agent 的模型形式化框架下，采用形式化規(guī)范方法利用Z 語(yǔ)言來(lái)構(gòu)造Agent 模型。MAS 是多個(gè)Agent 構(gòu)成的自適應(yīng)柔性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)與典型分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通常有完全集中式、完全分布式和混合式三種組織結(jié)構(gòu)模式，可滿足多種建模需求，有效地解決大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)建模問(wèn)題。

馬爾科夫建模方法與技術(shù)，是建立在馬爾科夫過(guò)程理論基礎(chǔ)上的一類針對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的建模方法與技術(shù)。針對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，有傳統(tǒng)的馬爾科夫建模方法和模糊馬爾科夫建模方法。其核心是:復(fù)雜動(dòng)態(tài)隨機(jī)系統(tǒng)可在平穩(wěn)和遍歷假定下，近似地被看成馬爾科夫過(guò)程，用可控微分方程來(lái)描述，并進(jìn)而描述為一個(gè)自回歸過(guò)程，得到一階或二階簡(jiǎn)化的可控馬爾科夫過(guò)程，對(duì)此過(guò)程進(jìn)行量化處理后，則轉(zhuǎn)化為可控馬爾科夫鏈?？煽伛R爾科夫鏈可用隨機(jī)轉(zhuǎn)移概率矩陣序列P(Uk)來(lái)描述。建模中，模型結(jié)構(gòu)(即馬爾科夫模型結(jié)構(gòu))、參數(shù)和算法是至關(guān)重要的，它們主要取決于先驗(yàn)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和對(duì)模型精度的要求。馬爾科夫模型是非參數(shù)模型，該模型由試驗(yàn)數(shù)據(jù)直接辨識(shí)得到。因此，其最大特點(diǎn)就是從系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中建立隨機(jī)近似模型。

特征建模方法是20 世紀(jì)80 年代由我國(guó)科學(xué)家吳宏鑫等提出的一套方法，結(jié)合對(duì)象動(dòng)力學(xué)特征、環(huán)境特征和控制性能要求進(jìn)行建模，而不僅以對(duì)象精確的動(dòng)力學(xué)分析來(lái)建模，已應(yīng)用于我國(guó)航天工程。其核心是抓住控制量與要求輸出變量之間的特征關(guān)系，由特征變量與特征參數(shù)組成特征模型，特征模型可以由對(duì)象物理機(jī)理直接建模，也可通過(guò)原動(dòng)力學(xué)方程與控制性能要求推導(dǎo)出特征模型［1］。

3 擴(kuò)展的防空仿真系統(tǒng)

擴(kuò)展的防空仿真系統(tǒng)(Extended Air Defense Simulation，EADSIM)是美軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的典型代表，可描述空戰(zhàn)、導(dǎo)彈戰(zhàn)、空間戰(zhàn)等多種戰(zhàn)爭(zhēng)，用于作戰(zhàn)方案分析與規(guī)劃、軍事訓(xùn)練與演習(xí)、武器裝備論證與評(píng)估等領(lǐng)域。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間美軍曾在制定“沙漠盾牌”“沙漠風(fēng)暴”等作戰(zhàn)計(jì)劃和擬制作戰(zhàn)方案中使用該系統(tǒng)，并取得了滿意的效果。

3.1 EADSIM 建模體系

在模型體系方面，EADSIM 擁有空中、導(dǎo)彈、空間作戰(zhàn)中所涉及的各種參演角色的實(shí)體模型和作戰(zhàn)模型。其中實(shí)體模型包括:陸、海、空、空間系統(tǒng)等可實(shí)施進(jìn)攻、偵察和防御行動(dòng)的模型，具體涉及固定翼和旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)、彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈、衛(wèi)星等空間偵察和通信平臺(tái)、執(zhí)行攻防任務(wù)的地面平臺(tái)，以及C4ISR 模型等。作戰(zhàn)模型包括空中機(jī)動(dòng)規(guī)避、最佳投彈和地空火力防護(hù)等地對(duì)空作戰(zhàn)模型，以及空對(duì)空導(dǎo)彈超視距交戰(zhàn)模型等［2］。

