体系仿真技术

作者: 黄晓冬

出版社: 电子工业出版社

出版时间: 2022-12

版次: 1

ISBN: 9787121445866

定价: 98.00

装帧: 其他

页数: 268页

分类: 计算机与互联网

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本书围绕复杂体系仿真系统的开发实践需求，以“高性能、高精度、高逼真、高可信”为目标，通过将大型复杂体系仿真软件的开发作为软件工程的一个特例，从软件工程的角度揭示了体系仿真系统的开发与执行过程。同时，运用反射式面向对象和离散事件仿真理论，详细介绍了自主研发的体系仿真平台技术及应用案例，展示了作者团队的最新研究成果。黄晓冬，重庆大足人，海军航空工程学院博士毕业，北京航空航天大学博士后。现为海军航空大学教授、博士生导师，是某部军用仿真技术专业组专业组专家、人工智能应用专业组专家、科技成果评审信息领域专家。主要从事复杂体系建模与仿真、人工智能、计算机软件等领域的研究及应用。主持了装备体系仿真、军事智能博弈仿真等重大项目20余项，主持研发了仿真引擎HDOSE。先后获国家科技进步二等奖1项，军队科技进步一等奖1项，军队科技进步二等奖5项，出版学术专著3部，授权专利和软件著作权10余项，发表学术论文30余篇。第1章  概述1

