基于信息流的指挥决策建模方法及存储介质与流程

文档序号:14777960发布日期:2018-06-26 07:54阅读:330来源:国知局

本发明涉及计算机仿真领域,具体的,涉及到一种以指控为核心、以决策为要点的基于信息流的指挥决策建模方法及存储介质。



背景技术:

作战指挥是决定部队整体战斗能力的重要因素,指挥体系的科学性、指挥决策的合理性、指挥流程的高效性以及指挥手段的适用性都将在极大的程度上影响着部队战斗力的提升。特别是随着我军信息化建设的稳步推进,指挥手段的建设得到了迅猛的发展。如何依托于新型的指挥信息系统来组织指挥机关,形成科学的决策结果,是我军建设发展过程中遇到的又一道难题,同时,基于信息系统的指挥能力建设也逐步在成为阻碍我军战斗力建设的重要瓶颈。

指挥流程是指挥机构为完成指挥工作而进行的一系列指挥活动的有序集合。指挥工作一般包括了解任务,判断情况,定下决心,制定计划,下达命令,组织协同和保障,控制协调作战行动等。指挥活动是指挥机构依托指挥装备执行指挥工作的实例化。当指挥机构依托指挥装备有序执行指挥工作时,则启动了由动态的指挥活动构成的指挥流程。因此,指挥流程是一种动态、有序、结构化、可描述的信息流。

通过仿真建模方法来研究我军的作战指挥问题是一个很好的解决思路。在没有战争实践的情况下,依托于仿真实验这一预实践手段对部队的作战指挥问题展开研究,在仿真模型的支撑下对部队作战的指挥决策过程进行模拟,以此来围绕作战指挥的能力建设、装备体系、决策要点、指挥流程等方面的问题展开研究,为把握信息化条件下作战指挥的规律提供支撑。

因此,如何能够基于仿真建模,对指挥流程进行深入细化分析,实现作战过程中指挥流程、决策行为和决策结果的全面建模,提高作战仿真特别是指挥控制仿真的真实性和有效性,成为现有技术亟需解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提出一种基于信息流的指挥决策建模方法及存储介质,采用信息流技术提出指挥决策建模的具体方法与思路,为通过仿真模型客观描述指挥实体的指挥活动过程与决策结果提供途径,以满足不同级别作战模拟系统中对指挥实体模型的建模需要,并实现指挥决策建模的灵活性和重用性。

从指挥活动流程和指挥决策内容两个方面来对指挥实体的指挥活动进行全面描述,充分考虑了指挥业务流程对指挥决策内容及效果的影响,使得指挥实体指挥决策的仿真更加逼真,更加全面的反映出了外部各种因素对指挥活动结果的影响。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种基于信息流的指挥决策建模方法,包括如下步骤:

指挥实体模型框架构建步骤S110:采用组件化建模方法构建指挥实体模型框架,包括指挥实体平台组件、感知组件、运动组件、任务组件、指控组件、席位组件、业务流程组件、知识库、通信管理器和资产管理器,其中所述指挥实体平台组件集成各项功能组件的基础平台,提供与仿真引擎之间的各项管理器接口以及服务接口,所述席位组件和业务流程组件用于实现指挥业务流程逻辑的仿真,所述指控组件和知识库用于实现对指挥实体在指挥活动中的决策仿真;

指挥实体内部席位以及业务流程描述步骤S120:首先对指挥实体内部席位组件进行描述,定义指挥实体内部的功能席位的名称、类型和可能处理的信息种类;在指挥实体内部席位定义的基础上,基于工作流建模技术,根据指挥业务流程及工作内容对业务流程组件进行描述,描述指挥业务的信息流转方式、信息处理的时间,以及经过每个席位后信息内容和大小的变化情况;

指挥实体决策内容描述步骤S130:在知识库中设立决策内容,所述决策内容包括决策条件和决策结果,决策条件包括了时间条件、空间条件、情报条件、情况条件四类中的一种或多种条件组成的符合条件进行描述,决策结果对与指挥实体构成指挥关系的行动实体的各类作战指令,梳理分析指挥决策内容,形成决策知识库;