EADSIM 的模型體系架構(gòu)如圖1 所示。其中，EADSIM 按照交戰(zhàn)中打擊武器與目標(biāo)之間的空間關(guān)系，為作戰(zhàn)武器建立了各種武器系統(tǒng)的4 類通用交戰(zhàn)模型，分別是空對(duì)地、地對(duì)空、地對(duì)地、空對(duì)空交戰(zhàn)模型。

(1)空對(duì)地交戰(zhàn)模型包括自由落體航彈、反輻射導(dǎo)彈、彈頭及其他空對(duì)地導(dǎo)彈，交戰(zhàn)過(guò)程既可按照預(yù)先制定好的計(jì)劃執(zhí)行，也可動(dòng)態(tài)執(zhí)行臨機(jī)任務(wù)。需注意的是，空對(duì)地交戰(zhàn)模型也支持使用受控平臺(tái)增加巡航導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)等某些特定類型武器系統(tǒng)交戰(zhàn)過(guò)程的仿真度。

(2)空對(duì)空交戰(zhàn)模型包括半主動(dòng)和“發(fā)射后不管”空對(duì)空導(dǎo)彈交戰(zhàn)模型，前者需要維持飛機(jī)對(duì)目標(biāo)的跟蹤，后者由于不要求飛機(jī)對(duì)已發(fā)射的導(dǎo)彈進(jìn)行跟蹤，因此決定了飛機(jī)可連續(xù)對(duì)不同的目標(biāo)進(jìn)行交戰(zhàn)。

(3)地對(duì)空交戰(zhàn)模型描述防空導(dǎo)彈、高炮系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的作戰(zhàn)過(guò)程。

(4)地對(duì)地交戰(zhàn)模型包括彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈模型。地對(duì)空和地對(duì)地交戰(zhàn)中，對(duì)目標(biāo)的毀傷程度均由目標(biāo)毀傷概率計(jì)算得出［3］。

3.2 EADSIM 主要特點(diǎn)

EADSIM 最初是專門針對(duì)防空問(wèn)題進(jìn)行研究的仿真系統(tǒng)，因此其建模思路和建?？蚣軒в酗@著的防空作戰(zhàn)研究的特征，所建立的模型也都是針對(duì)防空作戰(zhàn)的武器裝備和行動(dòng)特征來(lái)進(jìn)行組織和設(shè)計(jì)。其模型體系的頂層按照任務(wù)/功能領(lǐng)域模型、物理模型、行為模型3 類進(jìn)行劃分，其中任務(wù)/功能領(lǐng)域模型中有大量模型專門針對(duì)防空作戰(zhàn)而開(kāi)發(fā)，如航跡處理模型、導(dǎo)彈突擊模型、進(jìn)攻性空中行動(dòng)模型等，這些模型專業(yè)性強(qiáng)、仿真精度高，置信度高。在武器模型類里，EADSIM 按照各種防空武器系統(tǒng)的使用，建立了4 類通用的防空交戰(zhàn)模型，可覆蓋防空作戰(zhàn)問(wèn)題研究的需要，但針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)問(wèn)題研究，在陸戰(zhàn)模型、海戰(zhàn)模型、通用指揮與控制模型、電子戰(zhàn)模型等方面還不具備相應(yīng)的技術(shù)。

EADSIM 在防空領(lǐng)域的建設(shè)中已有較好的基礎(chǔ)，可以非常方便地進(jìn)行擴(kuò)展或改造，但如果擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，在建模及其相關(guān)規(guī)則、數(shù)據(jù)方面還有大量工作要做。不過(guò)，該系統(tǒng)的建模思路和方法是面向?qū)ο蠼Ｅc結(jié)構(gòu)化建模相結(jié)合，可借鑒使用。

4 聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)

