人在回路作战仿真中人的仿真可信度
浅议军事训练模拟仿真技术人才培养
浅议军事训练模拟仿真技术人才培养摘要:军事训练模拟化的前提是拥有一支高素质的军事训练模拟仿真技术人才队伍。
为了满足我军日益扩大的军事训练模拟仿真技术人才的需求,结合部队现状,通过分析我军目前军事训练模拟仿真技术人才培养中存在的问题,详细阐述了人才培养过程中应把握的重点,以期为我军军事训练模拟仿真技术人才培养提供借鉴。
关键词:军事训练;模拟仿真技术;人才培养一、前言现阶段,模拟仿真技术已成为人类认识与改造客观世界的重要方法,在关系国家实力和安全的关键领域,发挥着不可或缺的作用。
20世纪90年代初以来,美军各军兵种进行了大量的作战模拟实验,为美军在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争中实兵作战和21世纪的军事转型研究提供了有力支撑。
当前世界许多国家军队正在掀起以模拟仿真为标志的第二次军事训练革命,其中心要旨就是充分运用以计算机为核心的现代模拟仿真技术实现军事训练的跃升,以期以最大的效费比实现战斗力的有机生成。
我军要想在新的革命浪潮中处于不败之地,就必须从人才抓起,尽快把高素质、专业化的军事训练模拟仿真技术人才队伍的培养纳入快速、正规、有序的轨道,为模拟仿真技术在军事训练领域的广泛应用与发展奠定人才基础。
二、军事训练模拟仿真技术人才培养的现实意义所谓军事训练模拟仿真技术人才,是指从事军事训练领域中模拟仿真装备及系统研发工作的技术人才。
当前,以模拟仿真技术为核心的高新技术迅猛发展和广泛应用,军事训练领域发生了新变革。
如何适应军事训练变革的需要,培养新型军事训练模拟仿真技术人才,对进行军事训练发展具有非常重要的现实意义。
(一)推进军事训练变革的重要前提军事领域是受益于高新技术最直接、最迅速、最广泛的领域。
高科技的发展,表面上是一种技术竞争,本质上却是人才的竞争。
加强军事训练模拟仿真技术人才的培养,是我军军事训练变革中的一个重要前提。
为了大力推进军事训练的模拟化变革,使我军在未来继续成为有影响的军队,保持和发展在国际上的重要地位,就必须加强人才队伍建设,提高人才队伍质量。
推演仿真引擎框架
推演仿真引擎框架前言:近年来随着人工智能、无人系统等先进技术在军事上的广泛应用,美军提出了“混合战”、“多域战”、“马赛克战”等新的作战理论、构想、概念,这对于我们研究未来战争的样式及走向,把握新的作战过程及规律提出了新课题。
基于模拟仿真技术的作战推演在以往的研究训练中取得了很好的应用效果,但随着新质作战力量的引入及新的作战概念的发展,面对新平台、新技术、新战术、新样式等变化,建设未来智能化推演仿真平台系统就愈发迫切和必要。
智能化推演仿真平台系统(后面简称为智能仿真平台)是以人工智能领域最先进的技术导入新一代多用途全领域仿真推演平台实现倍增赋能,以满足未来军事模拟仿真的现实需求。
智能仿真平台以大规模、高效能、分布式仿真引擎为核心;以多元、异构、海量、多维数据及高精度、多分辨率模型为基础;通过连接专用仿真系统、指挥控制系统并引入人工智能赋能引擎以实现智能化推演仿真的目标。
一、未来智能化仿真面对的现实需求背景(一)混合战争2005年,美国前国防部长、时为海军中将的詹姆斯·马蒂斯与军事学者弗兰克·霍夫曼,首提“混合战”的概念。
2006年黎以战争使得这一概念引起更多的重视,此后,混合威胁、混合冲突等概念逐渐得到美军官方认可,被写入2008年版《联合作战环境》、2009年版《联合作战顶层概念》、2010年版《四年防务评估报告》、2015年版《美国国防战略》等重要文件。
近年来,在乌克兰危机中,俄罗斯综合运用战略威慑、战略欺骗,以及心理战、舆论战,兵不血刃地将克里米亚收入囊中,被西方称为俄版“混合战”。
而早在1999年(当时笔者在军校学习有幸第一时间拜读的此作)由乔良、王湘穗合著的《超限战》一书中的一些观点、设想与“混合战争”极为相似。
(此书后来被美国防部配发给高级将领研读并列为美国西点军校学员的课外必读书。
)(二)多域战2015年4月8日,时任国防部副部长沃克在美国陆军战争学院要求陆军研究“空地战2.0”,这被看作是“多域战”起源的一个标志性事件。
智能化作战的制胜关键有这几点
智能化作战的制胜关键有这几点制胜谋赢是一切战争活动的最根本目的。
人类战争迈进智能化已成为大势所趋。
紧跟战争演进发展大势,勇立潮头,科学探寻未来战争制胜的内在机理,摸清本质规律,才能找准正确的发展方向,进而获取下一场军事竞争的主动权。
一、智能化作战的主要层次区分随着人工智能技术在军事领域的广泛应用,智能作战平台和力量体系等将迎来大发展,并以遥控式、半自主式、自主式三个不同阶段层次逐步转化为现实战斗力。
但无论在何种阶段的智能化作战,都不是把人排除在外,而是将作战中人的“行动域”、“认知域”不断强化升级、拓展延伸。
从作战过程中人的定位来看,我们可以根据自主化程度将其区分描述为“人在回路中”、“人在回路上”、“人在回路外”三个层次。
我们在这里重点研究探索“人在回路上”(2035年前)层次的智能化作战制胜机理问题。
二、智能化作战的基本运行流程智能化作战是信息化作战的高级阶段,其作战行动有其自身的运行流程。
智能化作战是在战场物联网、作战大数据库、云计算平台等支撑下,通过战场信息网络系统形成高度融合的作战体系,借助高效的算法模型、软件系统实现诸多环节的自主运行。
整个作战对抗过程,作战体系是在“战场数据+算法”驱动下,快速高效的运行,指挥者及其指挥机关只是根据需要适时进行优化。
具体运行流程为“感知——指控——行动——评估”循环实施,直至达成作战目的。
在感知环节,通过感知终端获取各类战场信息数据。
由于智能化作战体系是一个高度开放、互联互通的融合大系统,任何传感器、武器装备、作战人员等获取的战场信息都可自动转化为作战数据输入网络系统,在比对、分析、处理、融合后,生成情报信息数据供作战体系实时共享。
