作战仿真想定有效性验证方法研究_行舟

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2．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
系统原理
仿真想定有效性的概念 当前绝大多数仿真想定采用了基于 XML 的表示方法，
本文中所指仿真想定即为基于 XML 的文档。 关于 XML 的 7］ ［ 8］ ［ 11 ］ 。 仿真想定 表述方法在此不再赘述， 参看文献［ 的有效性可以分为两个层次， 第一层为文档本身的有效性， 即表示仿真想定的 XML 文档应当为符合 XML 规范的格式 良好的、 有效的 XML 文档， 这是为了保证想定的共享能力与 一致性， 提高仿真想定的复用性， 另外， 想定中的参数值应当 与预先设定的值相符， 不能出现笔误； 第二层为逻辑层次的 有效性， 即仿真想定所蕴含的军事逻辑的合理性
Research on Validation of Military Simulation Scenario
XING Zhou，HAO Jian － guo，HUANG Ke － di
（ College of Mechatronics Eng． And Automation， National Univ． of Defense Technology，Changsha Hunan 410073 ，China） ABSTRACT： Research how to verify the validation of military simulation scenario． Usually，simulation scenario which is used to drive the battle simulation system contains some errors inevitably． These errors can be divided into simple ones and logic ones． And these errors can lead to ineffectiveness and lower credibility of battle simulation． Aimed to this problem，a prior verification method was provided． On the basis of standardized description of simulation scenario，simple errors can be solved by XML Schema technology，and for the logic errors，this paper classed and described the items logically，then introduced expert knowledge and used rule － based validation method to verify it． A prototype system was designed． Experiments show that the method in this paper is feasible． KEYWORDS： Simulation scenario； Validity verify； Domain rules； Logical reasoning 想定进行有效性验证的方法 。通过 XML Schema 技术来发现 想定中的简单错误， 即数据错误或者笔误； 对于逻辑错误， 则 引入专家系统的方法， 对需要验证的问题进行逻辑描述， 然 后用规则推理的方式来发现想定中存在的不符合领域规则 的地方。
［6 ］ 类型的事实（ fact） 。定义模板的语法如下所示： ［5 ］
以下举例分别定义了航迹验证问题 、 多兵种协同作战中 时间序列合理性验证问题的模板： 1 ） 航迹验证问题的逻辑表示 可以定义航迹模板 Planetrace： （ deftemplate Planetrace （ slot name） （ slot id） （ slot distance） （ slot avespeed） （ slot time） （ multislot pointlist （ multislot position （ slot longitude） （ slot latitude） ） ） ） name 表示航迹的名称； id 表示航 在 Planetrace 模板中， distance 表示航迹的 迹的唯一标识； planetype 表示飞机型号， 距离； avespeed 表 示 飞 行 的 平 均 速 度； time 表 示 飞 行 时 间； pointlist 表示航迹点列表（ 航迹中有重要意义的点） 。 下面的代码是根据 Planetrace 模板定义一个航迹事实的 id 为 00001 ， 例子， 该航迹的名称为 planetraceDemo， 飞机型号 距离为 1200 公里， 平均速度为 416m / s， 用时 0. 8 为 F － 22 ， 44. 7 ） ， （ 106. 8 ， 45. 8 ） ， （ 112. 4 ， 小时， 航迹点列表为 （ 95. 4 ， 44. 8 ） ， （ 117. 2 ， 45. 1 ） 。 （ assert（ Plantrace （ name plantraceDemo） （ id 00001 ） ） （ plantype “F － 22 ” （ distance 1200 ） （ avespeed 1500 ） （ time （ 44. 7 ） ， （ 106. 8 ， 45. 8 ） ， （ 112. 4 ， 44. 8 ） ， （ 117. 2 ， （ 95. 4 ， 45. 1 ） ）） 2 ） 多兵种协同行动中时间序列合理性的验证问题 定义时间序列模板 ActionList 如下： （ deftemplate （ slot id） （ multislot action （ slot taskid） （ slot time） （ slot postion） （ slot taskname） ） ） unitname 表示某单位的名称， id 表 在 ActiionList 模板中， time 和 position 表示该 示其唯一标识， 多槽 action 表示行动， ActiionList （ slot unitname） 0. 8 ）