1.1  体系对抗仿真1

1.1.1  体系对抗相关概念1

1.1.2  体系对抗领域的特点2

1.1.3  体系仿真实验方法3

1.1.4  体系仿真支撑平台5

1.1.5  体系仿真应用系统8

1.1.6  体系仿真应用模式9

1.2  国内外现状11

1.2.1  国内外大型仿真系统与平台11

1.2.2  国内外仿真系统与平台的主要差距12

1.2.3  体系仿真面临的主要挑战13

1.3  研究思路与原则13

1.4  本章小结14

第2章  相关技术基础15

2.1  面向对象技术15

2.1.1  基本概念15

2.1.2  面向对象的分析与设计16

2.1.3  面向对象的优势与不足17

2.2  软件体系结构与设计模式19

2.2.1  软件体系结构19

2.2.2  软件设计模式21

2.3  计算性反射技术22

2.3.1  基本概念22

2.3.2  反射系统基本原理23

2.3.3  反射与软件适应性26

2.4  建模仿真技术28

2.4.1  基本概念28

2.4.2  建模方法与语言30

2.4.3  离散事件系统规范31

2.4.4  网络化仿真32

2.4.5  并行仿真36

2.4.6  分布并行一体化仿真40

2.4.7  云仿真41

2.5  本章小结42

第3章  体系仿真过程43

3.1  体系仿真开发执行过程模型43

3.2  体系仿真支撑服务及工具45

3.2.1  仿真引擎服务46

3.2.2  体系建模工具48

3.2.3  实体装配工具53

3.2.4  想定编辑工具56

3.2.5  实验设计软件58

3.2.6  分析评估工具61

3.2.7  导调控制软件62

3.2.8  可视化软件与界面框架65

3.2.9  资源管理工具67

3.3  相关标准规范70

3.4  本章小结72

第4章  体系建模技术73

4.1  体系仿真概念模型73

4.1.1  公共概念模型73

4.1.2  体系仿真领域概念模型75

4.2  多视图协同建模技术77

4.2.1  视图的概念77

4.2.2  体系对抗系统视图模型78

4.2.3  体系对抗业务视图79

4.2.4  模型视图的语义及表示法85

4.3  本章小结89

第5章  实体建模技术90

5.1  实体静态结构建模90

5.1.1  组合化建模91

5.1.2  参数化建模93

5.2  实体行为与决策建模94

5.2.1  基于任务计划的行为建模95

5.2.2  基于行为树的行为建模102

5.3  基于SRML的仿真建模语言108

5.3.1  SRML简介108

5.3.2  XESL建模语言110

5.4  本章小结115

第6章  体系仿真模型框架116

6.1  模型框架视图116

6.1.1  基于OODA环的模型视图116

6.1.2  基于实体的模型视图117

6.2  模型的分类与构成119

6.2.1  装备模型119

6.2.2  环境模型120

6.2.3  行为决策模型121

6.2.4  毁伤裁决模型122

6.3  本章小结123

第7章  体系仿真运行支撑环境124

7.1  仿真架构模式124

7.1.1  对称式架构模式124

7.1.2  前后台架构模式126

7.1.3  云仿真架构模式127

7.2  高性能分布式面向对象仿真引擎128

7.2.1  概述128

7.2.2  系统架构129

7.2.3  功能结构130

7.2.4  接口与服务131

7.2.5  组件化集成132

7.3  本章小结134

第8章  仿真时间管理与调度135

8.1  仿真时间推进机制135

8.1.1  概述135

8.1.2  混合时间推进机制137

8.2  仿真调度方法139

8.2.1  大规模多粒度并行调度方法139

8.2.2  分布并行一体化调度方法142

8.3  典型优化调度策略144

8.4  本章小结146

第9章  仿真对象与事件管理147

9.1  对象组织管理147

9.2  对象生命周期管理150

9.2.1  对象创建150

9.2.2  对象命名与ID管理151

9.2.3  对象生命状态管理152

9.3  对象组合与嵌套152

9.4  仿真对象序列化153

9.5  仿真事件管理154

9.6  本章小结157

第10章  体系仿真实验及评估技术158

10.1  仿真实验相关概念158

10.1.1  实验设计158

10.1.2  实验因素159

10.1.3  实验指标159

10.1.4  实验方案160

10.1.5  实验评估160

10.2  体系仿真实验设计160

10.2.1  实验设计流程160

10.2.2  实验设计框架161

10.2.3  实验设计方法162

10.3  体系效能评估分析167

10.3.1  体系效能评估167

10.3.2  体系效能分析173

10.3.3  智能化评估分析179

10.4  本章小结189

第11章  体系仿真应用案例190

11.1  海战场体系仿真190

11.1.1  海战场体系仿真需求191

11.1.2  海战场体系仿真建模191

11.1.3  海战场体系仿真系统198

11.1.4  海上编队联合作战实验201

11.2  大规模核酸检测模拟演练205

11.2.1  模拟演练场景配置206

11.2.2  模拟演练模型构建208

11.2.3  模拟演练系统设计210

11.2.4  模拟演练实验评估213

11.3  本章小结220

第12章  回顾、建议与展望221

12.1  研究成果总结回顾221

12.1.1  体系仿真过程模型与平台框架221

12.1.2  体系仿真建模技术221

12.1.3  仿真引擎核心技术222

12.1.4  体系仿真实验与效能评估技术222

12.1.5  体系仿真案例223

12.2  问题与建议223

12.2.1  面向体系仿真的多视图建模方法223

12.2.2  自组织行为的模拟223

12.2.3  基于应用特征的高性能计算224

12.2.4  模型粒度动态控制224

12.2.5  防系统崩溃的可信计算224

12.2.6  面向过程的序贯实验设计224

12.2.7  基于仿真大数据的评估优化225

12.3  研究方向展望225

12.3.1  基于云计算的体系仿真225

12.3.2  智能化仿真225

12.3.3  虚实共生的数字孪生226

附录A  HDOSE仿真引擎编程模型与接口规范227

附录B  中英文缩略语对照表244

参考文献
内容简介:
本书围绕复杂体系仿真系统的开发实践需求，以“高性能、高精度、高逼真、高可信”为目标，通过将大型复杂体系仿真软件的开发作为软件工程的一个特例，从软件工程的角度揭示了体系仿真系统的开发与执行过程。同时，运用反射式面向对象和离散事件仿真理论，详细介绍了自主研发的体系仿真平台技术及应用案例，展示了作者团队的最新研究成果。
作者简介:
黄晓冬，重庆大足人，海军航空工程学院博士毕业，北京航空航天大学博士后。现为海军航空大学教授、博士生导师，是某部军用仿真技术专业组专业组专家、人工智能应用专业组专家、科技成果评审信息领域专家。主要从事复杂体系建模与仿真、人工智能、计算机软件等领域的研究及应用。主持了装备体系仿真、军事智能博弈仿真等重大项目20余项，主持研发了仿真引擎HDOSE。先后获国家科技进步二等奖1项，军队科技进步一等奖1项，军队科技进步二等奖5项，出版学术专著3部，授权专利和软件著作权10余项，发表学术论文30余篇。
目录:
第1章  概述1