仿真实体运行流转步骤S140:对模型进行仿真运行,根据指挥实体模型外部的情报源实体模型产生的各种情报信息,以及外部行动实体模型的自身行动产生的战场上的一系列战场情况,使得指挥实体模型中指挥业务逻辑不断驱动流转,生成指挥实体模型所需要的决策需求信息,仿真实体根据所述决策需求信息,对预先设置的决策条件进行查询,考察当前态势的发展是否达到了指挥实体模型进行决策的条件,当指挥实体模型的决策行为被触发时,基于知识库的决策规则展开决策推理,得到具体的决策结果。

可选的,在指挥实体模型框架中,所述席位组件用于描述指挥实体内部席位的设置情况;

所述业务流程组件是在席位组件的基础上,描述不同业务活动中各类信息在席位之间流转方式;

所述知识库用于存储用于支撑决策推理的各种决策规则,即决策内容;

所述指控组件模拟指挥实体中指挥员的指挥决策能力,当收到基于指挥业务流程形成的情报产品,如果符合预先设置的决策条件,开始触发指挥组件的决策功能;

所述任务组件用于模拟指挥实体本身遂行各类任务的行动逻辑过程,同时实现仿真过程中的任务管理与控制;

所述感知组件用于模拟指挥实体本身所具有的探测能力,其探测能力的类型包括雷达、可见光、红外和声呐;

所述运动组件用于模拟指挥实体的机动能力,从机动类型来看,包括空中、地面、水面和水下;

所述通信管理器用于实现指挥实体与其他作战实体模型之间的消息通信,具体包括的消息注册功能、发送功能和接收功能;

所述资产管理器集中管理指挥实体所拥有的资产,实现各类资产的查询、存储、消耗和预留。

可选的,在指挥实体内部席位以及业务流程描述步骤S120中,

所述业务流程组件包括如下描述:

(1)构成流程的指挥活动:主要分析特定对象的指挥人员基于特定指挥编组模式,在特定环境下依托指挥装备执行指挥工作,所形成的指挥活动的类别、数量和输入输出,以及指挥活动之间逻辑关系和信息交互;

(2)指挥活动的运行逻辑:指挥活动是指挥任务动态执行的过程,其运行逻辑是指指挥任务之间的先后顺序和信息交互,以及指挥任务的输入输出;

(3)指挥任务的具体内容以及关联席位的支持功能:具体分析指挥任务要完成的事项,以及支撑相关指挥人员完成指挥任务的席位功能;

(4)基于席位的指挥流程信息交互:对指挥活动、指挥任务的信息交互关系进行分析,将其细化关联到指挥编组的每个席位,充分体现在指挥流程运行过程中,这些席位是如何参与执行指挥活动,完成指挥任务的。

可选的,在指挥所中,所述席位组件包括:情报处理席位、指挥控制席位、政治工作席位、后勤保障席位以及装备保障席位。

可选的,在所述指挥实体决策内容描述步骤S130中,

决策条件中的时间条件用于描述作战过程中以时间为条件的决策点;空间条件用于描述在作战过程中以指定空间区域中双方兵力情况为条件的决策点;情报条件用于描述在作战过程中以本方上、下级及友邻单位产生的情报信息为条件的决策;情况条件用于描述在作战过程中以敌我作战单位作战状态变化为条件的决策。

本发明还公开了一种存储介质,用于存储计算机可执行指令,其特征在于:

所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行权利要求1-5中任意一项所述的方法。

本发明在指挥实体组件化建模框架的牵引下,从指挥实体内部指挥活动过程和指挥决策内容两个方面入手,分别构建指挥席位组件与业务流程组件以及指控组件与知识库,通过指挥席位组件和业务流程组件描述指挥实体的内部指挥活动,通过指控组件和知识库描述指挥实体的决策内容与决策结果。在模型运行过程中,通过外部业务信息流触发和驱动指挥业务流程的运转,当外部其他实体所形成的战场情况触发了指挥实体的指挥决策功能时,指挥实体模型将依据指挥规则进行决策,从而驱动所属作战实体或自身展开行动。通过该方法构建的指挥实体模型,能够在很好地反应出指挥业务的实时性对作战节奏的影响。与此同时,也为研究指挥席位以及业务流程设计的合理性提供了支撑。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的基于信息流的指挥决策建模方法的流程图;

图2是根据本发明具体实施例的指挥实体模型框架中各组件关系示意图;

图3是根据本发明具体实施例的指挥实体模型的决策仿真运行示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明采用组件化指挥实体描述框架,对指挥流程、决策行动以及决策规则进行描述,基于信息流技术对指挥决策活动的流程和决策的内容进行建模,形成指挥实体模型的指挥决策功能。本发明包括:一是在组件化建模思想的指导下,构建组件化的指挥实体模型框架;二是建立决策规则,即通过指挥决策描述框架,在对决策条件进行梳理的基础上,依据作战原则和军事规则确定决策内容;三是以指挥决策业务流程为牵引,规范化描述指挥决策实体、决策条件和决策结果之间的关系和具体的处理流程。

参见图1,示出了根据本发明具体实施例的基于信息流的指挥决策建模方法的流程图,包括如下步骤:

指挥实体模型框架构建步骤S110:采用组件化建模方法构建指挥实体模型框架,包括指挥实体平台组件、感知组件、运动组件、任务组件、指控组件、席位组件、业务流程组件、知识库、通信管理器和资产管理器,其中所述指挥实体平台组件集成各项功能组件的基础平台,提供与仿真引擎之间的各项管理器接口以及服务接口,实现了仿真引擎与实体模型及其功能组件之间的数据交互,确保各组件之间的信息交互,所述席位组件和业务流程组件用于实现指挥业务流程逻辑的仿真,所述指控组件和知识库用于实现对指挥实体在指挥活动中的决策仿真;

在本步骤中,指挥实体模型是决策仿真功能的具体承载者。采用基于信息流的指挥决策建模方法构建的作战实体模型,主要由指挥实体平台组件、感知组件、运动组件、任务组件、指控组件、席位组件、业务流程组件、知识库、通信管理器和资产管理器等模块组成,以上这些模块在统一的实体模型集成框架下,共同对指挥实体模型的功能进行仿真。

参见图2,示出了根据本发明具体实施例的指挥实体模型框架中各组件关系示意图。

指挥实体模型中主要通过席位组件和业务流程组件两个部分来实现指挥业务流程逻辑的仿真。其中,席位组件主要用于描述指挥实体内部席位的设置情况,例如,在指挥所中可以设置情报处理席位、指挥控制席位、政治工作席位、后勤保障席位以及装备保障席位等。

业务流程组件主要是在席位组件的基础上,描述不同业务活动中各类信息在席位之间流转方式。例如,业务流程组件用于描述在计划拟制过程中,各类信息在不同席位之间的流转过程和逻辑关系。在仿真运行的过程中,要求与指挥业务所有相关的信息流程,都要通过席位组件和业务流程组件共同描述的指挥业务逻辑进行流转,包括从获取战场信息到生成战场态势的情报链,以及从指挥决策席位到控制命令分发席位的控制链,它实际上是在指挥实体内部描述了不同业务活动各类信息的流转过程,最直接的表现就是整个指挥活动在时间维度上的效率变化。

指挥实体模型中主要通过指控组件和知识库两个部分来实现对指挥实体在指挥活动中的决策仿真。指控组件模拟指挥实体中指挥员的指挥决策能力,当收到基于指挥业务流程形成的情报产品,如果符合预先设置的决策条件,开始触发指挥组件的决策功能,通过对知识库的调度和管理功能来展开基于预置决策条件的规则推理。知识库则主要用于存储用于支撑决策推理的各种决策规则,即决策内容,可以提供外置的规则编辑功能,提高规则控制的灵活性,以及决策能力可扩展性。