聯(lián)合作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)(Joint Warfare System，JWARS)是戰(zhàn)役級(jí)的“端到端”的仿真推演系統(tǒng)，可描述作戰(zhàn)部隊(duì)從裝載到作戰(zhàn)全過(guò)程的軍事行動(dòng)，為美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)辦公室、聯(lián)合參謀部、后勤部、司令部等美軍機(jī)構(gòu)提供聯(lián)合作戰(zhàn)仿真，可用于研究、試驗(yàn)作戰(zhàn)計(jì)劃、兵力評(píng)估、系統(tǒng)采辦、概念與條令開(kāi)發(fā)等［4，5］。

4.1 JWARS 模型體系

在JWARS 中，以戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體(Battle Space Entity，BSE)作為模型來(lái)描述作戰(zhàn)部隊(duì)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，如圖2 所示。作戰(zhàn)部隊(duì)的實(shí)體粒度，陸軍到營(yíng)、空軍到飛行編隊(duì)、海軍到艦(船)、情報(bào)偵察與感知到單個(gè)平臺(tái)。戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)體包括港口、機(jī)場(chǎng)、指揮部(所)等。戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體包括靜態(tài)屬性與動(dòng)態(tài)屬性。靜態(tài)屬性涉及作戰(zhàn)分隊(duì)的規(guī)定編成力量、導(dǎo)彈的火力范圍等與時(shí)間變量無(wú)關(guān)的實(shí)體特性。動(dòng)態(tài)屬性涉及部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力、位置等隨時(shí)間變化而變化的特性。一次仿真推演，實(shí)際上就是所有戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體按照想定、概率、隨機(jī)事件和規(guī)則彼此關(guān)聯(lián)、影響而發(fā)生屬性變化的過(guò)程。各個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)空間實(shí)體之間的交互通過(guò)執(zhí)行不同的算法而實(shí)現(xiàn)［6，7］。

4.2 JWARS 主要特點(diǎn)

JWARS 的建模思路本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)化建模，在模型的具體抽象和設(shè)計(jì)上以及軟件編程上部分使用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)。這是由于該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)使用的是Smalltalk，而Smalltalk 是20 世紀(jì)70 年代面向?qū)ο蠹夹g(shù)早期萌芽階段出現(xiàn)并盛行的產(chǎn)品，無(wú)論是在對(duì)象分析與建模方法、技術(shù)還是軟件工程能力方面都存在明顯的不足。JWARS 將戰(zhàn)場(chǎng)空間中的對(duì)象按照使用性質(zhì)和工作機(jī)制，全部建模為“實(shí)體”，對(duì)行為等動(dòng)態(tài)邏輯的建模也都分別歸屬到各個(gè)實(shí)體中;實(shí)體之間的交互均通過(guò)各種算法實(shí)現(xiàn)。這種模型體系設(shè)計(jì)，本質(zhì)上繼承了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析與建模方法將數(shù)據(jù)與對(duì)數(shù)據(jù)的操作相分離的做法，將實(shí)體與對(duì)實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)互動(dòng)相分離。按照這種建模思路所建立的模型體系，原有基礎(chǔ)比較封閉穩(wěn)定，但擴(kuò)展性和靈活性不足，牽一發(fā)而動(dòng)全身。一旦對(duì)某個(gè)實(shí)體模型進(jìn)行修改，由此發(fā)生的聯(lián)動(dòng)性修改很多，涉及對(duì)實(shí)體模型的操作進(jìn)行修改，以及對(duì)實(shí)體之間的關(guān)系與互操作進(jìn)行修改。也正是因?yàn)槿绱?，JWARS 在開(kāi)發(fā)應(yīng)用過(guò)程中，軟件開(kāi)發(fā)公司與軍事領(lǐng)域?qū)I(yè)的用戶使用綁定得過(guò)于緊密，導(dǎo)致了開(kāi)發(fā)效率不夠高，系統(tǒng)幾乎始終處于開(kāi)發(fā)狀態(tài)。

5 聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級(jí)模擬系統(tǒng)