在指挥控制环节,根据感知终端提供的共享情报信息数据,在大数据库、云计算平台的支撑下,经过指挥信息系统基于数据和算法的“决策”,形成可供指挥员选择的行动方案,指挥员可决定实施该方案或优化后实施。
在作战行动环节,作战力量根据接收的作战指令数据,结合共享的实时战场情报信息,对敌采取相应的行动。
作战方案全要素仿真推演技术研究
本文以多编队作战指挥为背景,针对编队作战 方案在线评估、优选、优化能力弱的问题,从要素分 析及建模、推演过程控制、效能评估分析、在线优化 调整等方面开展技术研究,具体研究思路如图 1
∗ 收稿日期:2019 年 6 月 17 日,修回日期:2019 年 7 月 20 日 作者简介:胡诗,男,工程师,研究方向:舰载作战指挥系统。
图 4 战场实体模型静态框架结构
图 2 作战方案的概念元模型
图 5 战场指挥机构指挥行为模型示意图
3.2 人在回路式作战方案推演控制技术 编队作战方案推演需要基于敌我双方全要素
12
所示。
胡 诗:作战方案全要素仿真推演技术研究
总第 306 期
编队作战方案要素建模重点围绕对空作战、对 海对陆作战、对潜作战等典型作战任务,从作战任 务、兵力编成、打击目标、兵力行动、航线信息等方 面开展作战方案要素建模,如图 3 所示。
图 1 研究思路图
3 关键技术研究
3.1 编队作战方案要素分析及建模技术 本研究内容为全面形成编队方案推演决策支
Key Words elements of battle plan,the simulation deduction,program evaluation and optimization Class Number TN974
1 引言
作战方案推演是在作战行动实施前或者实施 过程中,按照作战方案规定的作战意图、顺序和进 程,对作战方案中不同作战阶段的部署、行动所达 成的态势、目标或结果进行演练分析的过程,其本 质是一种实验活动[1]。考虑到联合作战方案筹划 的系统性和复杂性,为提升精确筹划、精细筹划的 能力,迫切需要对联合作战方案进行推演论证,为 战略战役作战决策提供辅助手段,辅助决策机关解 决联合战役层次带有全局性的重难点问题,确保在 未来信息化作战中夺取决策优势,赢得制胜先机。 从实践效果来看,联合作战方案推演最直接的办法 就是严格按照方案的实施步骤和具体内容,以时间 为基本参照轴线,基于作战模型、交战规则和基础
用于作战需求验证的电子战仿真系统
电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology2019,34(3) 中图分类号:TP391.9 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2019)03-0040-04收稿日期:2018-08-13;修回日期:2018-10-25作者简介:马红(1976 ),男,硕士,工程师㊂用于作战需求验证的电子战仿真系统马 红,卜 伟(电子信息控制重点实验,成都610036)摘要:电子战作战仿真系统主要用于对电子战系统的作战能力需求进行仿真验证㊂首先分析了电子战作战仿真的必要性,以及目前的研究现状,并从电子战作战仿真的目的介绍了一种电子战作战仿真系统的实现方案,以及该电子战作战仿真系统的应用案例,最后分析了电子战作战仿真系统的成效以及存在的问题㊂关键词:作战仿真;效能仿真;电子战系统DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2019.03.009An Operation Simulation System of Capability RequirementsVerification of Electronic WarfareMA Hong,PU Wei(Science and Techonology on Electronic Information Control Laboratory,Chengdu 610036,China)Abstract :The operation simulation system of EW(Electronic Warfare)will be used to verify ca⁃pability requirements of EW system.The necessary and the research status of EW operation sim⁃ulation are analyzed at first.And then,a project of EW operation simulation system is intro⁃duced that is designed to satisfy purposes of EW operation simulation,as well as an applicationcase.The achievements of the EW operation simulation system are summarized at last.Key words :operation simulation;efficiency simulation;EW system1 引言自海湾战争以来全球各地发生的历次局部战争表明,信息已经成为战争中的主旋律,尤其是对战场上瞬息万变的电磁信息极其敏感[1]㊂随着 