任务组件主要用于模拟指挥实体本身遂行各类任务的行动逻辑过程,同时实现仿真过程中的任务管理与控制,例如,指挥所的开设与撤收等。通过组件的方式来描述指挥实体的任务能力,大大提升指挥实体模型任务能力的扩展性和重用性。

感知组件主要用于模拟指挥实体本身所具有的探测能力,其探测能力的类型主要包括雷达、可见光、红外、声呐等,感知组件主要负责指挥实体对战场环境的感知。

运动组件主要用于模拟指挥实体的机动能力,从机动类型来看,主要包括空中、地面、水面和水下。指挥实体的运动有两种触发方式,一种是由指挥实体自动触发,当达到模型运动的触发条件时,自动调用运动组件进行运动;另一种是计划触发,需要外部录入相应的机动计划,指挥实体按照计划规定的内容展开移动。

通信管理器主要用于实现指挥实体与其他作战实体模型之间的消息通信,具体包括的消息注册功能、发送功能和接收功能等。

资产管理器集中管理指挥实体所拥有的资产(如席位、装备、物资、设施、人员等),实现各类资产的查询、存储、消耗和预留等管理功能。

指挥实体内部席位以及业务流程描述步骤S120:首先对指挥实体内部席位组件进行描述,定义指挥实体内部的功能席位的名称、类型、可能处理的信息种类等内容;在指挥实体内部席位定义的基础上,基于工作流建模技术,根据指挥业务流程及工作内容对业务流程组件进行描述,描述指挥业务的信息流转方式、信息处理的时间,以及经过每个席位后信息内容和大小的变化情况等内容。

有别于S110步骤中建立了席位组件、业务流程组件,所述席位组件和业务流程组件用于实现指挥业务流程逻辑的仿真,在本步骤S120中具体的对席位组件、业务流程组件进行详细的描述。

在该步骤中,指挥实体内部的业务流转是依托于具有具体职能分工的席位展开的,对于席位的描述可以采用可视化的操作方式。在对业务流程组件的建模中,首先要对指挥活动中的业务类型进行梳理,而后针对不同业务类型的需求,在对席位描述的基础上,对各类业务的信息流程进行描述,描述的内容包括信息流转的方式,信息处理的时间,以及经过每个席位后信息内容和大小的变化情况等内容。

进一步的,所述业务流程组件可以包括如下描述:

(1)构成流程的指挥活动:主要分析特定对象(部队)的指挥人员基于特定指挥编组模式,在特定环境下依托指挥装备执行指挥工作,所形成的指挥活动的类别、数量和输入输出,以及指挥活动之间逻辑关系和信息交互。

(2)指挥活动的运行逻辑:指挥活动是指挥任务动态执行的过程,其运行逻辑是指指挥任务之间的先后顺序和信息交互,以及指挥任务的输入输出。

(3)指挥任务的具体内容以及关联席位的支持功能:具体分析指挥任务要完成的事项,以及支撑相关指挥人员完成指挥任务的席位功能。

(4)基于席位的指挥流程信息交互:对指挥活动、指挥任务的信息交互关系进行分析,将其细化关联到指挥编组的每个席位,充分体现在指挥流程运行过程中,这些席位是如何参与执行指挥活动,完成指挥任务的。

指挥实体决策内容描述步骤S130:指挥决策是指挥实体针对所属作战力量的变化情况以及战场态势的发展变化,对所属力量作战行动作出的规划和决策,在知识库中设立决策内容,所述决策内容包括决策条件和决策结果,决策条件主要包括了时间条件、空间条件、情报条件、情况(态势)条件四类的单一条件或由多种条件组成的符合条件进行描述,决策结果对与指挥实体构成指挥关系的行动实体的各类作战指令,梳理分析指挥决策内容,形成决策知识库。

