【技术实现步骤摘要】
一种空中编队、实体两级分辨率仿真建模方法
[0001]本专利技术属于仿真建模
，具体涉及一种空中编队、实体两级分辨率仿真建模方法。
技术介绍
[0002]当前，联合作战实验面临大规模、大样本、超实时仿真需求，智能博弈算法训练也要求仿真系统具有超实时仿真能力。提高仿真性能包括两种技术手段，一是构建并行仿真引擎，通过提高仿真计算硬件规模，实现仿真效率提升；二是构建低分辨率模型，通过减少仿真模型计算量，实现仿真性能提升。
[0003]仿真系统模型都是针对特定层级现实问题构建，具有分辨率特征。针对同一实体，在高分辨率模型基础上构建低分辨率模型，本质上是一种多分辨率建模方法。当前多分辨率建模包括两个主要运用场景：一是支持大规模联合仿真，通过构建HLA、TENA、DIS等互联框架，利用聚合解聚算法，实现两个不同分辨率仿真系统的互联，这是一种实时仿真，无法满足作战实验、智能算法训练的超实时仿真需求；二是支持仿真效率提升，当前JTLS、EADSIM、COMANO、墨子、XSIM、EFFSIM等国内外主流仿真系统，通常针对一个实体模型提供多个行为模型，如华如的XSIM仿真系统，针对一个雷达模型，提供精细、粗糙两种分辨率的探测行为模型，其中精细模型计算量大，粗糙模型计算量小。在仿真前，需要选择雷达探测行为的模型分辨率，在仿真执行过程中，探测行为模型分辨率不支持动态调整。针对上述情况，需要提出一种支持仿真过程中模型分辨率可以动态调整的多分辨率模型建模方法。
技术实现思路
[0004](一)要解决的技术问题
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空中编队、实体两级分辨率仿真建模方法，其特征在于，所述仿真建模方法包括如下步骤：S1.空中编队模型与实体模型构建多分辨率模型为拥有实体、编队两级分辨率的模型，由模型标识集合、外观集合、动作函数集合、属性集合、任务函数集合和聚合解聚函数集合六部分组成，形式化为：AFEMRM＝{IDset,Symbset,ActFset,Attribset,Taskset,ADFset}其中，AFEMRM为多分辨率模型，IDset为多分辨率模型在仿真过程中的标识集合，其形式化为：其中，ID
formation
为编队模型唯一标识，ID
i
表示编队内实体模型i的标识，n表示编队中的实体模型数量；Symbset为空中编队、实体模型的外观集合，形式化为：其中，Symb
formation
为编队模型的可视化符号，Symb
i
为僚机模型i的可视化符号，n表示编队中僚机模型数量；ActFset为空中编队、实体的动作函数集合，动作是模型支持的最小粒度的行为，形式化为：ActFset＝{Move,Detect,Destroy,Engage,C3}其中，Move为机动函数集合，Detect为探测函数集合，Destroy为毁伤函数集合，Engage为交战函数集合，C3为通信指挥函数集合；每个函数集合包含编队、实体两级分辨率的行为函数，对于同一种行为，低分辨率行为函数计算复杂度低于高分辨行为函数；Attribset为多分辨率模型的属性集合，其构成形式化为：Attribset＝{A1,
…
,A
n
,A
AD
}其中，A
i
为第i个分辨率的属性集合；A
AD
为聚合解聚属性集合；Taskset为模型支持的任务函数集合，形式化为：Taskset＝{FTask1,ETask1,
…
,FTask
i
,ETask
i
…
,FTask
n
,ETask
n
}其中，FTask
i
为模型在编队分辨率执行第i个任务的功能函数，ETask
i
为模型在实体分辨率执行第i个任务的功能函数；任务函数中的行为由规则生成，形式化为：TB＝{Rule
flow
,Rule
judge
}其中，TB表示任务函数中的行为模型，Rule
flow
为流程式规则，Rule
judge
为判断式规则；其中，流程式规则采用树结构进行形式化建模，形式化描述为：Rule
flow
＝{RootNode,ControlNode,LeafNode}其中，RootNode表示树的根节点；ControlNode表示树的枝节点，用于控制子节点的执行逻辑，形式化为：ControlNode＝{Selector,Sequence,Parallel}其中，Selector为选择控制节点，即第一个子节点返回成功时，该控制节点直接返回成功，第一个子节点返回失败时，执行下一个子节点，只要有一个子节点返回成功，则该控制
节点返回成功，全部子节点全部返回失败时，该控制节点返回失败；Sequence为顺序控制节点，即第一个子节点返回失败时，该控制节点返回失败，第一个子节点返回成功时，顺序执行第二个子节点，只要有一个子节点返回失败，则该顺序控制节点返回失败，如果全部子节点返回成功，则该顺序控制节点返回成功；Parallel为并行控制节点，下属两个节点，第一个节点为主任务节点，第二个为任务节点或分支节点，属于次要任务，两个任务并发执行，当两个任务同时执行完成时，如果主要任务返回状态为成功，则并行控制节点返回成功，当主要任务返回失败时，并行控制节点返回失败；LeafNode为树的叶节点，形式化为：其中，ConditionF为状态真值函数，BF为动作函数；判断式规则Rule