先敌发现㊁先敌发射㊁先敌杀伤”作战概念的提出,战场上投入的先进武器越来越多,预警雷达㊁制导雷达㊁火控雷达㊁主动导引头等威胁目标层出不穷,造成战场上的电磁信息越来越复杂,为保证作战平台的生存和作战任务的顺利完成,电子战系统被各种作战平台广泛使用㊂电子战系统作为集电子侦察㊁电子防卫和电子进攻为一体的攻防兼备的装备,与雷达㊁武器㊁数据链㊁末端防御等系统配合,能够实现作战能力的倍增,已经成为了各种作战平台的必备能力㊂随着各种作战区域电磁环境的复杂化和执行不同的作战任务,各作战平台所装备的电子战系统的作战能力也越来越复杂㊂在电子战装备论证过程中,如何验证提出的电子战系统能力需求能够满足作战任务的使用要求,是论证当中非常重要的工作㊂传统的装备论证依靠设计师根据经验通过头脑风暴进行作战过程推演,但是无法推演复杂的敌我双方作战交互过程,特别是具有复杂作战能力的电子战系统在考虑空间位置㊁机动姿态㊁频率范围和人的因素4电子信息对抗技术·第34卷2019年5月第3期马 红,卜 伟用于作战需求验证的电子战仿真系统时㊂随着数字化技术的发展,现在可以通过构建作战仿真系统支撑作战过程的推演,并提供对仿真过程数据的多种展示手段,以便设计师对作战过程进行分析评估,验证电子战系统作战能力是否满足作战任务的执行㊂电子战作战仿真系统上开展作战过程仿真,目的在于根据典型作战场景驱动仿真推演,模拟电子战系统的各作战能力对作战过程的影响㊂按照电子战作战仿真目的,可构建效能级电子战作战仿真系统,主要原因有两个:一㊁效能级仿真模型建模的效费比最高,模型可根据实测数据进行修正;二㊁效能级仿真模型运行效率最好,能够满足人在回路的要求㊂目前国内的研究重点主要是针对电子战系统的某些能力的效能仿真[5-6]和作战仿真系统的实现方法[2]㊂随着从 交装备”向 交能力”的转变,对装配在作战平台上的电子战系统所需具备的作战能力在作战过程中发挥的作用,以及能力边界对任务执行结果的影响的仿真将会是电子战作战仿真的重要研究内容㊂2 面向需求验证的仿真系统2.1 建设目标为了满足电子战系统的作战仿真任务的开展,基于商用进行软件定制开发构建了电子战作战仿真系统㊂电子战作战仿真系统可支持按照作战任务规划典型作战场景,根据作战任务完成电子战模型的功能配置和仿真参数设置,并对典型作战场景驱动仿真㊂通过对作战过程的反复推演和分析完成作战仿真任务,并可根据推演结果,形成电子战装备的运行概念方案OpsCon㊂针对电子战作战仿真特点,构建的电子战作战仿真系统需要能够支撑以下作战仿真要求: 1)支持针对电子战系统作战特点的仿真运行,包括在时间㊁空间和频率上一致性的仿真; 2)支持对电子战系统的效能仿真模型按需进行功能配置和参数设置;3)支持能够满足电子战作战特征的战场态势展示形式;4)能够支持人在回路的电子战作战仿真㊂2.2 仿真系统组成按照建设目标构建的电子战作战仿真系统,需要根据电子战系统的作战仿真特点进行定制化开发㊂在构建电子战作战仿真系统时,选用了成熟的商用货架产品作为仿真平台,按照作战对象电子战系统的能力进行效能级仿真模型开发㊂最终构建的电子战作战仿真系统组成如图1所示㊂图1 作战仿真系统组成框架作战仿真系统主要有两大部分组成:仿真模型和仿真平台㊂仿真模型主要包括对参与作战的敌方㊁我方和中立方所有参与作战对象的效能模型,以及作战环境的模型;仿真平台提供作战仿真的公共服务,包括仿真模型的开发㊁作战场景的规划㊁仿真计算引擎㊁态势显示㊁仿真数据记录等等㊂2.2.1 作战对象仿真模型作战对象仿真模型是一系列仿真模型组合形成的针对参战对象的效能模型,用于模拟参战对象的相关能力,是作战仿真系统最重要的组成部分㊂作战对象模型的组合过程一般被称为模型装配,典型的装配后作战对象模型组成如图2所示㊂图2 作战对象仿真模型的组成作战对象的仿真模型组成与作战任务中对应的参战对象所具有的能力一致㊂比如空中战斗机模型的组成一般包括飞机平台模型㊁各任务系统模型㊁机动模型㊁RCS模型㊁作战规则模型等等[4]㊂其中RCS模型是模拟本机的RCS特征的模型;机动模型是模拟本机机动能力的模型;作战14马 红,卜 伟用于作战需求验证的电子战仿真系统投稿邮箱:dzxxdkjs@规则模型是模拟本机各任务系统的控制模型㊂同时,各作战对象的仿真模型还需要根据自身作战能力进行参数设置,比如编队内的相同型号作战飞机,雷达工作频率是不一样的㊂在电子战作战仿真系统中,装配到作战对象的电子战系统模型需要根据作战对象的电子战能力进行定制开发或者配置,可能每个作战对象都需要针对性的开发一个电子战系统模型,再将电子战系统模型装配到对应的作战平台上㊂同时,通过交互机制保证电磁信号在空间中的传播,比如雷达和电子战模型的交互过程如图3所示[3]㊂图3 电磁信号的交互过程示例通过模型装配将电子战系统模型组装到作战平台上,实现仿真模型的重用,可提升作战对象的建模速度㊂2.2.2 作战仿真平台作战仿真平台作为支撑作战仿真工作开展的基础仿真运行环境,采用了国内开发的具有完全自主知识产权的仿真工具㊂该作战仿真工具是国内应用较为广泛的作战仿真平台产品,由一系列功能模块组成,在电子战作战仿真系统中主要使用了以下功能模块:1)对电子战模型和其他模型的装配功能模块,确保快速完成作战对象模型的组装,并且能够在仿真平台上运行;2)典型作战场景的规划功能模块,按照作战任务进行作战场景的规划和设置;3)对规划的作战场景文件进行解析的仿真引擎功能模块,按照作战场景驱动作战仿真推演;4)对作战场景的战场态势显示功能模块,实现战场态势进行直观的展示,便于作战效果分析;5)对仿真过程数据的记录与回放功能模块,实现仿真过程数据记录,便于事后分析,并可回放;6)作战效能评估功能模块,方便进行评估算法和评估流程的搭建,提高分析评估效率;7)分布式仿真数据传输功能模块,提供仿真引擎和模型之间的数据传输,简化仿真模型的数据接口,并方便实施分布式仿真㊂采用的作战仿真平台的功能之间的逻辑关系如图4所示㊂图4 作战仿真平台功能逻辑关系为满足电子战作战仿真的个性化要求,在电子战作战仿真系统中对仿真平台进行了以下定制化开发工作:1)对仿真引擎进行了定制开发,保证在一个仿真周期内完成电子战系统的侦干仿真活动,确保时间㊁空间和频率的一致性㊂规划的仿真节拍如图5所示;图5 