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单位在某个时间结点应该出现的位置 。 下面的代码是根据 ActionList 模板定义的一个行动序列 id 为 010101 ， 事实。单位名称为 AUnit， 根据作战计划其应当 在 xxxx 年 xx 月 xx 日 06 时 00 分 00 秒在 101. 1 高地占领出 在 xxxx 年 xx 月 xx 日 06 时 10 分 00 秒发起进攻。 发阵地， （ assert （ ActionList （ unitname AUnit） （ id 010101 ） （ taskid 0001 ） （ time xxxx 年 xx 月 xx 日 06 时 00 分 00 秒） （ 101. 1 高地） （ 占领出发阵地） （ taskid 0002 ） （ time xxxx 年 xx 月 xx 日 06 时 10 分 00 秒） （ 101. 1 高地） （ 发起进攻） 下面代码是根据 ActionList 模板定义的 BUnit 的行动序 列， 其应当在 xxxx 年 xx 月 xx 日 05 时 50 分 00 秒在 101. 1 高 以便于 AUnit 的行动。 地将道路障碍清理完毕， （ assert （ ActionList （ unitname BUnit） （ id 010102 ） （ tasked 0001 ） （ time xxxx 年 xx 月 xx 日 05 时 50 分 00 秒） （ 101. 1 高地） （ 清障完毕） ） 2． 3. 2 领域规则的逻辑描述
［4 ］
收稿日期： 2012 － 05 － 10
修回日期： 2012 － 05 － 18
， 即仿真
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想定中所设定的场景和剧情应当符合军事领域规则， 否则该 想定就是没有军事意义的 。 2． 2 XML Schema 技术概述 XML Schema 语 言 也 被 称 为 XML Schema Definition （ XSD） （ XML Schema 定义） ， 可以很好地描述 XML 文档的结 构。其详尽地给出了 XML 文档中的元素和属性， 也同样指 出了元素所在的位置， 及其出现的次数， 而且还允许开发人 员定义元素和属性的数据类型， 以及数字类型的最大值和最 字符串类型的最大长度 、 枚举类型的相应枚举值 小值、 2． 3 推理的验证方法概述 XML Schema 的方法只能从形式和结构上验证仿真想定 面对其中蕴含的军事规则便无能为力了， 而 是否是有效的， 这些领域知识对于想定验证是必须的 。 为了解决这个问题， 采用专家系统的方法， 用逻辑的方式表示领域知识和想定中 待验证的内容， 通过逻辑推理统一处理想定的验证问题 。 这种方法首先要对待验证问题进行分类和提取， 然后针 建立待验证问题知识 对每种问题用逻辑事实的形式表示， 库， 用逻辑规则表示军事领域知识 。 将验证过程转化为对待 验证问题知识库的查找和逻辑推理过程， 借助通用逻辑推理 引擎完成对待验证问题和领域规则的验证任务 。 2． 3. 1 逻辑的待验证问题描述 采用模板表示待验证问题 。 待验证问题以下简称“问 。模板和面向对象程序设计中的类相似， 题” 模板描述一种
。
（ deftemplate ＜ deftemplate － name ＞ ［＜ comment ＞ ］ ＜ slot － definition ＞ * ） ＜ slot － definition ＞ ： ： = ＜ single － slot － definition ＞ | ＜ multislot － definition ＞ ＜ single － slot － definition ＞ ： ： = （ slot ＜ slot － name ＞ ＜ template － attribute ＞ * ） ＜ multislot － definition ＞ ： ： = （ multislot ＜ slot － name ＞ ＜ template － attribute ＞ * ） ＜ template － attribute ＞ ： ： = ＜ default － attribute ＞ | ＜ constraint － attribute ＞ ＜ default － attribute ＞ ： ： = （ default ？ DERIVE | ？ NONE | ＜ expression ＞ * ） | （ default － dynamic ＜ expression ＞ * ） ［6］ 基于知识的问题表示就是要通过模板描述问题的构成 元素， 用事实（ fact） 表示问题数据。 问题知识库是指通过模 板表示问题的知识构成的集合 。从知识库的角度看， 每种问 每个具体问题都是该问题的模板 题都可以用一个模板表示， 对应的一个事实。主要难点在于如何用模板表示每种问题， 即根据问题的表示需求定义相应的知识模板 。
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引言
近年来， 仿真技术不断发展， 其在军事领域的应用也越
随着所要解决的军事问题的复杂程度的增 来越广泛。同时， 加， 作战仿真想定的复杂程度也在不断增加 。 目前， 仿真想 定的编制工作一般是在想定制作软件的辅助之下由人工来 完成的。这就导致仿真想定中不可避免地会包含一些错误， 这些错误可能是简单的笔误， 也有可能是难以发现的逻辑错 误。用这样的仿真想定来驱动仿真系统进行仿真， 得到的结 果显然是不可信的。对于该问题， 现行的解决办法是在仿真 运行完毕后根据非正常的结果来发现问题， 再运行再发现， 这样不断 迭 代。 这 样 就 带 来 了 仿 真 的 低 效 率 和 低 可 信 度 问题。 为了解决该问题， 本文提出了在仿真运行之前就对仿真
第 30 卷
第2 期
计
算
机
仿
真
2013 年 2 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2013 ） 02 － 0026 － 04
作战仿真想定有效性验证方法研究
行 舟， 郝建国， 黄柯棣
（ 国防科技大学机电工程与自动化学院， 湖南 长沙 410073 ） 摘要： 研究作战仿真想定的有效性验证问题 。针对人工编制的仿真想定中不可避免地会带有错误， 包括简单数据错误和深 层逻辑矛盾， 导致仿真运行的无效性和低可信度 。为解决上述问题， 提出了一种对仿真想定进行事前验证的方法 。 在仿真 想定规范化描述的基础上， 对简单数据错误采用 XML Schema 技术进行验证， 对想定中可能蕴含的逻辑错误， 首先对需要验 证的问题进行分类和逻辑描述， 然后引入专家知识， 采用逻辑推理的方式进行验证。设计了仿真想定验证的原型系统， 实验 表明， 经过事前验证可以大大减少仿真系统运行的次数， 对作战仿真的效率和可信度都有提高。 关键词： 仿真想定； 有效性验证； 领域规则； 逻辑推理 中图分类号： TP391 文献标识码： B