1.1  体系对抗仿真1

1.1.1  体系对抗相关概念1

1.1.2  体系对抗领域的特点2

1.1.3  体系仿真实验方法3

1.1.4  体系仿真支撑平台5

1.1.5  体系仿真应用系统8

1.1.6  体系仿真应用模式9

1.2  国内外现状11

1.2.1  国内外大型仿真系统与平台11

1.2.2  国内外仿真系统与平台的主要差距12

1.2.3  体系仿真面临的主要挑战13

1.3  研究思路与原则13

1.4  本章小结14

第2章  相关技术基础15

2.1  面向对象技术15

2.1.1  基本概念15

2.1.2  面向对象的分析与设计16

2.1.3  面向对象的优势与不足17

2.2  软件体系结构与设计模式19

2.2.1  软件体系结构19

2.2.2  软件设计模式21

2.3  计算性反射技术22

2.3.1  基本概念22

2.3.2  反射系统基本原理23

2.3.3  反射与软件适应性26

2.4  建模仿真技术28

2.4.1  基本概念28

2.4.2  建模方法与语言30

2.4.3  离散事件系统规范31

2.4.4  网络化仿真32

2.4.5  并行仿真36

2.4.6  分布并行一体化仿真40

2.4.7  云仿真41

2.5  本章小结42

第3章  体系仿真过程43

3.1  体系仿真开发执行过程模型43

3.2  体系仿真支撑服务及工具45

3.2.1  仿真引擎服务46

3.2.2  体系建模工具48

3.2.3  实体装配工具53

3.2.4  想定编辑工具56

3.2.5  实验设计软件58

3.2.6  分析评估工具61

3.2.7  导调控制软件62

3.2.8  可视化软件与界面框架65

3.2.9  资源管理工具67

3.3  相关标准规范70

3.4  本章小结72

第4章  体系建模技术73

4.1  体系仿真概念模型73

4.1.1  公共概念模型73

4.1.2  体系仿真领域概念模型75

4.2  多视图协同建模技术77

4.2.1  视图的概念77

4.2.2  体系对抗系统视图模型78

4.2.3  体系对抗业务视图79

4.2.4  模型视图的语义及表示法85

4.3  本章小结89

第5章  实体建模技术90

5.1  实体静态结构建模90

5.1.1  组合化建模91

5.1.2  参数化建模93

5.2  实体行为与决策建模94

5.2.1  基于任务计划的行为建模95

5.2.2  基于行为树的行为建模102

5.3  基于SRML的仿真建模语言108

5.3.1  SRML简介108

5.3.2  XESL建模语言110

5.4  本章小结115

第6章  体系仿真模型框架116

6.1  模型框架视图116

6.1.1  基于OODA环的模型视图116

6.1.2  基于实体的模型视图117

6.2  模型的分类与构成119

6.2.1  装备模型119

6.2.2  环境模型120

6.2.3  行为决策模型121

6.2.4  毁伤裁决模型122

6.3  本章小结123

第7章  体系仿真运行支撑环境124

7.1  仿真架构模式124

7.1.1  对称式架构模式124

7.1.2  前后台架构模式126

7.1.3  云仿真架构模式127

7.2  高性能分布式面向对象仿真引擎128

7.2.1  概述128

7.2.2  系统架构129

7.2.3  功能结构130

7.2.4  接口与服务131

7.2.5  组件化集成132

7.3  本章小结134

第8章  仿真时间管理与调度135

8.1  仿真时间推进机制135

8.1.1  概述135

8.1.2  混合时间推进机制137

8.2  仿真调度方法139

8.2.1  大规模多粒度并行调度方法139

8.2.2  分布并行一体化调度方法142

8.3  典型优化调度策略144

8.4  本章小结146

第9章  仿真对象与事件管理147

9.1  对象组织管理147

9.2  对象生命周期管理150

9.2.1  对象创建150

9.2.2  对象命名与ID管理151

9.2.3  对象生命状态管理152

9.3  对象组合与嵌套152

9.4  仿真对象序列化153

9.5  仿真事件管理154

9.6  本章小结157

第10章  体系仿真实验及评估技术158

10.1  仿真实验相关概念158

10.1.1  实验设计158

10.1.2  实验因素159

10.1.3  实验指标159

10.1.4  实验方案160

10.1.5  实验评估160

10.2  体系仿真实验设计160

10.2.1  实验设计流程160

10.2.2  实验设计框架161

10.2.3  实验设计方法162

10.3  体系效能评估分析167

10.3.1  体系效能评估167

10.3.2  体系效能分析173

10.3.3  智能化评估分析179

10.4  本章小结189

第11章  体系仿真应用案例190

11.1  海战场体系仿真190

11.1.1  海战场体系仿真需求191

11.1.2  海战场体系仿真建模191

11.1.3  海战场体系仿真系统198

11.1.4  海上编队联合作战实验201

11.2  大规模核酸检测模拟演练205

11.2.1  模拟演练场景配置206

11.2.2  模拟演练模型构建208

11.2.3  模拟演练系统设计210

11.2.4  模拟演练实验评估213

11.3  本章小结220

第12章  回顾、建议与展望221

12.1  研究成果总结回顾221

12.1.1  体系仿真过程模型与平台框架221

12.1.2  体系仿真建模技术221

12.1.3  仿真引擎核心技术222

12.1.4  体系仿真实验与效能评估技术222

12.1.5  体系仿真案例223

12.2  问题与建议223

12.2.1  面向体系仿真的多视图建模方法223

12.2.2  自组织行为的模拟223

12.2.3  基于应用特征的高性能计算224

12.2.4  模型粒度动态控制224

12.2.5  防系统崩溃的可信计算224

12.2.6  面向过程的序贯实验设计224

12.2.7  基于仿真大数据的评估优化225

12.3  研究方向展望225

12.3.1  基于云计算的体系仿真225

12.3.2  智能化仿真225

12.3.3  虚实共生的数字孪生226

附录A  HDOSE仿真引擎编程模型与接口规范227

附录B  中英文缩略语对照表244

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