一种飞机作战仿真平台架构设计.docx

          一种飞机作战仿真平台架构设计                    【摘 要】为了满足飞机的作战能力分析及支撑评估研究，提出了一种构建飞机作战仿真平台的设计思路通过对飞机作战环境的系统功能进行需求分析，设计了平台组成架构及交互关系，给出了对作战仿真平台的流程设计和飞机作战仿真平台详细设计，提出了后续平台能力扩展的关键技术攻关，为对飞机的作战仿真技术研究打下了基础关键词】仿真平台、需求分析、平台架构、模型设计1 引言飞机的作战能力，往往体现了国家的综合军事实力，但是飞机携带武器多种多样，作战环境尤为复杂，仅依靠作战试验耗费大量的精力、物力、财力，仍得不到真实效果针对性的构建作战仿真平台，是实现飞机装备研制和能力评估的科学决策、技术创新和应用优化的有效新手段作战仿真平台是实现飞机装备研制和分析的科学决策、技术创新和应用优化有效手段2 仿真环境需求分析飞机的设计及作战仿真研究是个复杂的系统工程，涉及到飞机本身复杂的结构设计，还包括各种机载武器系统、传感器、指控系统、通信系统、任务系统等需实现在实战条件下，实现从预警探测、指挥控制、火力拦截到结果评估全过程闭环仿真仿真平台满足一体化仿真支撑环境外，更应加强在对飞机作战能力的仿真推演及分析能力。

仿真平台应满足：1. 满足作战想定的设计及管理功能；2. 具有可靠性、健壮性、可扩展性、各类设备适应性的可管理的分布式仿真体系架构，并满足未来系统扩展改装需求3. 根据飞机作战的使用需求，满足飞机全流程作战过程的仿真；4. 在保证功能实现和性能指标的基础上，能够展示仿真过程及结果分析3仿真平台总体设计3.1 仿真平台架构设计作战仿真平台依托计算机，采用分布式仿真平台架构，实现“系统级”+“体系级”多层次联合仿真，重要的是满足全数字仿真系统的模型与模型、模型与实装模拟器之间的信息交互需求和时间同步要求，如图1所示平台架构分别从硬件设备和仿真业务流程两个层面实现对仿真系统整体的动态监控，为仿真系统提供一体化显控集成桌面工具，为后续各类模型的提供扩展图1 分布式仿真作战平台架构3.2 作战仿真流程设计首先，从作战概念出发，导出抽象层次的作战体系结构概念模型，通过可执行模型的运行，在逻辑上对体系结构进行评价和评估然后，随着作战需求的逐渐清晰和细化，在行为层次和性能层次分别导出作战系统体系结构模型，并且分别对可执行模型进行评价和评估最后，作战需求确定的每一个阶段分别根据不同作战概念对作战体系结构模型进行设计并不断扩充，然后通过可执行模型的运行和论证，推演对应的作战想定，从而确保作战体系结构模型满足作战需求。

图 2 研究的总体过程3.2飞机作战仿真平台模型设计作战仿真平台的架构设计应本着科学、合理，减少数据量冗余分析飞机任务能力，从飞机的任务能力出发，建立基于时序的能力与任务描述模型, 实现武体系作战能力所需的指控过程与多个杀伤链场景，并对模型的时序逻辑进行形式化的测试与验证主要包含以下内容构建a. 模拟战场的构建通过作战要素描述根据作战实际和仿真对抗的需要定义，说明作战的背景、基本假设、初始位置、兵力使用原则、作战任务、攻击方式、作战区域、兵力规模和部署、基本的指挥和交战过程、战场地理环境和电磁环境等信息，设计基于实体模型的兵力生成与布置根据流程等级，设计不同颗粒度的精细化模型，建立所需的红、蓝方仿真模型库b. 飞机本体模型构建飞机模型主要模拟作战飞机的行为和能力，结合空气动力学和飞行动力学的基本原理，通过受力分析较真实的模拟了固定翼飞机的飞行功能，实现飞机在巡逻、对地突击、干扰等各种飞机状态重点实现以下行为模型的能力实现1)飞机类型，如轰炸机、巡逻机、侦察机、反潜机等2)具备执行多种空中任务的能力，并可同时执行所有满足条件的任务；3)具备组建空中编队能力，编队执行任务能力；4)具备根据自身任务情况，计算从基地起飞时间的能力；5)具备对毁伤程度的设置以及处置。

c. 交战规则模型构建交战过程主要考虑飞机交战逻辑，模拟作战飞机（战场空间为水面或地面）进行急速、猛烈打击和强击的战斗行动在建模时主要考虑武器的投放路径点、投放数量、规避安全距离、开火条例、飞机出动方式、飞行航线、任务航线、挂载方案等重点实现以下规则设定1) 模拟打击过程的各个阶段，如目标选择、导航、交战、锁定、武器发射等，并模拟各阶段的时间消耗；2) 模拟打击对象检查，只能对地面或水中目标进行攻击，不能打空中目标；3) 支持三种不同的突击方式：临空突击、定距突击、给定发射阵位突击，可根据作战飞机的武器挂载自由选择；4) 支持武器使用规则的配置；5) 支持设置出航航线、返航航线；6) 在执行返航时，可直接返航、可按照指定的返航航线返航、可按照原路线执行返航；7) 在到达发射点时，按照指令执行武器发射d. 数据处理模型构建数据处理模型主要考虑在进行交互过程中，实现数据的分析处理能力，重点开展以下功能1）发送接受导调指令，可通过数据交互向模型发送指令；2）对目标情报数据的处理过程，包括新建、融合、更新、丢失目标信息； 3）模拟目标信息建批、合批及数据交战过程；4）根据目标信息有效时间、目标信息清理周期处理收集到的情报数据。

3.3关键技术研究目前，国内作战仿真领域理论基础不断进步，通过各模型精细化建模扩展到实装应用，在更高层次提高了作战仿真研究的应用价值，通过设计学习，应该加强在以下几项技术的应用1. 战场环境的精细化建模技术；2. 装备的信息交互技术；3. 高精度三维模拟技术；4. 联合作战仿真共享3 结论与建议作战仿真平台设计的研究和发展越来越多的关注，尤其是飞机的作战仿真平台设计成为了武器装备作战仿真研究的重要支撑通过飞机作战仿真应用需求，以硬件平台为基础，围绕飞机本体、战场环境和系统能力提升，设计开发高精度模型，重点在模型精度、环境的可信度进行提升，最终实现武器装备的能力验证，是打赢未来战争的有效手段4参考文献[1] 陈蕾 方崴源.作战仿真技术研究与展望.科技资讯.2012[2]黄柯棣,刘宝宏,黄健,等.作战仿真技术综述.系统仿真学报. 2004 [3] 张晓彦 张航义.一种作战仿真想定方案的生成与虚拟战场的构建方法.系统仿真学报.2012共 4 页 第 4 页  -全文完-。