基于HLA的自行高炮CGF的研究與設(shè)計(jì)

高炮攻防對(duì)抗過程可看成是由一系列離散一連續(xù)事件和活動(dòng)組成，該CGF系統(tǒng)主要由CGF操作員接口和5大模型組成，即機(jī)動(dòng)模型、火控模型、毀殲效能評(píng)判模型、數(shù)據(jù)庫模型和智能決策模型。
(1)機(jī)動(dòng)模型。主要包括進(jìn)攻過程中單炮機(jī)動(dòng)模型，分隊(duì)作戰(zhàn)的路徑規(guī)劃模型。
(2)火控運(yùn)用模型。主要包括目標(biāo)探測模型，目標(biāo)選擇模型，瞄準(zhǔn)射擊模型，射道分布模型。
(3)評(píng)判模型。主要包括紅藍(lán)雙方的毀傷結(jié)果，并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
(4)數(shù)據(jù)庫模型。主要包括雙方參戰(zhàn)的性能參數(shù)，紅藍(lán)方的戰(zhàn)術(shù)機(jī)制，高炮的位置、配置地域等情況。
(5)智能決策模型。智能決策模型設(shè)計(jì)是建模的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要采用人工智能技術(shù)來進(jìn)行智能決策模型的建立。

3 高炮CGF智能決策模型的實(shí)現(xiàn)方案
CGF的研究重點(diǎn)在于實(shí)體行為，尤其是智能行為的實(shí)現(xiàn)。目前，實(shí)現(xiàn)CGF的智能行為主要采用人工智能技術(shù)。高炮CGF行為模型中的智能決策模塊將由物理模型傳來的信息根據(jù)知識(shí)庫進(jìn)行決策，模塊內(nèi)部由2大部分組成：接口模塊和決策模塊。其中接口模塊由接收屬性模塊、發(fā)布交互模塊組成。決策模塊分為決策器模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、戰(zhàn)術(shù)控制規(guī)則數(shù)據(jù)庫和歷史信息庫模塊。決策模塊采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能算法實(shí)現(xiàn)，決策過程為：決策機(jī)制接收當(dāng)前環(huán)境的狀態(tài)信息，結(jié)合炮車的自身狀態(tài)，參照任務(wù)目標(biāo)做出決策，產(chǎn)生動(dòng)作控制信息。在高炮CGF系統(tǒng)中，先用模糊邏輯的方法對(duì)當(dāng)前態(tài)勢進(jìn)行分類，判斷所采用戰(zhàn)術(shù)規(guī)則的類別，再根據(jù)規(guī)則庫實(shí)施戰(zhàn)術(shù)決策，并對(duì)當(dāng)選戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行動(dòng)作規(guī)劃，再將決策結(jié)果作為控制信息傳回給物理模型實(shí)體。在智能決策過程中，需要考慮當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)與規(guī)則條件的匹配、規(guī)則的搜索、沖突消解、匹配失敗的處理等問題，同時(shí)還要考慮智能決策的實(shí)時(shí)性問題。實(shí)時(shí)決策是指在決策過程中，當(dāng)某規(guī)則最適合當(dāng)前態(tài)勢時(shí)，能夠迅速啟用該規(guī)則，充分抓住戰(zhàn)機(jī)；而當(dāng)所有規(guī)則都不適合當(dāng)前態(tài)勢時(shí)，要盡快結(jié)束本次決策過程，以便隨時(shí)迅速進(jìn)入下一輪決策，決策流程如圖3所示。

4 基于HLA的高炮CGF系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于HLA的高炮武器系統(tǒng)模擬訓(xùn)練平臺(tái)的設(shè)計(jì)是聯(lián)邦的開發(fā)過程，高炮CGF仿真子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則是聯(lián)邦成員的開發(fā)過程。按照聯(lián)邦成員的開發(fā)過程，應(yīng)對(duì)高炮作戰(zhàn)過程、涉及的事件、構(gòu)建的模型、工作時(shí)序、輸入輸出信息及與其他仿真成員組之間的關(guān)系等進(jìn)行分析。
4．1 高炮CGF仿真子系統(tǒng)與其他聯(lián)邦成員的關(guān)系
由高炮武器系統(tǒng)聯(lián)邦結(jié)構(gòu)圖(圖1)可知，高炮CGF仿真子系統(tǒng)(紅方成員)與其他子系統(tǒng)(成員組)之間是通過HLA接口與RTI連接，由RTI實(shí)現(xiàn)成員(對(duì)象)之間的數(shù)據(jù)交換和控制。
4．2 高炮火控單元射擊指揮過程分析
高炮火控單元的射擊指揮過程，即火控單元完成對(duì)空中目標(biāo)射擊的全過程可用下列事件來表征：目標(biāo)搜索控制、目標(biāo)跟蹤處理、目標(biāo)威脅評(píng)估及排序、發(fā)生決策、火控分配、發(fā)射和殺傷效果評(píng)估及火控轉(zhuǎn)移。
4．3 信息公布訂購關(guān)系
高炮CGF仿真子系統(tǒng)要完成防空作戰(zhàn)過程仿真，必須與其他仿真成員之間發(fā)生信息交互，交互的信息主要有：
(1)與導(dǎo)演臺(tái)成員組之間訂購的交互類包括：啟動(dòng)仿真運(yùn)行、暫停和結(jié)束的控制信息；顯示方式、內(nèi)容的控制信息；武器系統(tǒng)性能參數(shù)信息。
(2)公布的交互類包括：防空火控單元的類型、數(shù)量及部署位置(坐標(biāo))信息；炮彈的飛行軌跡數(shù)據(jù)；防空作戰(zhàn)結(jié)果數(shù)據(jù)等。
(3)與戰(zhàn)場環(huán)境成員組之間訂購的交互類包括：被保衛(wèi)陣地的類型、編號(hào)、坐標(biāo)等信息；電子干擾手段、樣式信息等。
(4)公布的交互類包括：防空火控單元的類型、數(shù)量及部署位置信息；預(yù)警雷達(dá)類型、數(shù)量、及部署位置信息等。
(5)與藍(lán)方成員組之間訂購的交互類包括：空中目標(biāo)的航跡數(shù)據(jù)(批次、架次、坐標(biāo)、時(shí)間等)信息；攻擊機(jī)投放的炸彈航跡數(shù)據(jù)信息等。
(6)公布的交互類包括：炮彈的飛行軌跡數(shù)據(jù)；火控單元陣地毀傷信息。
高炮CGF作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的工作流程圖如圖4所示。