一种面向作战模拟的作战过程建模方法及模型调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及作战过程建模及其相关的模型调度方法，属作战模拟领域。
【背景技术】
[0002] 作战模拟是检验作战方案、预估作战效果（效能）、优化分析作战计划及装备配置 的重要技术手段。作战过程模型是驱动作战模拟W及作战效能指标计算的总体框架，既要 对作战任务的实施过程进行模型描述，还要在此基础上调度效能指标计算模型的运行。作 战过程模型大体分确定性模型和随机性模型两类，各有优缺点。确定性模型易于突出主要 因素对效能的影响且运算量较小，但往往需要一定简化，不致力于描述作战过程的随机性， 作战模拟容易"剧本化"。相比而言，随机性模型重在反映作战过程的随机不确定性，但运算 量大、参数调整复杂，且对技术和战术方面细节知识的要求都很高，在有的应用中所需要的 软、硬件条件和知识条件难W具备。而且，为得到具有普遍意义的结果，还要针对大想定集 建立模型，该又增大了随机性建模和模拟的难度。为此，有必要结合确定性与随机性建模的 优点，提出新的作战过程建模方法及其模型调度方法。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种面向作战模拟的作战过程建模方法及模型调度方法，其能支持对 各作战活动进行确定性和随机性效能模型的配置W解决效能指标计算问题，支持效能模型 的模块化封装W便模型重用。
[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0005] -种面向作战模拟的作战过程建模方法，作战过程按战役、战斗、行动、活动进行 层次划分，每一层次均用CSD来描述，在不同层次，CSD都采用确定性与随机性相结合的方 法进行该层次作战过程建模。
[0006] 行动层及W上层次，采用确定性与随机性规则相结合的作战过程演化分支运行方 式。
[0007] 确定性规则包括时序运行、优先级判别运行或/和影响级判别运行。
[0008] 活动层上，采用确定性或随机性方法建立合理的效能计算模型。
[0009]利用上述作战过程建模方法获得的模型的调度方法，首先在待运行模块集中捜索 最早起始模块，如果唯一，则令其运行；否则，先按模块影响级判断运行的模块，再按上述运 行规则驱动模块运行；每个模块运行后，将其从待运行模块集中删除，并重新捜索最早起始 模块；如此循环，直到待运行模块集为空则停止运行。
[0010] 该模型调度方法包括如下具体步骤：
[0011] 第0步；对作战序列图CSD = {M，A，E}，令U = M为待运行模块集；
[001引第1步；如果U = d)，结束；否则遍历U中所有模块，找到最早起始模块子集扣
[001引第2步姻果Ui= {u 1}，即Ui中只有一个模块，令u 1运行，并令U=U\ {u 1}，返回 第1步；否则，Ui中有两个W上模块，进入第3步；
[0014] 第3步；遍历扣如果巧,=1 ={外1 ￡111心点.=1}*^^，则化=1适用于影响级判别运行 规则，令UU中所有模块运行，并令U=UVUL，返回第1步杏则进入第4步；
[0015]第4步：将Ui中所有模块分组，将具有相同输入集的模块划为一个子集， i = 1, 2,. . .,m，即 V/",，巧 €式，j 声 k，nij. in = nik. in ;其它模块划入子集 VclJi.则 SiU ... U SmU V = U\ 且 51，...，5。，￥互不相容；
[0016] 第4. 1步：令V中所有模块运行，满足时序运行规则，并令U=U\V;
[0017] 第4. 2步：对VS,，i= 1，2,...，m，分别用优先级判别运行、随机运行两类运行规 则进行检测：
[0018] (1)如果Si适用于优先级判别运行规则，则记Si= {si，S2};令Si中高优先级模块 运行，设为Si(Si.pr<S2.pr)，令U=U\({sj UQ(S2));
[001引 似如果S趣用于随机运行规则，令S冲所有模块运行，令U=U\Si;
[0020] 第5步；返回第1步。
[0021] 本发明采用确定性与随机性相结合的方法进行作战过程建模，相比W往技术方 法，具有W下明显优点：
[0022] (1)层次划分符合实际。按"战役、战斗、行动、活动"进行层次划分，符合作战实 际。而且在不同层次，CSD都可采用确定性与随机性相结合的方法进行该层次作战过程建 模。行动层及W上层次，实现了作战过程演化分支的确定性与随机性规则的结合；活动层 上，可W根据需求采用确定性或随机性方法建立合理的效能计算模型。
[002引 似相比纯确定性建模方法，过程建模更加合理。CSD在能一定程度上反映作战中 的随机因素，避免对作战过程的过度简化，因而可W更加合理地描述作战过程，使作战模拟 和指标计算的结果更加可信。