由美國(guó)戰(zhàn)備司令部、美國(guó)陸軍構(gòu)想分局等部門聯(lián)合資助、始建于1983 年的聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級(jí)模擬系統(tǒng)(Joint Theater Level Simulation，JTLS)是一款模擬合同、聯(lián)合、聯(lián)盟，空、陸、海、非政府組織環(huán)境的多邊交互作戰(zhàn)推演系統(tǒng)，主要用作訓(xùn)練輔助工具。已在美國(guó)及其軍事同盟中得到廣泛應(yīng)用和不斷完善，在美日“尖刀”、美泰“金色眼鏡蛇”，以及臺(tái)灣“漢光”等系列軍事演習(xí)中都有運(yùn)用。JTLS 除了模擬常規(guī)的空、陸、海、兩棲、特種作戰(zhàn)行動(dòng)外，同時(shí)還可以模擬有限的核化作戰(zhàn)、低強(qiáng)度沖突、先期沖突作戰(zhàn)，以及人道主義援助和災(zāi)難救助行動(dòng)。

5.1 JTLS 模型體系

JTLS 的模型主要是模擬作戰(zhàn)實(shí)體與作戰(zhàn)過(guò)程的仿真模型，具體分為指揮控制、地面作戰(zhàn)、空中作戰(zhàn)、海上作戰(zhàn)、信息作戰(zhàn)和后勤保障等六大類，如圖3 所示。與模型相關(guān)的數(shù)據(jù)按照作戰(zhàn)單元粒度、武器系統(tǒng)種類與參數(shù)、目標(biāo)屬性等分類存儲(chǔ)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中［8］。

5.2 JTLS 主要特點(diǎn)

JTLS 針對(duì)其設(shè)計(jì)初衷和主要服務(wù)于演習(xí)訓(xùn)練的應(yīng)用需求，其模型框架的建立聚焦于作戰(zhàn)中的軍事目標(biāo)和作戰(zhàn)行動(dòng)。在該框架下，所有模型圍繞作戰(zhàn)行動(dòng)所涉及的各種作戰(zhàn)實(shí)體而建立，根據(jù)行動(dòng)的粒度不同，模型具有多種分辨率。模型的架構(gòu)和建模思路自上而下遵循面向?qū)ο蠓治雠c建模的思想，但在模型的抽象與組織上，以不同領(lǐng)域的作戰(zhàn)行動(dòng)為線索進(jìn)行分類與組織;為實(shí)現(xiàn)模型的多分辨率，在實(shí)現(xiàn)上將不同分辨率模型的屬性抽象為二維關(guān)系數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)關(guān)系代數(shù)進(jìn)行同一種模型在不同分辨率之間的切換與計(jì)算，確保在工程實(shí)現(xiàn)上的穩(wěn)定可靠和新增分辨率的快捷實(shí)現(xiàn);在針對(duì)相同性質(zhì)和場(chǎng)景的想定進(jìn)行推演時(shí)，如果關(guān)注的問(wèn)題粒度發(fā)生變化，可以很快增加新的模型分辨率并與原有分辨率共存互通。

圍繞作戰(zhàn)行動(dòng)而建立的模型，一方面聚焦了系統(tǒng)模擬“交戰(zhàn)”這一根本與核心功能，邏輯上非常清晰地將與要表現(xiàn)的作戰(zhàn)行動(dòng)無(wú)關(guān)的實(shí)體屏蔽在系統(tǒng)之外;但另一方面，當(dāng)作戰(zhàn)場(chǎng)景和行動(dòng)發(fā)生具體變化時(shí)，模型的移植和改造工作量非常大，往往需要新增大量模型或?qū)υ心Ｐ瓦M(jìn)行大規(guī)模改造。

6 柔性分析建模與演習(xí)系統(tǒng)

柔性分析建模與演習(xí)系統(tǒng)(Flexible Anaysis Modeling and Exercise System，F(xiàn)LAMES)是一款基于商業(yè)化開(kāi)放體系的仿真框架，可以為不同類型的系統(tǒng)提供行為建模和實(shí)體建模，以基類集合的方式為系統(tǒng)運(yùn)行所需的模型提供了繼承的基礎(chǔ)［9］。

