基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统技术方案

本申请涉及一种基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统。所述方法包括：获取复杂体系任务，将复杂体系任务划分为体系层任务、编组层任务和实体层任务，根据复杂体系任务的任务规划图，对体系层任务进行建模，得到任务规划模型；根据每个编组层任务对应的编组任务流程图，利用指挥状态机对编组层任务进行建模，得到编组级流程模型；根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行动状态机对实体层任务进行建模，得到实体级流程模型；根据底层仿真引擎驱动任务规划模型、编组级流程模型和实体级流程模型，对复杂体系任务进行仿真。采用本方法能够进行复杂体系流程仿真。真。采用本方法能够进行复杂体系流程仿真。真。采用本方法能够进行复杂体系流程仿真。

【技术实现步骤摘要】
基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统


[0001]本申请涉及仿真
，特别是涉及一种基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统。

技术介绍

[0002]由于军事任务的复杂性，决策者分析军事复杂体系时面临巨大挑战。军事复杂体系从组成上看，是多个平台构成的有机整体；从结构上看，是预警探测系统、通信系统、指挥决策系统、火力打击系统、电子对抗系统的嵌套和叠加。军事复杂体系具备以下特点：体系机动性、集成性显著；攻防协同信息地位突出；体系网络化特征明显；体系对抗动态多变。为此，试图从体系运行流程的角度,将复杂体系中各类实体在执行不同任务下的运行流程进行建模，以辅助决策者分析复杂体系运行机理。军事复杂体系流程建模旨在规范表达任务执行过程中繁杂的体系流程结构和关系，通过复现任务流程的实际发生步骤，帮助军事人员理解分析复杂体系的运行流程，进而对体系流程进行检验和优化。
[0003]面向复杂体系的流程建模目的是分析复杂体系中各类任务和实体的运行流程关系是否合理、资源配置是否优化、流程运行是否顺畅，进而对流程进行优化以提高复杂体系整体流程执行效率。目前传统的流程建模方法较多，主要有流程图、IDEF、Petri网、UML、角色活动图等。近年来，国内外学者在流程建模领域开展了大量理论研究和实践探索，主要有基于Petri网的流程建模、基于UML的流程建模方法和基于多Agent的流程建模，并在作战指挥流程、装备维修流程等研究领域取得了广泛应用。
[0004]基于Petri网的流程建模，将基于对象的建模技术和Petri网技术相结合，但该方法对数学理论要求较高，建模步骤较为复杂，不适合用于复杂体系的流程建模。该方法在军事领域流程建模方面的应用较多，如针对战略预警指挥信息系统的情报处理与指挥控制流程建模、美军多功能支援力量火力旅的指挥流程建模、导弹武器系统的作战流程建模、基于层次有色赋时Petri网的导弹作战流程建模，以及作战装备的维修保障流程建模等。
[0005]基于UML的流程建模方法，利用静态的结构视图、实例图以及动态的活动图来获取系统的组织结构、活动和性能等问题。在军事建模领域得到了广泛应用，有学者研究航空母舰上预警机的协同防空作战和反潜作战流程建模，基于UML的防空作战流程建模，军械装备的保障流程模型等。此外，还有研究采用UML与Petri网结合来对舰载作战系统信息流进行建模和分析。
[0006]基于多Agent的流程建模，通过模拟主体的自适应性，为主体赋予必要的参数和行为规则，并通过主体的行为准则、参数设置和学习过程在环境中发生相互作用，从而体现出系统的整个宏观现象。有学者研究基于多Agent实现作战指挥决策流程建模，装甲协同作战指挥模型。
[0007]以上流程建模方法，主要是以流程描述功能为主，导致不能适应于复杂体系的流程仿真。