仿真节拍规划示意图2)针对电子战的作战特点,对态势显示进行了定制开发,能够提供电子战的作战状态分析;24电子信息对抗技术㊃第34卷2019年5月第3期马 红,卜 伟用于作战需求验证的电子战仿真系统3)定制开发了电子战的飞行员操作界面(POP),在作战仿真中加入人的因素㊂3 电子战作战仿真系统应用 在电子战作战仿真系统上开展作战仿真,支撑对电子战系统的能力需求进行仿真验证,需要具备两个前提条件:一㊁具备典型作战场景或者作战任务描述;二㊁具备论证的电子战装备作战能力清单㊂在电子战作战仿真系统上开展作战仿真的过程如图6所示㊂图6 电子战作战仿真流程图在电子战作战仿真系统上进行作战仿真的详细描述如下:1)根据论证的电子战装备作战能力清单完成电子战效能仿真模型的开发,并将电子战仿真模型装配到作战平台上,形成作战对象仿真模型;2)根据作战任务或者典型作战场景描述,在作战仿真平台上完成典型作战场景的规划,包括红蓝双方的部署㊁航线㊁仿真参数㊁作战规则㊁任务等;3)启动电子战作战仿真,由作战仿真平台解析作战场景,按照时间推进作战仿真,驱动仿真模型进行解算;4)作战仿真结果在态势显示上进行动态显示,提供开展作战过程的分析;5)实时提取仿真数据在效能评估中进行分析评估;6)对作战过程进行作战仿真结果分析,包括作战任务的完成情况分析㊁作战能力对作战任务的影响分析㊁作战能力的边界分析㊁作战能力的使用方式分析等,形成作战仿真分析报告,同时可根据仿真推演的作战过程编写运行概念方案㊂在某项目上应用电子战作战仿真系统,按照上述流程开展作战仿真推演和分析,进行装备的能力需求进行仿真验证,并形成作战仿真分析报告㊂通过作战仿真验证发现了提出的电子战装备能力需求的不足,以及对作战任务的影响,并推演出电子战能力的应用场景和能力的边界㊂如,因为缺少某项能力,敌机感知威胁提前回撤,造成任务失败㊂作战场景态势显示界面如图7所示㊂图7 作战场景态势显示界面4 结束语 构建的电子战作战仿真系统以动态仿真的方式对作战过程进行推演,在典型作战场景下对装备在机动平台上的电子战系统,综合考虑时间㊁空间㊁电磁环境㊁作战规则和人在回路影响下的作战能力进行验证,通过动态的战场态势和仿真数据提供作战结果分析,为装备需求论证提供了可视化和可量化的分析手段,极大提高了电子战装备需求论证分析效率㊂电子战作战仿真系统在项目应用中取得了初步效果,但是通过项目也发现了电子战作战仿真系统中存在一些不足㊂比如战场电磁态势展现形式比较有限,不能提供理想的电子战作战所需的战场电磁空间态势信息;构建的效能级电子战仿真模型在仿真速度与仿真细节之间需要平衡,在保证仿真速度的前提下提高电子战仿真的细节,是急需进一步研究的内容㊂(下转第86页)34温英俊,杨 健微波自动测试系统校准技术投稿邮箱:dzxxdkjs@如图6所示,测量得到的时钟信号的上升时间约为600ps 左右,除去示波器和探头的影响,信号本身的实际上升时间大约为500ps 左右㊂根据公式Fw =0.35/Tr 可以得到该信号的功率谱的转折频率约为0.7GHz;也就是说,用6GHz 带宽的示波器去测试该信号可以得到很好的精度㊂对于时序和协议,采用系统自发自收的形式,发送协议命令的数据结构为 长度位+报文载荷+校验位”,经过自定义格式转码后再发送㊂发送数据的过程如下:1)得到报文载荷,长度为22bit 或42bit㊂2)在报文载荷的基础上,增加1bit 数据长度位,数据长度位位于最低位㊂3)计算校验位,校验位位于最高位㊂4)自定义格式转码㊂5)增加起始位(3连0)㊁停止位(定义为1)发送㊂数据发送后,通过观察接收端的时序波形图,来验证时序和协议㊂图7 接收端观察的全0时序波形图图8 接收端观察的全1时序波形图图7和图8中波形分别是短包报文载荷为全0和全0和全1时的波形,数据接收正常㊂其中itxdata 是要发送的数据㊂olinkclk 是输出的时钟,olinktxdata 是输出的数据线,共3根数据线㊂5摇结束语 通过研究微波自动测试系统的校准,实现了原位系统校准㊂整套现场校准方法完成各个射频链路的校准和常见控制信号的测量,稳定可靠,操作简便,提高了工作效率,避免了集成测试系统搬运和拆卸内部设备过程中可能出现的问题,同时节省了人力㊁物力㊂对推进射频与微波测量和微波产品生产线开展工程调试㊁测试的自动化工作具有深远的意义㊂参考文献:[1] 梁志国.专用测试系统计量校准问题讨论[J].计测技术,2017,37(2):1-5.[2] 楼红英.雷达射频测试系统现场整体计量校准技术研究[J].计量测试与标准,2017,37(4):45-49.[3] 徐郭鲲.多工位微波自动测试系统开关矩阵研制与组建[D].成都:电子科技大学,2011.[4] 李宗洋.计量基础知识[M].北京:原子能出版社,2002:6.[5] 测量不确定度的表示及评定[S].GJB3756A-2015.[6] 泰克科技公司.信号完整性基础入门手册[M /OL].美国:泰克科技公司 /signal_integrity.(上接第43页)参考文献:[1] 安红,邓扬建,吕连元.综合电子战作战效能仿真系统研究[J].计算机仿真,2002(1):66-68.[2] 王步前,宋新海,李坚.雷达电子战作战效能评估仿真系统设计与实现[J].自动化指挥与计算机,2008(3):32-35.[3] 李婧娇,张友益,徐朝阳.多功能电子战系统作战效能仿真技术研究[J].舰船电子工程,2010(2):114-118.[4] 赵大志,曹志耀,吕栋雷.电子对抗防空群作战效能仿真系统的若干设计技术[J].中国人民解放军电子工程学院学报,2003(3):43-46.[5] 李玉旗,马俊超.电子对抗仿真系统建模及其作战效能评估方法[J].舰船电子对抗,2008(1):61-66.[6] 陈永光,邵国培,张顺健.电子战仿真系统中防空武器作战效能研究[J].火力与指挥控制,1999(4):73-78.68。
