【摘要】：地面防空作戰(zhàn)仿真可以通過考察武器裝備性能和作戰(zhàn)編排方式對作戰(zhàn)效能的影響,從而為分析決策提供數(shù)據(jù)支撐。隨著應(yīng)用的不斷發(fā)展,地面防空作戰(zhàn)仿真規(guī)模越來越大,對計(jì)算能力的需求越來越高。當(dāng)前地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)大多基于HLA技術(shù)開發(fā),在進(jìn)行分析評估類仿真時(shí)存在著性能瓶頸。因此,開展基于并行離散事件仿真技術(shù)的地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)研究,對于縮短系統(tǒng)單次運(yùn)行時(shí)間、提高運(yùn)行效率、滿足仿真應(yīng)用對時(shí)效性的需求等具有重要的理論和實(shí)踐意義。論文針對地面防空作戰(zhàn)仿真對高性能計(jì)算的需求,以提高仿真系統(tǒng)運(yùn)行效率為目標(biāo),對基于并行離散事件仿真技術(shù)的防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的總體架構(gòu)、事件流設(shè)計(jì)及通信優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)當(dāng)前的地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)大都采用基于HLA/RTI技術(shù)的分布式架構(gòu),以時(shí)間步進(jìn)方式推進(jìn),仿真運(yùn)行過程緩慢,不能滿足應(yīng)用對系統(tǒng)運(yùn)行效率的需求。針對這一問題,論文提出了基于并行離散事件仿真技術(shù)的地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)總體架構(gòu),以并行離散事件仿真引擎YH-SUPE為核心,將各個(gè)仿真對象掛接在仿真平臺上,可以方便地將其分發(fā)到多節(jié)點(diǎn)上并行運(yùn)行,使用YH-SUPE外部模塊連接仿真運(yùn)行控制模塊進(jìn)行多樣本運(yùn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的多實(shí)體并行和多樣本并行;各仿真對象采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)記錄模塊記錄本地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并保存到數(shù)據(jù)文件中,事后通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件收集整理模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存供回放顯示和分析評估,從而避免了數(shù)據(jù)集中記錄可能帶來的性能瓶頸;通過一次性將想定數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫讀入到想定數(shù)據(jù)緩沖區(qū)從而避免仿真過程中的數(shù)據(jù)庫訪問;以上設(shè)計(jì)有效地提高了仿真系統(tǒng)的運(yùn)行效率。(2)事件調(diào)度方法是離散事件仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,直接使用一對一的事件調(diào)度方式難以滿足地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中不同事件調(diào)度類型的需求。針對這一問題,論文在分析YH-SUPE仿真平臺不同事件類型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于YH-SUPE的地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)事件調(diào)度方法:使用仿真對象事件實(shí)現(xiàn)不同實(shí)體間的簡單事件調(diào)度;使用局部事件實(shí)現(xiàn)實(shí)體的自調(diào)度事件;使用非定向交互實(shí)現(xiàn)實(shí)體間的一對多模式的事件調(diào)度。并基于此方法設(shè)計(jì)了地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)事件流模型。經(jīng)測試表明,所設(shè)計(jì)的事件流模型運(yùn)行正確、調(diào)度高效。(3)地面防空作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)中的實(shí)體之間存在著大量的位置信息傳輸,導(dǎo)致運(yùn)行過程中通信量大,影響運(yùn)行效率。針對該問題,論文提出了利用動(dòng)態(tài)屬性技術(shù)來實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)實(shí)體運(yùn)動(dòng)位置信息發(fā)布的方法:將飛機(jī)實(shí)體的機(jī)動(dòng)路線近似成大圓航線,將地面實(shí)體的機(jī)動(dòng)路線近似為等角航線,將導(dǎo)彈實(shí)體的“蛇形”機(jī)動(dòng)軌跡表示為自行定義的動(dòng)態(tài)屬性項(xiàng),并通過分發(fā)對象分發(fā)這些動(dòng)態(tài)位置屬性,感興趣的仿真對象可以通過訂購動(dòng)態(tài)屬性項(xiàng)在本地計(jì)算其位置,從而可以利用計(jì)算時(shí)間換取通信時(shí)間,降低通信鏈路負(fù)載,提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。測試表明,使用該方法可以有效地減少運(yùn)行時(shí)間。在上述基礎(chǔ)上,基于YH-SUPE并行仿真平臺設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)地面防空作戰(zhàn)仿真原型系統(tǒng),并對該系統(tǒng)進(jìn)行了測試,結(jié)果表明,所實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)系統(tǒng)的仿真推進(jìn)速率可以達(dá)到1:80,能夠較好地滿足地面防空作戰(zhàn)仿真對時(shí)效性的需求。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：E11;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

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1 甘斌;郝佳新;魯敏毓;;一種基于HLA的防空作戰(zhàn)仿真框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年01期

本文編號：2742960