6.1 FLAMES 模型體系

FLAMES 的模型體系如圖4 所示，其中，裝備模型主要模擬仿真單元中各類裝備的功能特性，使之可以與環(huán)境和其他仿真單元進(jìn)行交互。認(rèn)知模型主要模擬人的決策過(guò)程，使仿真單元能夠存儲(chǔ)、處理來(lái)自其他仿真單元的消息并做出決策，可控制加載到仿真單元上的裝備模型。所有的裝備模型都通過(guò)擴(kuò)展裝備模型的平臺(tái)、天線、通訊裝備、傳感器、武器系統(tǒng)、電子戰(zhàn)、彈藥、子系統(tǒng)模型八個(gè)子類而得到［10］。

(1)平臺(tái)模型的對(duì)象實(shí)例為抽象的作戰(zhàn)實(shí)體賦予外部特征和行為屬性，使平臺(tái)具有特定的物理意義，對(duì)應(yīng)軍事概念上的某類平臺(tái)。不同類型的平臺(tái)具有不同的平臺(tái)模型，但抽象的平臺(tái)類描述了各類平臺(tái)的公共屬性與操作。平臺(tái)類具有固定翼飛機(jī)、旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)、坦克、車輛、巡航導(dǎo)彈、衛(wèi)星、水面艦艇、潛艇等子類。

(2)通信裝備模型，用于模擬從一個(gè)作戰(zhàn)實(shí)體對(duì)象向另一個(gè)作戰(zhàn)實(shí)體對(duì)象傳送消息的過(guò)程，可模擬的過(guò)程包括檢測(cè)通信鏈路、發(fā)送消息、接收消息、處理消息等。實(shí)體對(duì)象可直接使用合適的通信裝備模型對(duì)象來(lái)模擬通信裝備與通信活動(dòng)。

(3)傳感器模型，用于模擬一個(gè)實(shí)體對(duì)象對(duì)其他實(shí)體對(duì)象的發(fā)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程。該模型不直接檢測(cè)實(shí)體對(duì)象而是檢測(cè)實(shí)體對(duì)象上加載的裝備對(duì)象。根據(jù)傳感器的類型不同，傳感器所能檢測(cè)的裝備類型也有所不同。傳感器類具有地面雷達(dá)、艦載雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、幾何雷達(dá)、激光傳感器、雷達(dá)預(yù)警接收機(jī)、聲吶等子類。

(4)數(shù)據(jù)處理器模型，用于模擬處理傳感器檢測(cè)到其他實(shí)體時(shí)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，還用于處理來(lái)自于其他實(shí)體的消息。通常直接由傳感器模型使用，也可由實(shí)體模型使用。

(5)干擾裝備模型，用于模擬電子戰(zhàn)中通過(guò)產(chǎn)生電磁能量來(lái)干擾其他實(shí)體之間的發(fā)送/接收信號(hào)的裝備機(jī)器干擾行為。實(shí)體對(duì)象或其他具有模擬電磁能量接收行為的裝備模型也可直接使用干擾裝備對(duì)象。

(6)子系統(tǒng)模型，用于被其他裝備模型所使用，但具有一定的獨(dú)立性，可獨(dú)立完成子裝備的固有功能，如雷達(dá)或通信干擾設(shè)備中所需的天線子系統(tǒng)模型。子系統(tǒng)模型只能被具有子系統(tǒng)的特定實(shí)體對(duì)象所使用，而不能被實(shí)體對(duì)象直接使用。

(7)彈藥模型，用于模擬在仿真過(guò)程中由某個(gè)實(shí)體對(duì)象動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的炮彈或?qū)楋w行并破壞另一個(gè)實(shí)體的過(guò)程。彈藥在發(fā)射后成為一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，即彈藥實(shí)體，由武器系統(tǒng)實(shí)體所控制使用，需繼承平臺(tái)屬性、武器系統(tǒng)的部分屬性并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。彈藥類模型的子類有:空空半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈、地空半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈、空地半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈、空空反輻射導(dǎo)彈、空地反輻射導(dǎo)彈、地空反輻射導(dǎo)彈、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈、戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈、航空炸彈、干擾彈、火箭彈、魚雷等。

