基于ABMS的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用

第1章 體系與體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)1

1.1 體系與體系論證2

1.1.1 體系2

1.1.2 武器裝備體系3

1.1.3 裝備體系效能評(píng)估4

1.2 一個(gè)計(jì)算實(shí)驗(yàn)示例5

1.3 武器裝備體系論證的計(jì)算實(shí)驗(yàn)需求9

1.3.1 計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法9

1.3.2 體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)面臨的挑戰(zhàn)10

1.3.3 體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)12

1.4 面向復(fù)雜系統(tǒng)研究的計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法14

1.4.1 基于數(shù)據(jù)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)14

1.4.2 基于方程的計(jì)算實(shí)驗(yàn)14

1.4.3 基于仿真的計(jì)算實(shí)驗(yàn)15

1.5 面向體系的計(jì)算實(shí)驗(yàn)17

1.5.1 基于數(shù)據(jù)的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)17

1.5.2 基于方程的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)18

1.5.3 基于仿真的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)18

1.5.4 面向體系的計(jì)算實(shí)驗(yàn)應(yīng)用19

1.6 基于仿真的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)應(yīng)用20

1.6.1 傳統(tǒng)的體系仿真方法20

1.6.2 面向訓(xùn)練的體系對(duì)抗仿真21

1.6.3 面向網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的體系仿真分析21

1.7 本書(shū)的內(nèi)容和組織25

第2章 基于ABMS的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)方法26

2.1 基于Agent的建模與仿真27

2.1.1 Agent概念27

2.1.2 Agent仿真的特點(diǎn)與應(yīng)用29

2.2 基于ABMS的模型設(shè)計(jì)方法31

2.3 ABMS與體系仿真33

2.4 ABMS仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程34

2.4.1 ABMS開(kāi)發(fā)過(guò)程35

2.4.2 ABMS使用過(guò)程36

2.5 基于ABMS的體系效能仿真開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程37

2.5.1 體系效能仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程38

2.5.2 體系效能仿真應(yīng)用過(guò)程40

2.6 基于ABMS的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)框架42

2.6.1 體系架構(gòu)定義43

2.6.2 仿真想定設(shè)計(jì)43

2.6.3 體系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)43

2.6.4 數(shù)據(jù)收集和整理44

2.6.5 Agent體系仿真模型開(kāi)發(fā)45

2.6.6 仿真模型測(cè)試與驗(yàn)證46

2.6.7 體系仿真計(jì)算46

2.6.8 計(jì)算數(shù)據(jù)整合47

2.6.9 體系實(shí)驗(yàn)分析47

第3章 可組合的體系仿真模型框架49

3.1 模型框架概述50

3.1.1 Agent層次結(jié)構(gòu)50

3.1.2 螞蟻Agent與SEAS Agent50

3.1.3 Agent類型51

3.1.4 Agent自述52

3.1.5 Agent結(jié)構(gòu)53

3.1.6 Agent分形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)55

3.2 作戰(zhàn)實(shí)體Agent56

3.2.1 對(duì)象層次56

3.2.2 作戰(zhàn)單元Unit57

3.2.3 地面實(shí)體Vehicle59

3.2.4 空中實(shí)體Plane61

3.2.5 空間實(shí)體Satellite63

3.3 裝備對(duì)象Device64

3.3.1 通信設(shè)備65

3.3.2 傳感器68

3.3.3 武器系統(tǒng)71

3.4 戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)象76

3.5 Agent行為表示77

3.5.1 行為建模方法比較78

3.5.2 基于進(jìn)程交互仿真的TPL腳本79

3.5.3 行為原語(yǔ)79

3.6 基于ABMS的體系模型組合規(guī)范81

第4章 基于進(jìn)程的Agent體系仿真84

4.1 進(jìn)程交互仿真及實(shí)現(xiàn)方法85

4.1.1 進(jìn)程交互仿真85