无人作战飞机系统人机功效分析及人的可靠性研究
内容摘要
随着科技的迅速发展,地面无人作战平台已成为现代战争的重要组成部分。 这种作战平台具有很高的战略价值,能够显著提高军队的作战能力和效率。本次 演示将对地面无人作战平台武器系统技术进行深入分析,并展望其未来发展趋势。
地面无人作战平台的武器系统是其核心部分,主要包括火力控制技术和武器 装备。火力控制技术涉及目标锁定、射击控制和效果评估等,能够确保平台在战 斗中快速、准确地打击目标。武器装备主要包括各种导弹、炮弹和机枪等,以应 对不同类型和距离的敌人。
4、导航和定位技术
4、导航和定位技术
导航和定位技术是地面无人作战平台的关键技术之一。平台需具备精确的导 航和定位能力,以实现在复杂战场环境中的自主移动和作战任务。这需要通过高 性能的GPS、惯性测量单元(IMU)和地形匹配等技术与算法来实现。
自20世纪60年代以来,地面无人作战平台武器系统技术经历了漫长的发展过 程。随着技术的不断进步,无人作战平台的性能得到了大幅提升。近年来,随着 人工智能和机器学习等技术的引入,地面无人作战平台在自主性、决策能力和武 器系统方面得到了显著提升。
三、地面无人作战平台武器系统 技术分析
1、设计原理和技术架构
(2)操作流程:应简化操作流程,减少飞行员的工作负担,提高任务完成效 率和准确性。
1、人机功效分析
(3)可靠性:应确保系统在各种情况下都能稳定、可靠地工作,降低故障率, 减轻飞行员的心理压力。
_人在回路_图像制导导弹射手建模技术研究
Gp 1.67(0.452 s ! 1) e (0.803s ! 1)(0.1s ! 1)
0.15 s
(12) 5
图 4 理论输出与实际输出误差曲线 结论 本文通过对“人在回路”图像制导导弹射手操作 行为进行分析和研究,采用理论分析法建立了拟线 性射手控制模型,采用辅助变量法对模型参数进行 了辨识,并且进行了模型的验证。结果表明:射手 的模型能够反映射手的操作行为特性,可作为控制 系统设计的依据,该方法也可应用在同类导弹射手 建模研究过程中。 参考文献 [1] 刘兴堂等,人控制模型综述[J].北京:系统仿真 学报,1999,11(4) :228-230 [2] 万春熙等,反坦克导弹设计原理[M].北京:国 防工业出版社,1981.9 [3] 刘兴堂等,飞行员数学模型与新机飞行品质预 测[J].北京:飞行力学,1997,15(1) :30-36 [4] 李言俊,张科,系统辨识理论及应用[M].北京: 国防工业出版社,2002.7
地面作战仿真系统可信度研究
地面作战仿真系统可信度研究
杨瑞平;张伟;孙万国;郭齐胜
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2003(039)001
【摘要】介绍了装甲数字化作战仿真系统基本构成和仿真可信度及相关术语的概念,在此基础上,根据地面作战仿真系统的特点,制定了系统开发方案,该方案的制定和实施侧重于提高系统仿真可信度.提出了提高系统仿真可信度的若干技术措施.使用表明,该系统仿真可信度符合使用要求.
【总页数】3页(P51-53)
【作者】杨瑞平;张伟;孙万国;郭齐胜
【作者单位】装甲兵工程学院装备作战教研室,北京,100072;装甲兵工程学院装备作战教研室,北京,100072;装甲兵工程学院装备作战教研室,北京,100072;装甲兵工程学院装备作战教研室,北京,100072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.海军作战仿真系统可信度评估理论研究 [J], 徐昶;李陆冀
2.作战仿真系统的可信度研究 [J], 王立国;薛青
3.作战仿真系统可信度评估研究 [J], 刘勇;阳贵兵
4.作战仿真系统可信度评估研究 [J], 刘勇;阳贵兵;
5.地面作战仿真系统中实体行为研究 [J], 杨瑞平;袁益民;黄一斌;郭齐胜
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复杂系统仿真:穿透信息化战争“迷雾”的利器
复杂系统仿真:穿透信息化战争“迷雾”的利器专家小传:金士尧,1961年毕业于哈尔滨军事工程学院。
现为国防科技大学教授,计算机科学与技术一级学科博士生导师,“并行与分布处理国家重点实验室”和“军用仿真机与人机接口重点实验室”学术带头人。
解放军卫星总站博士后流动站副主任,国防科技大学科技委员会委员。
时间:2006年五一前夕地点:国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室记者:您一直致力于研究计算机仿真,现代计算机仿真有什么新的进展?金士尧:计算机仿真是继理论分析、科学实验之后的促进人类社会进步、科学技术发展的第三种探索创新手段。
计算机仿真已经从纯数学仿真,实物在回路中的数学与实物混合仿真,发展到现在的人在回路的智能化仿真。
从仿真的深度和广度来看,计算机仿真已从单系统单设备仿真,发展到多系统体系仿真,目前国内外正在研究复杂系统仿真。
为迎接新世纪的挑战,2001年世界计算机仿真大会确定的主题是:“用仿真来构造世界,用仿真来构造未来。
”因此,无论是国家经济建设,还是国防现代化都离不开计算机仿真。
记者:请您谈一谈计算机仿真在新军事变革中的作用。
金士尧:计算机仿真在科技强军中的作用有三个方面:首先是加速我军现代化,其次是提高武器装备的效能和部队的战斗力,第三是节省国防开支。
目前计算机仿真已经应用到国防与部队建设的方方面面,包括装备的采办、武器的研制、作战训练、武器对抗、战场评估以及国防工程建设等。