(8)武器系統(tǒng)模型，用于模擬對(duì)彈藥的管理、控制與發(fā)射，通常平臺(tái)實(shí)體使用武器系統(tǒng)實(shí)體，武器系統(tǒng)實(shí)體使用彈藥實(shí)體。

FLAMES 的建模思路是:系統(tǒng)中任何活動(dòng)的參與者是一個(gè)單元，缺省狀態(tài)下是一個(gè)“空殼框架”，不能完成任何作戰(zhàn)任務(wù)。作戰(zhàn)行動(dòng)通過(guò)加載于其上的裝備模型和行為模型來(lái)定義和操作。

6.2 FLAMES 主要特點(diǎn)

FLAMES 模型體系的構(gòu)建，在本質(zhì)上完全使用了面向?qū)ο蠼７椒ㄅc技術(shù)，對(duì)模型尤其是武器裝備模型提供了逐層抽象和繼承的機(jī)制;但在模型的組織管理上借鑒了結(jié)構(gòu)化建模的思路，使得模型的屬性、方法、服務(wù)和關(guān)聯(lián)都在底層進(jìn)行封裝，而在模型的表現(xiàn)與調(diào)用上，體現(xiàn)為經(jīng)過(guò)封裝的具有一定軍事意義的實(shí)體。這樣的建模框架為模型開(kāi)發(fā)者提供了足夠的擴(kuò)展空間，可以根據(jù)具體需求在任何一層進(jìn)行擴(kuò)展，并且通過(guò)組件化模型的關(guān)聯(lián)規(guī)則和組裝算法，在已有模型的基礎(chǔ)上得到新的復(fù)合模型。不過(guò)，復(fù)合模型的開(kāi)發(fā)和使用，其技術(shù)難度和工程性能優(yōu)化的要求均顯著高于基礎(chǔ)模型。FLAMES模型體系的突出特點(diǎn)是提供了行為建模機(jī)制和認(rèn)知建模機(jī)制，具有靈活的擴(kuò)展能力。

7 結(jié)論

通過(guò)對(duì)美軍典型的推演與仿真系統(tǒng)的模型體系與建模機(jī)制進(jìn)行分析，可以看出，美軍主要推演和仿真系統(tǒng)采用的建模思路主要有兩種。一是面向?qū)ο蟮慕Ｋ悸罚鏓ADSIM，采用這種建模思路構(gòu)建的模型將作戰(zhàn)實(shí)體功能與數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合抽象，與人類認(rèn)知較為接近，模型之間以模塊的形式進(jìn)行重用。另一種是組件化的建模思路，如FLAMES，采用這種建模思路的系統(tǒng)中，將作戰(zhàn)實(shí)體按照其本身固有的功能或任務(wù)屬性進(jìn)行拆解后封裝為若干組件，并通過(guò)組件的聚合來(lái)描述作戰(zhàn)實(shí)體?？梢?jiàn)，組件化建模思想的系統(tǒng)相比面向?qū)ο蠼Ｋ枷氲南到y(tǒng)具有更加靈活的模型體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)組件的擴(kuò)展與組裝，易于實(shí)現(xiàn)更大程度的資源重用。

從現(xiàn)有文獻(xiàn)資料來(lái)看，這些典型系統(tǒng)的模型體系中，擁有的模型或建?；A(chǔ)主要針對(duì)空戰(zhàn)和電子戰(zhàn)、通信等與高科技裝備相關(guān)的實(shí)體及其活動(dòng)，對(duì)陸戰(zhàn)相關(guān)武器裝備和行動(dòng)的建模則普遍不足，這在很大程度上和陸戰(zhàn)實(shí)體與行動(dòng)受環(huán)境影響多樣、陸戰(zhàn)行動(dòng)變化豐富、與人的互動(dòng)復(fù)雜等特性有關(guān)。

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