judge
同样采用树结构进行形式化建模，形式化为：其中，为任务中的第i条判断规则，k为任务中的判断式规则数量，Sequence为树中的顺序控制节点，ConditionF
i
和BF
i
为树的叶节点；其中ConditionF
i
为顺序控制节点的第一个子节点，表示第i条规则对应的状态真值函数，BF
i
为顺序控制节点的第二个子节点，表示第i条规则对应的行为函数；S2.空中编队模型解聚模型与实体解聚模型构建在步骤S1的基础上，对实体模型聚合成编队模型、编队模型解聚为实体模型的过程建模，该过程称为多分辨率模型的聚合解聚，表现为实体、编队两级分辨率任务函数和规则集的调用、切换，以及不同分辨率任务函数对应属性值的映射计算，任务函数切换和属性值映射计算通过聚合解聚函数实现，通过事件触发；ADFset为模型的聚合解聚函数，形式化为：ADFset＝{MRMADStateF,MRMRStateF,AF
12
,DF
21
,AF
23
,
…
,AF
(n
‑
1)n
,DF
n(n
‑
1)
},ADFset∈MRM其中，MRMADStateF为获取多分辨率模型是否处于聚合解聚状态的函数，聚合解聚状态模型MRMADState属性的取值范围为：其中，MRMADState取值为1表示该模型处于聚合状态，需要仿真引擎调用聚合函数；取值为2表示该模型处于解聚状态，需要仿真引擎调用解聚函数；取值为3表示该模型不处于聚合解聚状态，仿真引擎不调用聚合函数也不调用解聚函数；MRMRStateF为获取多分辨率模型当前所处的分辨率状态的函数，分辨率状态模型的MRMRState属性的取值范围为：其中，MRMRState取值为1表示模型处于实体状态；取值为2表示模型处于编队状态；仿真过程中模型在实体、编队两级分辨率之间动态切换，由事件触发，由聚合解聚函数实现，形式化为：ADTrigger＝{ADEvent,ADEventListenF}其中，ADTrigger为聚合解聚触发机制，ADEvent为模型需要接收的聚合解聚事件，形式
化为：ADEvent＝{MRMID,State
AD
,Type
AD
}其中，MRMID为需要处理本次聚合解聚事件的多分辨率模型在仿真过程中的唯一标识；State
AD
为事件的类型，其取值范围为：State
AD
＝{1,2}其中，1表示聚合，2表示解聚；Type
AD
为聚合解聚的类型，其取值范围为：Type
AD
＝{Area,DetectTar}其中，Area为基于空间的聚合解聚类型，即当仿真实体机动到该区域时，触发模型的聚合解聚行为；DetectTar为基于探测目标的聚合解聚，即当仿真实体具备探测能力且探测到敌方目标时，触发模型的聚合解聚行为；ADEventListenF为聚合解聚事件监听函数，该函数输入变量为聚合解聚事件ADEvent，功能为将聚合解聚事件的聚合解聚状态State
AD
的值赋予模型内部聚合解聚状态MRMADState，其形式化为：其中，MRMID
local
为接收聚合解聚消息的模型的唯一标识；编队模型解聚逻辑为：模型在运行编队任务函数时，在每个时间步监听解聚事件，当模型收到解聚事件时，运行解聚函数，根据任务、队形和聚合规则，生成编队模型对应每个实体模型属性，更新编队内全部实体模型属性，之后运行编队内全部实体的对应任务函数，停止运行正在执行的编队模型的任务函数；实体模型聚合逻辑为：模型在运行实体任务函数时，监听聚合事件，当模型收到聚合事件时，运行聚合函数，根据任务、队形和聚合规则，生成与实体模型对应的编队模型属性，运行编队任务函数，停止运行编队内实体模型函数；S3.空中编队模型与实体模型运行管理模型构建空中编队、实体模型的多分辨率运行管理模型由模型注册、队列管理、任务规则引擎、任务规则编辑、聚合解聚触发管理五个模块，形式化为：MRMF＝{ModelReg,QueManage,TREngine,TREdit,ADTriManage}其中，MRMF为多分辨率运行管理模型，ModelReg为仿真模型注册模块，形式化为：ModelReg＝{Reg(ID),unReg(ID),GetModels(Type)}Reg(ID)为模型注册函数，参数ID为需要注册模型的标识，在一次仿真中，模型运行前需要向MRMF注册，当...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆鹏，孙曼晖，周东傲，杨伟龙，李豪，朱成璋，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院战争研究院，
类型：发明
国别省市：
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