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1仿真平臺工作流程
艦船電子智能控制系統(tǒng)仿真平臺工作流程如下:1)系統(tǒng)根據(jù)測試具體功能從總體數(shù)據(jù)配置庫中獲取總體設定,控制系統(tǒng)分發(fā)至各分布式數(shù)據(jù)庫各自控制庫中,完成初始化設置。2)總控制系統(tǒng)給各分系統(tǒng)分發(fā)時鐘同步,各分系統(tǒng)收到命令后各自同步自身時鐘。3)從艦隊總體數(shù)據(jù)庫中讀取裝備數(shù)據(jù),各分節(jié)點自身記錄。4)各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)初始化完畢后,平臺環(huán)境控制組件發(fā)出命令,測試某一環(huán)境下的系統(tǒng)運行情況,并對其進行監(jiān)視。5)從情景條件組件中讀取不同的戰(zhàn)爭背景,產生不同的戰(zhàn)爭環(huán)境進行測試。6)采集整個船艦作戰(zhàn)電子智能控制系統(tǒng)數(shù)據(jù),進行顯示評估。系統(tǒng)流程如圖2所示。
2艦隊作戰(zhàn)電子智能控制系統(tǒng)數(shù)學模型
2.1數(shù)學模型構造在敵我雙方艦隊競爭中的作戰(zhàn)策略復雜多樣,本仿真平臺主要對敵對軍艦組隊中的多次往返對戰(zhàn)中,使用的最優(yōu)策略算法進行建模,通過對艦隊組中單只策略的概率組合,設計總體對戰(zhàn)策略。
2.2建模數(shù)據(jù)分析上節(jié)中我方選取的2種策略a1,a2。假設分別用在白天和晚上,其中白天為a1,晚上為a2。敵方選取的2種策略β1,β2。假設分別用在白天和晚上,其中白天為β1,晚上為β2。我方贏取的概率矩陣表如表1所示。分析表1可知,當我方取x=0.5,則贏取戰(zhàn)爭的期望值E(x,y)=0.4,也就是說,當我方以概率為0.5使用策略a1,用1-0.5使用策略a2,則我方贏取戰(zhàn)爭的概率為0.4,概率值比之用單一策略贏取的概率要大。構建海上船艦作戰(zhàn)電子智能控制系統(tǒng)的戰(zhàn)略選擇數(shù)學模型主要有2個目的:1)尋找海上戰(zhàn)爭策略選擇對戰(zhàn)爭成敗的規(guī)律,對艦隊作戰(zhàn)選擇進行分析,為整個海上戰(zhàn)爭的控制體系尋找有效的手段。2)對戰(zhàn)爭節(jié)點的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性進行研究,為其尋找保護措施。
3基于Netlogo平臺的軟件模塊實現(xiàn)
3.1軟件語言描述使用主流的面向對象OO的語言[6]及UML建模對其進行描述。在整個海上艦船電子智能控制系統(tǒng)中,各部件通過各自的通信接口處理外來以及內部信息的接受及發(fā)送,經過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理接口對數(shù)據(jù)格式進行統(tǒng)一處理,再由虛擬仿真組件對各種信息進行關聯(lián)﹑融合處理,結合海面艦隊戰(zhàn)爭中的情景條件組件、數(shù)據(jù)信息存儲交換以及篩選組件得到接近真實的戰(zhàn)場環(huán)境。上面是海上艦船電子智能控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理部分的部分原生語言描述。模擬真實環(huán)境的虛擬仿真組件的語言描述與數(shù)據(jù)處理組件一致。上面給出了海上艦船電子智能控制系統(tǒng)中組件的語言描述,下面給出在Netlogo平臺的軟件實現(xiàn)。
3.2Netlogo平臺的軟件實現(xiàn)操作系統(tǒng):Netlogo可運行在WindowsXP以上操作系統(tǒng);MacOSX10.4以上的系統(tǒng),同時還可運行在安裝了JAVA的LINUX15.0以上版本的系統(tǒng)。語言:面向對象,可擴展語言,支持Logo內置語言,支持內置原語,并且支持雙精度浮點運算,在不同平臺之間移植性較好。圖3給出了海上艦船電子智能控制系統(tǒng)Netlogo平臺的軟件結構圖。在Netlogo平臺中,先建立基本的平臺環(huán)境,如在考慮我方敵方對抗時,需要同時考慮到雙方指揮能力、士兵士氣、雙方火力等各種因素影響,每個因素有一個名稱,編程時以to開始,以end結束。
4結語
海上艦船電子智能控制系統(tǒng)是海上戰(zhàn)陣信息化、科技化中關鍵的指揮系統(tǒng),而對其有效的建模及如何構造仿真環(huán)境進行功能及性能測試又是基礎。本文對艦船作戰(zhàn)控制系統(tǒng)的仿真環(huán)境進行模塊化分解,并構建了戰(zhàn)爭策略的數(shù)學模型,最后利用Netlogo仿真平臺對其進行了編程及測試。仿真環(huán)境能滿足戰(zhàn)爭環(huán)境的需求變換以及敵我雙方各中個戰(zhàn)爭要素的改變,來驗證整個系統(tǒng)的功能、性能是否達標。
作者:劉紅健單位:廣州航海學院