例如研制某种武器,经过数百次的纯数学仿真,再经过几十次的半实物仿真(设备在回路中的仿真),可以确保一次实弹打靶成功;再例如,不调动部队,通过网络完成虚拟战争,实现军事演习,达到作战训练的目的。
但是,目前的计算机仿真都属于常规的系统仿真,它们的仿真对象都可以用数学公式来描述,对象之间的关联相对确定,大多属于规则演化,还没有上升到复杂系统仿真的更高层次。
记者:什么是复杂系统仿真,它与一般的系统仿真有什么区别?也就是说,复杂系统仿真有什么特点?金士尧:现代系统论的开创者冯·贝塔朗菲根据系统自身的表征,将系统定义为“相互作用的多元素复合体”。
作战仿真系统的可信度研究
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作 战仿真 系统 的可信度研 究
王立 国 - - .薛 青
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E mal w2 2 4 9 a 0 .O a - i: 1 1 9 @y h oC B.n
摘 要: 随着计算机技术和仿真技 术在作战领域 中的广泛应 用, 真的正确性和 可信性成 为衡量作 战仿 真系统的核 心因 仿
素 . 接 影 响 着仿 真 的 成败 。论 文在 介 绍 作 战仿 真 系统 可信 度 国 内外 研 究现 状 的 基 础 上 , 目前 作 战仿 真 系统 可信 度评 直 对
ad n meh d f t e i ee t w r a n y t m, n t e p p r as e p u d t e a g te fc fc o s d t n s se to s o h df r n a g mi g s se a d h a e lo x o n s h tr e , f t a tr , aa a d y t m e
sr cu e f t e t t r o h wa a n s s m c e i i t si t nT e a e a a i o tn c u l in f a c t h s d u r g mig y t e rdbly e t i mai . h p p r h s n mp r t a t a sg i c n e o o a i t e t y u a o t te wa a n y tm e i i t. b u h r g mi g s se c d b l y i
军事电子信息系统建模与仿真技术
军事电子信息系统建模与仿真技术摘要:仿真是一种模仿行为。
建模与仿真就是利用模型进行的一种试验。
所谓模型就是对实际系统的一种抽象的、本质的描述。
军事电子信息系统的建模与仿真技术,是以控制理论、相似原理、数模与计算技术、信息技术、系统技术及其应用领域相关专业技术为基础,以计算机和多种专用物理效应设备为工具,借助系统模型,对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门新兴多学科综合性技术。
是用来研究军事电子信息系统的先期开发工作及系统的检验与评估的一种有效手段。
其特点是它属于一种可控制的、无破坏性的、耗费极小的并允许多次重复的试验手段。
建模与仿真技术可极为有效而经济地用于科研、设计、训练及系统的试验。
它以其高效、优质及低廉体现其强大的生命力和潜在的能力。
它是迄今为止最有效的经济的综合集成方法,是推动科学技术进步的战略技术。
它渗透于军事电子信息系统的规划、设计、研制、应用及训练等各个阶段。
建模是指利用物理的或数字的方法对需要仿真的实际系统进行描述获得近似的数学模型。
这是进行数字仿真或半实物仿真必不可少的步骤。
建模是仿真的基础,亦是仿真的结果,研究新型建模仿真方法是其首要任务。
军事电子信息系统的建模与仿真技术是用于研究系统在特定条件下攻击特定目标的有效性、反应时间;研究指挥员的决策预案、优化操作程序;研究作战软件,并对多目标攻击状况下多武器平台协同作战进行决策方案的分析。
数据库技术、综合环境表征技术、联网技术、软件工程、人的行为描述、仪器设备、图形功能描述及计算机硬件等关键技术领域是建模与仿真的基础。
[相关技术]多媒体技术;人工智能技术;分布处理技术;网络技术;虚拟现实技术目录(一)技术难点 (3)(二)国外概况 (3)(四)一个军事电子信息系统的全寿命周期通常包含的几个阶段 (4)(五)影响 (5)(六)参考文献 (7)一、技术难点军事电子信息系统的建模与仿真存在着如下技术难点:(1)、未来军事电子信息系统仿真面临的主要技术难点是对复杂的指挥控制系统(尤其是动态作战管理系统)的理解和建模十分困难。
仿真人:无限接近人类
32新视点·前沿科技仿真人:无限接近人类文·图/邱林在形形色色的人工智能设备中,也许最为引人关注的就是仿真人——其外观和能力均呈现出“无限接近人类”的趋势。
全球人工智能领域的研究机构和企业都有科研人员致力于开发智能皮肤。
美国麻省理工学院和哈佛大学的研究人员取得了重要成果,他们将超过550个微型传感器均匀分布在1平方厘米的智能皮肤上,可以识别触碰到的物体的硬度、温度等特征。
这种微型传感器由微小的电极、电路和压阻膜构成,能够记录并识别其所接触的物体的各方面特征。
麻省理工和哈佛大学的这项技术成果可用于假肢和仿真人的开发设计。
日本昭和大学成为该技术的第一批实践者,借助它令仿真人有了痛觉。
有趣的是,昭和大学开发这款仿真人的主要用途是供牙科专业的实习生练习牙科手术技巧——实习生通过仿真人逼真的反应,可以发现并改进自己工作中的不足,从而避免在面对真人患者的时候动作生硬、精神紧张。
昭和大学的研究团队表示,他们将不断强化仿真人的触觉系统,以实现对更大范围的力度、温度乃至湿度的感知,从而“无限接近真人的触觉”。
分布式能量系统——脂肪据美国《科学机器人》杂志报道,在机器人的工业设计中,如何容纳电池是需要考虑的一个重要方面。
