一种异构仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及仿真技术领域，具体涉及一种用于大规模空军战役的异构仿真方法。
【背景技术】
[0002]从网络或相应的国家信息机构查阅的资料来看，对于空军的战役仿真我国已经有大量的研究。研究的机构主要集中在空军指挥学院、国防科技大学和国防大学等科研教学单位，研究的成果主要公开发表在《系统仿真学报》、《计算机仿真》、《火力与指挥控制》、《战术导弹技术》等杂志上。
[0003]上述成果主要表现在仿真想定的描述、编队级作战过程的推演、智能决策模型的构建和空军指挥信息系统过程的建模仿真，从整体看，基本处于战术层次小规模(从查到资料看，当前最多的仿真实体不大于2000个)的仿真系统。这主要是由于空军作战的复杂性，空军作战行为或作战规则的描述十分困难，因此大规模的空军战役仿真的实现具有相当大的难度。
[0004]但随着基于信息系统体系作战样式的变化，急需建立大规模的战役仿真，才更有利于武器装备发展需求论证、战技战法研究和模拟对抗训练的要求。尤其是对于空军而言，空军作战的空域和作战半径很大，作战过程也往往是要进行陆、海、空、天的联合作战。因此要在大规模的陆、海、空、天一体的作战环境下来研究论证新的空军装备发展，也更有意义，并能保障论证结论的准确性和有效性。
[0005]为了能够进行大规模空军战役仿真，必须有一套能够规范化、标准化、工程化用于描述战役仿真的模型规范和开发软件。由于随着作战模式的变化，为了更加贴近实战状态下进行武器装备的发展论证，仿真系统中不仅会涉及到计算机数字仿真、而且还会涉及到半实物模拟系统或实际装备间的互联、互通。因此解决通信问题是仿真的运行的基本支撑。另外仿真不仅要适应人在回路的推演、模拟训练等实时性应用模式，而且还要适应超实时性的装备论证仿真分析应用模式，因此通信实时性问题也非常关键。由于仿真的主要目的是进行空军武器装备发展论证的，因此不仅要有大量的数据分析结果，还要能更自然的将装备的战术动作细致的展现处理，便于快速、科学理解与判读装备的结构与性能。由于系统比较庞大，准备一次仿真运行或模拟训练需要大量的准备精力，如果允许过程出现问题和故障，就会对系统造成很大影响，因此对于仿真的稳定性和可靠性至关重要。
【发明内容】
[0006]鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种异构仿真方法，用以解决大规模的空军战役仿真。
[0007]本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
[0008]—种异构仿真方法，用于大规模空军战役的仿真训练，包括如下步骤:
[0009]开发仿真训练过程用到的战场环境模型、作战实体模型和作战行为规则模型；
[0010]利用信息支撑服务分系统采用数据分发服务的方式和时间管理机制来实现仿真系统内部信息的交互；
[0011]监控仿真台位状态及仿真运行情况，并对仿真训练过程中的数据进行管理。
[0012]进一步，所述的内部信息的交互具体包括:
[0013]利用传输服务模块提供不同节点间数据传输的中间件，各节点间的信息通过中间件进行传输、交互；
[0014]利用订阅分发服务模块对仿真过程中的数据进行流转控制，并行支撑不同类型信息的批量推送；
[0015]采用时统服务模块统一仿真授时来源，提供统一的时间信息；
[0016]在仿真过程中，对解算服务器的物理硬件资源统一进行虚拟化，提供虚拟化资源管理手段，完成仿真模型解算任务管理。
[0017]进一步，所述监控仿真台位状态及仿真运行情况具体包括:
[0018]启动仿真台位，仿真台位向控制台发送心跳信息，控制台通过心跳信息监视仿真台位的启动过程；
[0019]所有仿真台位启动后，各仿真成员进行初始化，仿真成员发送初始化进度信息给控制台，实现控制台对初始化过程的监控；
[0020]所有成员初始化完成后，进行仿真运行，各仿真成员进行仿真推进并记录推进状态，定时向控制台发送仿真运行心跳，控制台对仿真过程进行监控；
[0021]当发现异常时，向仿真成员发送异常信息，提示异常状态，仿真成员重启，控制台对重启过程进行监视；
[0022]仿真结束时，控制台控制仿真成员退出仿真。
[0023]进一步，还包括可视化显示监控信息。
[0024]进一步，所述的可视化显示采用多变比系数法进行，具体为:根据显示分辨率，确定显示的最小值;根据最大的飞行距离和可见范围，将视距分成多个区间;在每个区间内确定一个变比系数。
[0025]进一步，仿真实体个数不少于5000个。
[0026]本发明有益效果如下:
[0027](I)异构超大规模空军战役仿真方法，不仅可以用于空军武器装备发展需求的论证，而且可以用于大规模联合空军战法的推演、红蓝双方或多方对抗训练。
[0028](2)对于空军武器装备的发展论证，运行仿真系统，并将仿真结果反馈给装备研讨系统为专家们对空军新的作战理论研究、武器装备体系优化军事需求研究、武器装备作战效能需求研究、武器装备重大型号需求研究、主要武器装备作战运用原则等提供定量分析的参考依据并提高论证的效率.