有别于S110步骤中建立了知识库组件,所述指控组件和知识库用于实现对指挥实体在指挥活动中的决策仿真,因此,在本步骤中具体的对知识库进行详细的描述,在模型运行中知识库的各种决策内容供指挥实体模型决策推理使用。

具体的,决策条件中的时间条件主要描述作战过程中以时间为条件的决策点,主要表示“在什么时间干什么事”的规则,其内容类似于基于时间的计划行动;空间条件用于描述在作战过程中以指定空间区域中双方兵力情况为条件的决策点,主要表示“根据所关注区域情况,决定干什么事”的规则;情报条件用于描述在作战过程中以本方上、下级及友邻单位产生的情报信息为条件的决策,表示“根据决策者接收情报,决定干什么事”的规则;情况条件用于描述在作战过程中以敌我作战单位作战状态变化为条件的决策,表示“根据关注单位状况,决定干什么事”的规则。

仿真实体运行流转步骤S140:对模型进行仿真运行,根据指挥实体模型外部的情报源实体模型产生的各种情报信息,以及外部行动实体模型的自身行动产生的战场上的一系列战场情况,使得指挥实体模型中指挥业务逻辑不断驱动流转,生成指挥实体模型所需要的决策需求信息,仿真实体根据所述决策需求信息,对预先设置的决策条件进行查询,考察当前态势的发展是否达到了指挥实体模型进行决策的条件,当指挥实体模型的决策行为被触发时,就需要基于知识库的决策规则展开决策推理,得到具体的决策结果。

具体的,参见图3,是指挥决策仿真的运行流程说明。在仿真运行的过程中,指挥实体模型外部的情报源实体模型将会不断的产生各种情报信息,而外部行动实体模型的自身行动会触发和产生虚拟战场上的一系列情况,比如自身的状态报告、毁伤信息等。在指挥实体模型中席位组件和业务流程组件的支撑下,各类情报信息和战场情况将对指挥实体模型中的情报业务流转逻辑进行驱动,不断生成指挥实体模型决策所需要的决策需求信息。在仿真运行过程中,周期性的对预先设置的决策条件进行查询,考察当前态势的发展是否达到了指挥实体模型进行决策的条件。当指挥实体模型的决策行为被触发时,就需要基于知识库内的决策规则展开决策推理,得到决策的具体结果。

决策条件主要通过时间条件、空间条件、情报条件、情况(态势)条件四类的单一条件或由多种条件组成的符合条件进行描述。决策结果一般是对与指挥实体构成指挥关系的行动实体的各类作战指令。该指令的下达,需要经过指挥实体模型内部指挥业务流转之后,再发送给相应的行动实体模型进行执行。从图中可以看出,这个过程是一个不断往复循环的过程,外部指挥业务的流转往复驱动着整个作战体系的运转,通过不同的实体模型形成新的战场态势和决策条件,而这些战场情况又进一步驱动着指挥实体模型指挥决策业务的流转逻辑,不断使得指挥实体模型产生新的决策内容。

因此,本发明针对作战模拟系统中指挥实体指挥决策活动的仿真问题,提出了基于信息流的指挥决策建模方法。基于该方法构建的作战实体指挥决策功能,能够从指挥活动流程和指挥决策内容两个方面来对指挥实体的指挥活动进行全面描述,充分考虑了指挥业务流程对指挥决策内容及效果的影响,使得指挥实体指挥决策的仿真更加逼真,更加全面的反映出了外部各种因素对指挥活动结果的影响。通过该方法构建的指挥实体模型,可以实现各项功能组件的灵活配置,提高了指挥实体模型开发效率和应用灵活性,增强了模型的适用性。

进一步的,本发明还公开了一种存储介质,用于存储计算机可执行指令,其特征在于:所述计算机可执行指令在被处理器执行时执行上述的方法。

本领域技术人员应该明白,上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个计算装置上,可选地,他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现,从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。

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