电池一般会占据机器人可用机载空间的20%左右,也占样的声音和表情,来表达自己对于痛感的反应,看上去有些不可思议。
目前在仿真人的设计研发领域,视觉和听觉都可以通过传感器很好地加以实现,具备嗅觉的仿真人也已经通过加装气体分子感应器而开发成功。
但是对于人工智能的感知系统来说,触觉的实现仍是一大难题。
对于人类来说,触觉在感知和改变世界方面起着至关重要的作用。
触觉与视觉相结合,才能做出有效的动作。
对于仿真人,灵敏的触觉可以消除它们处理柔软、易碎和可变形物体时的误差。
在人工智能领域,仿真人实现触觉不仅需要精度极高的传感器来感知外力,还需要准确判定外力作用的位置、角度,并预判机器人与外力施加者之间的相互作用。
军事建模与仿真发展现状与分析
军事建模与仿真发展现状与分析摘要:目前世界各国均认识到仿真技术在军事领域的巨大作用,将军用仿真领域的竞争视为现代化战争的“超前智能较量”,并把建模与仿真(Modelling and Simulation Centre of Excellence,M&S)看作“军队和经费效率的倍增器”和影响国家安全及繁荣的关键技术之一。
本文主要分析了军事仿真技术发展现状,以及未来军事仿真技术关键领域的展望。
关键词:仿真技术;未来战争;虚拟训练一、引言仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行研究、分析、评估、决策或参与系统运行的一门多学科的综合性技术。
能够通过以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉的特定仿真环境,使参与者借助一定的交互设备,按照自己的主观意愿驱动仿真模型与环境,并感知仿真世界的各种对象,从而可以组织完成一些现实中难以完成或根本无法进行的活动。
军用仿真系统成为研究未来战争、设计未来装备、支撑战法评估、训法创新和装备建设的有效手段,并贯穿于武器装备的体系规划、发展论证、工程研制、试验鉴定与评估、作战使用研究、综合保障直至报废的全生命周期。
各国通过运用云计算、大数据、人工智能、建模与仿真技术等综合集成构建的人机智能推演和创新系统,推动建模仿真在基础理论与方法、顶层架构、装备全生命周期、军事演习、作战训练与保障等诸多方面取得重要进展,建模仿真应用能力不断提升、军事应用不断深化[1-4]。
二、军用仿真技术简介随着信息化程度的不断提高,作战及装备系统越来越复杂,对仿真技术的应用需求越来越迫切,仿真技术在国防军事领域中的作用愈来愈重要。
世界各军事强国竞相在新一代武器系统的研制过程中不断完善仿真方法,改进仿真手段,以提高研制工作的综合效益。
(一)军事仿真系统技术简介从技术特点来看,美国国防科学局(Defense Science Board)认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统,必须解决五个层次的技术:基础技术:涵盖光纤通讯、集成电路、软件工具、人的行为模型、环境模型等内容;元/部件级技术:涵盖内存、显示、局域网、微处理器、数据库管理系统,数/模转换器,建模与仿真构造工具,测试设备等内容;系统级技术:涵盖微机系统、人机界面、远距离通讯/广域网、计算机图像生成等内容;应用级技术:涵盖制造过程仿真、工程设计建模与仿真、人在回路仿真系统、随机作战仿真等内容;系统工程级技术:涵盖原型机、规划、设计与制造、训练与备战、测试与评估的集成综合环境和建模与仿真工程。
变电运行人员仿真培训的有效性探讨
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高 新 技 术
变 电运 行人 员仿真培训 的有 效性探讨
凌 利
( 赤峰 电 业电力 系统的发 展 , 网安全 运行 的要 求越 来越 高 , 日发 生事故 , 行人 员不能 正确 及 时 处理 , 会 对人 身、 网、 伴 电 一 运 将 电 设 备造 成威胁 , 同时也给社 会 带来 不必要 的损 失 , 真 变电站 就是 以培 训 变电运行 人 员的技 能为 主要 目的 , 培训 功 能也是 围绕培 训 仿 其 运行人 员的操 作 能力、 分析 和 处理事故 的能 力而设 置的 , 重点是 培训 分析 和处理 事故 的能 力。 关键 词 : 变电运 行 ; 真 ; 仿 培训 ; 故处理 事 伴 随着经 济的 高速发 展 ,电力 系统 的发 作指 令 , 从接 受 调 度命 令 起 , 操 作 票 , 号 等进行 综 合分 析 、判 断 ,以确定 事故 的类 要 准备 展 也是 日新月 异 , 新技 术 、 工艺 、 新 新设 备 、 新 直 到倒 闸操作 完毕 。 过倒 闸操作 培训 , 通 可 型 、 范围 , 速 、 快 果断 地处 理事 故 , 障设备 将故 材 料的广 泛应 用使 得 电力 系统 的规模 逐渐 强 以使 运行人 员学 会如何 规范 地接 受调 度下 达 隔离 、 复正 常设备 的供 电 , 在规定 的时 间 恢 并 大, 对人员 技术水 平的要 求也 不断提 高 。 网 的指 令 , 确 、 电 正 迅速 填 写操 作 票 , 练地 掌 握 内写 出事 故报告 。 过多 次的事故 处理培训 , 熟 通 安全 运行 的要求越 来越 高 ,相 对运 行人 员 的 倒 闸操作 的正 确 步骤 ,熟 悉倒 闸操 作 过程 中 有 助
人在回路中的分布式飞行员训练仿真系统的设计
第25卷第3期海军航空工程学院学报V ol. 25 No.3 2010年5月 Journal of Naval Aeronautical and Astronautical University May. 2010收稿日期:2009-07-01作者简介:胡训强(1979−),男,博士生。