[0024] (3)相比纯随机性建模方法，调整简便、运算快速。由于避免了大量技术和战术方 面的细节知识，CSD不需要大量的技术人员参与技术保障；而且参数调整相对方便，因而可W针对作战想定的修改快速得到作战模拟和指标计算的结果。
[00巧](4)模型配置相对灵活。CSD可W根据作战模拟和效能指标计算的不同需求，改变 建模的详细程度，尤其是对活动层各战术活动，可W根据需要配置确定性或随机性模型。由 此，既可W避免全用随机性模型带来的技术复杂性和计算量大的问题，也可W避免全用确 定性模型带来的对作战过程随机性描述不充分的缺点。
【附图说明】
[0026] 图la为本发明实施例中编队1对舰突击行动分解示例图。
[0027] 图化为本发明实施例中编队2空中指挥预警行动分解示例图。
[002引图2为本发明实施例对舰突击行动的作战序列图示例图。
[0029] 图3为本发明实施例A类模块和时序运行规则示例图。
[0030]图4为本发明实施例B类模块和优先级判别运行规则示例图。
[0031] 图5为本发明实施例C类模块和随机运行规则示例图。
[0032] 图6为本发明实施例影响级判别运行规则示例图。
[0033] 图7为本发明实施例CSD中不允许的"输入模块不唯一"情形示例图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图对本发明作进一步详细的描述，W使本发明的优点和特征更易于被 本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[00巧]首先给出作战序列图（CSD)的基本概念。
[003引定义1;作战序列图CSD = {M，A，E}为一个立元组，其中；
[0037] (l)M =咕 I i = 1，2, . . .，n}为模块集；
[003引 似A=的=如，7巧）レ? = l，2，…，c;%，巧eM，A7i/}cMxM为弧集。V柳，。?,）eA称为 W化为起点模块，m1为终点模块的一条弧；
[0039] (3)E = (ejt = 1，2, . . .，s}为 CSD 的作战实体集。
[0040] VweM，记m. t G [0, + )为模块m的起始时间，m. T G (0, + )为m的延续时 间，m. P G (；0, ]_]为m的运行（事件发生）概率，m. ir G {1，W为111的影响级，m. pr G {1，W 为m的优先级。对一个作战计划（作战过程）的战役、战斗和行动几个层次，都可用CSD来 描述。例如，战役层的一个模块代表一次战斗，所有战斗（模块）共同构成一个作战序列， 即一次战役。战斗和行动层的序列和模块之间的关系W此类推。
[0041] 对于一个行动层次的CSD，m. t、m. T、m. p、m. ir、m. pr分别代表模块（活动）m的起 始时间、延续时间、运行概率、影响级和优先级。当m表示信息对抗类实体（例如预警机、干 扰机等）的模块时，令m. ir = 1，否则m. ir = 2。模块优先级的概念在多个模块出现冲突 时使用。
[0042] 作战实体集E代表一个CSD所设及的双方武器装备、打击目标等；弧集A用来描述 一个CSD中前后模块之间的时序运行、判别运行和随机运行等关系。
[004引 定义2 ;对作战序列图CSD = {M，A，E}，Vw, eM，如的=如户巧)e A，则称叫为mi的一个输入模块，称叫.in = {mjlnijG M, G A}为叫的输入集。
[0044] 定义3 ;对作战序列图CSD = {M，A, E}，V"?, e M，如3% =如,.，叩）e A，则称叫为m i 的一个输出模块，称叫.out = {m>卢M，G A}为叫的输出集。
[004引定义4 ;对作战序列图CSD = {M，A，E}，如有mnG M，mn. out = 4，则称m。为CSD的 一个终止模块。
[004引定义5;对作战序列图CSD = {M，A，E}，V"!,',, eM，如3m,, 6气产"，.j二1，2, . ..，C， 且气为CSD的一个终止模块，则称为W 为起点的一条序列。
[0047] 定义 6 ;对作战序列图 CSD = {M，A，E}，如菲80'={1^'，,'\'，1￡'}，满足
[0048] (1) M'cM^'cA,E'c=E；
[0049] (2) Vw'G]Vr，3w"eM，，且 m" G m，. in U m，. out ;
[0050](3)不存在 m G M\M'，m G m'.in U m'.out,
[0051] 则称CSD'为CSD的一个子图。
[0052] 由此，每一个作战层次都可用作战序列图进行建模。W舰载机作战为例，将所有