[0029](3)大规模联合空军战法的推演，可以研究作战的战技战法，使装备的战技指标能更大的发挥作用;对于红蓝双方或多方对抗训练，可以使指挥人员快速掌握指挥流程，作战人员快速掌握装备的使用流程，使装备和部队迅速形成战斗力。
[0030](4)采用具有时间管理机制的数据分发服务技术，解决了异构仿真系统间的实时通信和超实时管理技术。
[0031](5)采用多变比系数解决了可视化显示的技术问题。
[0032]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0033]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表不相同的部件。
[0034]图1为监测相关台位的运行状态流程图。
[0035]图2为本发明仿真过程所使用的仿真系统结构示意图；
[0036]图3为航空兵作战规则决策模型；
[0037]图4为一种飞行平台运动规则流程；
[0038]图5为信息支撑服务分系统的交互过程；
[0039I图6为通信配置图；
[0040]图7为多变比系数示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
[0042]—种异构仿真方法，用于大规模空军战役的仿真训练，包括:开发仿真训练过程用到的战场环境模型、作战实体模型和作战行为规则模型；利用信息支撑服务分系统采用数据分发服务的方式和时间管理机制来实现仿真系统内部信息的交互;监控仿真台位状态及仿真运行情况，并对仿真训练过程中的数据进行管理。
[0043]利用传输服务模块提供不同节点间数据传输的中间件，各节点间的信息通过中间件进行传输、交互;利用订阅分发服务模块对仿真过程中的数据进行流转控制，并行支撑不同类型信息的批量推送;采用时统服务模块统一仿真授时来源，提供统一的时间信息;在仿真过程中，对解算服务器的物理硬件资源统一进行虚拟化，提供虚拟化资源管理手段，完成仿真模型解算任务管理。
[0044]如图1所示，监控仿真台位状态及仿真运行情况具体包括:
[0045]启动仿真台位，仿真台位向控制台发送心跳信息，控制台通过心跳信息监视仿真台位的启动过程；
[0046]所有仿真台位启动后，各仿真成员进行初始化，仿真成员发送初始化进度信息给控制台，实现控制台对初始化过程的监控；
[0047]所有成员初始化完成后，进行仿真运行，各仿真成员进行仿真推进并记录推进状态，定时向控制台发送仿真运行心跳，控制台对仿真过程进行监控；
[0048]当发现异常时，向仿真成员发送异常信息，提示异常状态，仿真成员重启，控制台对重启过程进行监视；
[0049]仿真结束时，控制台控制仿真成员退出仿真。
[0050]如图2所示，本发明仿真方法所对应的异构仿真系统包括模型开发分系统、信息支撑服务分系统和系统监控与管理分系统。
[0051](I)模型开发分系统为仿真准备人员提供模型开发环境，用于开发仿真过程用到的战场环境模型、作战实体模型和作战行为规则模型。开发模型时，用户能够在模型定义区对模型的名称、标识、功能、描述等基本信息进行设置，采用规范化方法描述模型输入、输出等接口信息，并可将经过验证的用户代码自动生成DLL库，存储到模型库中，供系统调用。
[0052]模型开发分系统由战场环境模型开发模块、实体模型开发模块和作战规则开发模块组成。
[0053]战场环境模型开发模块用于开发大规模空军战役仿真过程的环境模型，包括地理环境、大气环境、电磁环境、空情状态、海洋环境模型的构建。
[0054]实体模型开发模块主要是通过组件的方式构建装备级、平台级和编队级的模型，装备级模型包括导航、传感器、指控、武器组件，其中武器模型包括弹道(运动)轨迹模型、位置误差模型、目标捕获概率模型、目标锁定概率模型、目标跟踪概率模型、战斗部威力模型、被拦截概率模型、故障模型;平台级模型主要构建像直升机、歼击机、轰炸机、加油机、运输机和侦察机等军机的机动模型、打击模型、防护模型、信息模型和指挥系统模型；编队级模型主要用于构建飞机编队的机动模型、打击模型、指控协同模型。
[0055]模型按照统一的方式进行构建，每个模型包括实体模型接口、行为模型接口、平台服务接口和仿真引擎