海军航空工程学院学报第25卷·322·由导调人员使用,用来控制仿真运行状态、与CGF 进行通信、设置作战想定和部署CGF兵力;受训人员通过飞机操纵模块操纵飞机飞行和作战;战场地理信息模块为仿真实体提供一个共享的虚拟作战空间。
三维态势显示模块和二维态势显示模块用来直观地显示战场态势信息。
仿真引擎模块是其他各模块和仿真运行支撑模块之间通信的接口。
1.2.1 仿真控制模块仿真控制模块对整个仿真运行进行总体控制,可以启动仿真、暂停仿真和终止仿真。
启动仿真时,首先载入此次仿真所需的战场地理信息,形成一个虚拟的战场;此后各仿真实体才可以加入到此虚拟战场中。
暂停仿真可以使仿真运行停留在某一特定时刻,方便进行阶段分析和讲评。
终止仿真则撤销虚拟战场并强制各仿真实体退出仿真。
1.2.2 想定编辑模块想定编辑模块指定某次仿真中所需的战场地理信息,并对充当敌方兵力的CGF进行兵力部署和任务分派,也可以说通过想定编辑设置了初始的仿真战场态势。
1.2.3 CGF操纵模块在想定编辑中通过对CGF进行兵力部署和赋予任务后,虽然CGF可以按照内置的探测模型、决策模型和行为模型执行任务。
但由于CGF智能的有限性,有时需导调人员通过CGF操纵模块对其进行人工干涉,避免CGF出现明显不符合现实的行为。
1.2.4 飞机操纵模块飞机操纵模块的功能是提供飞机操纵的输入接口和飞行动力学模型。
输入接口仿真飞行员的操纵杆,向仿真飞机运动状态的飞行动力学模型发送数据。
飞行动力学模型根据接收到的数据,实时解算飞机当前的位置和姿态。
1.2.5 仿真引擎模块仿真引擎读取FOM信息,创建和维护仿真联邦执行。
现代军用仿真系统的新特点及技术对策
第3卷第6期空军工程大学学报(自然科学版)VOi.3NO.6 2002年12月JOURNAL OF AIR FORCE ENGINEERING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)Dec.2002 !现代军用仿真系统的新特点及技术对策吴晓燕,许素红,刘兴堂,王学智(空军工程大学导弹学院,陕西三原713800)摘要:军用仿真技术是系统仿真应用领域的一个重要分支,也是军事和国防建设必不可少的重要支撑技术。
该文综述了国内外军用仿真技术的发展概况和现代军用仿真技术的发展趋势。
并以综合仿真系统为例,介绍了现代军用仿真系统的新特点及技术对策。
关键词:军用仿真技术;复杂仿真系统;DIS中图分类号:E9;TP391.9文献标识码:A文章编号:1009-3516(2002)06-0029-04系统仿真就是建立系统模型,并利用模型对实际系统进行试验研究的过程。
而仿真系统是由计算机模型、物理模型、真实系统和人按需求构成的用于测试、试验或训练的工作平台。
系统仿真技术则是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用有关的物理效应设备及仿真器为工具,利用模型对系统(实际的或设想的)进行研究的一门多学科的综合技术[1]。
军用仿真技术是系统仿真应用领域的一个重要分支。
由于经费和其它因素的制约,采用仿真技术进行武器研制、军事研究和部队训练是非常理想的手段。
所以,军用仿真不仅是系统仿真应用最早的领域之一,而且在技术上一直处于领先地位,对系统仿真技术的发展起着重要的推动作用。
军用仿真包括武器技术仿真、武器系统仿真以及作战仿真[2]。
近年来,军用仿真技术已发展成为军事和国防建设必不可少的重要支撑技术。
它不仅是对武器装备发展进行决策、论证的重要手段,武器装备研制、新武器装备系统编配和武器装备综合保障的主要手段,还是武器装备使用训练模拟的主要支撑技术。
军事上的模拟仿真技术
军事上的模拟仿真技术军事上的模拟仿真技术●李大光2006年12月04日15:13 【字号大中小】【留言】【论坛】【打印】【关闭】自从我国东汉名将马援积米为山筹划山地进攻,古希腊数学家阿基米德在沙盘上作几何图形推演城市防御,人们开始用模拟分析的方法寻找打开战争的“黑箱”。
从20世纪90年代初起,美国率先大量将虚拟现实技术用于军事领域。
在1995年10月为解决波黑冲突的“代顿谈判”中,美国成功地运用计算机虚拟现实技术,让参加谈判的穆、克、塞三方领导人在计算机和大屏幕前,通过计算机虚拟演示,形象地显示了继续角逐的后果,迫使他们都不得不放弃了各自的方案,结果三方只好按照美国制定的方案达成协议。
部队训练仿真模拟训练仿真模拟是一种物理模拟技术的应用,它主要是通过模拟实车、实兵或实战环境,来培养单兵或小范围作战编组的作战技能,如目前使用较多的驾驶模拟仿真系统、多用途复合激光作战仿真系统等。
这些仿真系统的准确性和逼真性得到了很大的提高,图像的仿真程度也已经与实物、实景相差无几。
特别是训练仿真系统具有在危险小、消耗低的条件下训练出较强作战技能的部队的特点,因此受到世界各国军队的极大重视。
通过在模拟实验室里进行训练,可使部队不需进行实际操作就能理解现代战争的概念和流程,士兵在战前就可确切知道他要完成什么样的任务,从而提高了完成任务的能力和增强了完成任务的信心,而且,分散在各地的部队不需集中就能通过模拟器材一起训练。
从排到营的机械化分队可演练协同作战,攻击机可演练从不同基地起飞执行同一任务,舰只可演练相互间的配合和策应,特种作战部队可反复演练预定作战任务中的每个细节。
此外,仿真模拟演练可在一定程度上代替大规模实兵演习,节省大笔经费。
在部队训练方面,模拟仿真技术同样大有用武之地。
目前,外军的“虚拟现实”训练技术已发展到相当水平。
美国陆军到上世纪80年代末,训练士兵还是采用野战训练和模拟训练两种方法。
野战训练的主要问题是燃料、弹药消耗大,场地、安全都有困难,组织大规模演习费时又费力;模拟训练,所用的模拟器可能比它所模拟的真实装备还要贵。