4.1.2 進(jìn)程交互仿真的實(shí)現(xiàn)方法86

4.1.3 基于進(jìn)程例程的進(jìn)程交互仿真87

4.2 基于進(jìn)程仿真的ABMS仿真調(diào)度策略92

4.2.1 Agent模型架構(gòu)92

4.2.2 基于進(jìn)程仿真的Agent調(diào)度方法94

4.2.3 Agent狀態(tài)更新94

4.3 基于ABMS的體系仿真模型框架95

4.3.1 仿真模型框架組成95

4.3.2 基于進(jìn)程的體系仿真模型調(diào)度97

4.3.3 作戰(zhàn)實(shí)體的狀態(tài)更新98

4.3.4 相關(guān)算法99

4.4 決策行為進(jìn)程101

4.4.1 基本腳本的決策行為進(jìn)程102

4.4.2 無(wú)延遲操作和延遲操作103

4.5 體系效能分析仿真平臺(tái)原型103

4.5.1 系統(tǒng)組成103

4.5.2 系統(tǒng)啟動(dòng)104

4.5.3 仿真想定模型105

4.5.4 仿真運(yùn)行105

4.5.5 體系效能分析仿真應(yīng)用開(kāi)發(fā)過(guò)程107

4.6 仿真示例110

4.6.1 問(wèn)題背景與想定110

4.6.2 仿真想定110

4.6.3 Agent仿真模型開(kāi)發(fā)111

4.6.4 仿真結(jié)果分析119

4.6.5 ISR的影響分析119

第5章 近正交拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)123

5.1 典型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法124

5.2 面向大規(guī)模影響因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)127

5.2.1 仿真模型的數(shù)學(xué)描述127

5.2.2 均勻設(shè)計(jì)128

5.2.3 正交拉丁超立方矩陣129

5.3 近正交拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)132

5.3.1 改進(jìn)正交拉丁超立方矩陣及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則132

5.3.2　改善近正交拉丁超立方矩陣的正交性137

5.3.3　近正交拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)算法138

5.4 構(gòu)建近正交拉丁超立方矩陣140

5.4.1　變量數(shù)為2～7的NOLH矩陣140

5.4.2　變量數(shù)為8～10的NOLH矩陣144

5.4.3　變量數(shù)為12～15的NOLH矩陣146

5.4.4　變量數(shù)為17～22的NOLH矩陣148

5.4.5　構(gòu)造二次實(shí)驗(yàn)151

5.5 算法驗(yàn)證154

5.5.1 近似正交矩陣 第一次實(shí)驗(yàn)的回歸分析154

5.5.2 正交矩陣 的實(shí)驗(yàn)回歸分析155

5.5.3 近似正交矩陣 的第二次實(shí)驗(yàn)的回歸分析157

5.5.4 實(shí)驗(yàn)158

第6章 基于決策樹(shù)的體系計(jì)算實(shí)驗(yàn)分析160

6.1 研究現(xiàn)狀161

6.2 決策樹(shù)算法基礎(chǔ)162

6.2.1 決策樹(shù)生成162

6.2.2 決策樹(shù)剪枝163

6.2.3 經(jīng)典決策樹(shù)算法164

6.2.4 模糊集和粗糙集概念166

6.3 基于模糊集的分類回歸樹(shù)算法169

6.3.1 基于模糊集的CART算法169

6.3.2 基于模糊集的加權(quán)CART算法172

6.4 基于粗糙集的多變量決策樹(shù)算法174

6.4.1 多變量決策樹(shù)算法概述174

6.4.2 基于粗糙集的加權(quán)多變量決策樹(shù)算法177

6.5 算法性能分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證178

6.6 相關(guān)工具介紹180

6.6.1 JMP180

6.6.2 SPSS軟件181

6.6.3 R語(yǔ)言182

第7章 航母無(wú)人艦載機(jī)作戰(zhàn)效能分析185

7.1 研究背景186

7.2 想定、模型和數(shù)據(jù)187

7.2.1 使命想定187

7.2.2 建模仿真需求189

7.2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源、模型抽象和假設(shè)192

7.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)193

7.3.1 可控因子193

7.3.2 不可控因子194

7.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案195

7.4 Agent仿真模型開(kāi)發(fā)196

7.4.1 仿真時(shí)間196

7.4.2 作戰(zhàn)組織197

7.4.3 設(shè)備對(duì)象197

7.4.4 環(huán)境對(duì)象199

7.4.5 Agent對(duì)象199

7.4.6 交互數(shù)據(jù)200

7.4.7 仿真運(yùn)行初始化與結(jié)束處理201

7.4.8 實(shí)體行為模型209

7.4.9 仿真模型測(cè)試214

7.5 問(wèn)題分析215

7.5.1 數(shù)據(jù)整合215

7.5.2 數(shù)據(jù)分析217

7.5.3 結(jié)論和建議226

7.6 研究展望227

7.6.1 研究結(jié)果對(duì)比227

7.6.2 其他NUCAS想定227

附錄A 縮略語(yǔ)匯總229

參考文獻(xiàn)233