技术实现思路

[0008]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够进行复杂体系运行流程仿真的基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统。
[0009]一种基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法，所述方法包括：
[0010]获取复杂体系任务，将所述复杂体系任务划分为体系层任务、编组层任务和实体层任务；所述体系层任务为面向所述复杂体系任务的顶层任务，所述编组层任务为多个实体编组所执行的任务，所述实体层任务为单个实体执行的任务；
[0011]根据所述复杂体系任务的任务规划图，对所述体系层任务进行建模，得到任务规划模型；
[0012]根据每个编组层任务对应的编组任务流程图，利用指挥状态机对所述编组层任务进行建模，得到编组级流程模型；
[0013]根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行动状态机对所述实体层任务进行建模，得到实体级流程模型；所述指挥状态机和所述行动状态机均为有限状态机；
[0014]根据底层仿真引擎驱动所述任务规划模型、所述编组级流程模型和所述实体级流程模型，对所述复杂体系任务进行仿真。
[0015]在其中一个实施例中，还包括：对所述复杂体系任务进行分解，得到多个顶层任务，根据所述顶层任务的执行顺序，构建任务规划图，根据所述任务规划图，对所述体系层任务进行建模，得到任务规划模型。
[0016]在其中一个实施例中，还包括：根据所述编组层任务对应的编组任务和指挥实体，组合生成编组流程，根据所述编组流程建立编组任务流程图；设置编组层任务对应的流程参数，根据所述流程参数设置指挥状态机，利用指挥状态机和所述编组任务流程图对所述编组层任务进行建模，得到编组级流程模型。
[0017]在其中一个实施例中，还包括：根据各个实体的任务行动，构建各实体对应的行动状态机；根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行动状态机对所述实体层任务进行建模，得到实体级流程模型。
[0018]一种基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真系统，所述系统包括：
[0019]体系流程数据库、体系流程建模模块、体系流程动态仿真模块、体系流程分析模块和体系流程显示模块；
[0020]所述体系流程数据库连接所述体系流程建模模块，所述体系流程建模模块分别连接所述体系流程动态仿真模块和体系流程分析模块，所述体系流程动态仿真模块用于执行上述基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法；
[0021]所述体系流程显示模块用于显示体系流程数据库、体系流程建模模块和所述体系流程分析模块的中间数据。
[0022]在其中一个实施例中，所述体系流程数据库包括：工程数据子模块、模型数据子模块以及分析数据子模块，用于为其他模块的模型数据、工程数据以及分析数据的管理和维护。
[0023]在其中一个实施例中，所述体系流程建模模块包括：编组视图建模子模块、关系视图建模子模块、部署视图建模子模块、任务流程图建模子模块、项目管理子模块以及图元管理子模块；
[0024]所述体系流程建模模块用于通过编组视图、关系视图、部署视图、任务流程图，为体系流程分析模块和体系流程动态仿真模块提供模型数据分析基础。
[0025]在其中一个实施例中，体系流程分析模块通过计算体系流程建模模块导出的模型数据，对体系的脆弱性、体系运行演化、体系运行状态监控进行分析。
[0026]在其中一个实施例中，所述体系流程显示模块包括：项目显示子模块、图元显示子模块、模型产品显示子模块和分析结果显示子模块；体系流程显示模块用于与系统用户的交互，提供项目显示、图元显示、模型产品显示以及分析结构显示。
[0027]上述基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法和系统，将复杂体系任务划分为体系层任务、编组层任务和实体层任务；体系层任务为面向所述复杂体系任务的顶层任务，编组层任务为多个实体编组所执行的任务，实体层任务为单个实体执行的任务；根据复杂体系任务的任务规划图，对体系层任务进行建模，得到任务规划模型；根据每个编组层任务对应的编组任务流程图，利用指挥状态机对编组层任务进行建模，得到编组级流程模型；根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多分辨率的复杂体系运行流程仿真方法，其特征在于，所述方法包括：获取复杂体系任务，将所述复杂体系任务划分为体系层任务、编组层任务和实体层任务；所述体系层任务为面向所述复杂体系任务的顶层任务，所述编组层任务为多个实体编组所执行的任务，所述实体层任务为单个实体执行的任务；根据所述复杂体系任务的任务规划图，对所述体系层任务进行建模，得到任务规划模型；根据每个编组层任务对应的编组任务流程图，利用指挥状态机对所述编组层任务进行建模，得到编组级流程模型；根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行动状态机对所述实体层任务进行建模，得到实体级流程模型；所述指挥状态机和所述行动状态机均为有限状态机；根据底层仿真引擎驱动所述任务规划模型、所述编组级流程模型和所述实体级流程模型，对所述复杂体系任务进行仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述复杂体系任务的任务规划图，对所述体系层任务进行建模，得到任务规划模型，包括：对所述复杂体系任务进行分解，得到多个顶层任务，根据所述顶层任务的执行顺序，构建任务规划图，根据所述任务规划图，对所述体系层任务进行建模，得到任务规划模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个编组层任务对应的编组任务流程图，利用指挥状态机对所述编组层任务进行建模，得到编组级流程模型，包括：根据所述编组层任务对应的编组任务和指挥实体，组合生成编组流程，根据所述编组流程建立编组任务流程图；设置编组层任务对应的流程参数，根据所述流程参数设置指挥状态机，利用指挥状态机和所述编组任务流程图对所述编组层任务进行建模，得到编组级流程模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实体层任务对应实体的实体任务流程图，利用行动状态机对所述实体层任务进行建模，得到实体级流程模型，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：许珺怡，王吉星，张文志，孟竹喧，付东，刘德胜，宁祎娜，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院评估论证研究中心，
类型：发明
国别省市：