基于ABMS的體系計算實驗方法及應用

第1章 體系與體系計算實驗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 裝備體系效能評估4

1.2 一個計算實驗示例5

1.3 武器裝備體系論證的計算實驗需求9

1.3.1 計算實驗方法9

1.3.2 體系計算實驗面臨的挑戰(zhàn)10

1.3.3 體系計算實驗的認識12

1.4 面向復雜系統(tǒng)研究的計算實驗方法14

1.4.1 基于數(shù)據(jù)的計算實驗14

1.4.2 基于方程的計算實驗14

1.4.3 基于仿真的計算實驗15

1.5 面向體系的計算實驗17

1.5.1 基于數(shù)據(jù)的體系計算實驗17

1.5.2 基于方程的體系計算實驗18

1.5.3 基于仿真的體系計算實驗18

1.5.4 面向體系的計算實驗應用19

1.6 基于仿真的體系計算實驗應用20

1.6.1 傳統(tǒng)的體系仿真方法20

1.6.2 面向訓練的體系對抗仿真21

1.6.3 面向網(wǎng)絡中心戰(zhàn)的體系仿真分析21

1.7 本書的內(nèi)容和組織25

第2章 基于ABMS的體系計算實驗方法26

2.1 基于Agent的建模與仿真27

2.1.1 Agent概念27

2.1.2 Agent仿真的特點與應用29

2.2 基于ABMS的模型設計方法31

2.3 ABMS與體系仿真33

2.4 ABMS仿真開發(fā)過程34

2.4.1 ABMS開發(fā)過程35

2.4.2 ABMS使用過程36

2.5 基于ABMS的體系效能仿真開發(fā)與應用過程37

2.5.1 體系效能仿真開發(fā)過程38

2.5.2 體系效能仿真應用過程40

2.6 基于ABMS的體系計算實驗框架42

2.6.1 體系架構定義43

2.6.2 仿真想定設計43

2.6.3 體系實驗設計43

2.6.4 數(shù)據(jù)收集和整理44

2.6.5 Agent體系仿真模型開發(fā)45

2.6.6 仿真模型測試與驗證46

2.6.7 體系仿真計算46

2.6.8 計算數(shù)據(jù)整合47

2.6.9 體系實驗分析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層次結構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結構53

3.1.6 Agent分形網(wǎng)絡結構55

3.2 作戰(zhàn)實體Agent56

3.2.1 對象層次56

3.2.2 作戰(zhàn)單元Unit57

3.2.3 地面實體Vehicle59

3.2.4 空中實體Plane61

3.2.5 空間實體Satellite63

3.3 裝備對象Device64

3.3.1 通信設備65

3.3.2 傳感器68

3.3.3 武器系統(tǒng)71

3.4 戰(zhàn)場環(huán)境對象76

3.5 Agent行為表示77

3.5.1 行為建模方法比較78

3.5.2 基于進程交互仿真的TPL腳本79

3.5.3 行為原語79

3.6 基于ABMS的體系模型組合規(guī)范81

第4章 基于進程的Agent體系仿真84

4.1 進程交互仿真及實現(xiàn)方法85

4.1.1 進程交互仿真85

4.1.2 進程交互仿真的實現(xiàn)方法86

4.1.3 基于進程例程的進程交互仿真87

4.2 基于進程仿真的ABMS仿真調度策略92

4.2.1 Agent模型架構92

4.2.2 基于進程仿真的Agent調度方法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 基于進程的體系仿真模型調度97

4.3.3 作戰(zhàn)實體的狀態(tài)更新98

4.3.4 相關算法99

4.4 決策行為進程101

4.4.1 基本腳本的決策行為進程102

4.4.2 無延遲操作和延遲操作103

4.5 體系效能分析仿真平臺原型103

4.5.1 系統(tǒng)組成103

4.5.2 系統(tǒng)啟動104

4.5.3 仿真想定模型105

4.5.4 仿真運行105

4.5.5 體系效能分析仿真應用開發(fā)過程107

4.6 仿真示例110

4.6.1 問題背景與想定110

4.6.2 仿真想定110

4.6.3 Agent仿真模型開發(fā)111

4.6.4 仿真結果分析119

4.6.5 ISR的影響分析119

第5章 近正交拉丁超立方實驗設計123

5.1 典型實驗設計方法124

5.2 面向大規(guī)模影響因素的實驗設計127

5.2.1 仿真模型的數(shù)學描述127

5.2.2 均勻設計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驗設計132

5.3.1 改進正交拉丁超立方矩陣及評價準則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驗設計算法138

5.4 構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　構造二次實驗151

5.5 算法驗證154

5.5.1 近似正交矩陣 第一次實驗的回歸分析154

5.5.2 正交矩陣 的實驗回歸分析155

5.5.3 近似正交矩陣 的第二次實驗的回歸分析157

5.5.4 實驗158

第6章 基于決策樹的體系計算實驗分析160

6.1 研究現(xiàn)狀161

6.2 決策樹算法基礎162

6.2.1 決策樹生成162

6.2.2 決策樹剪枝163

6.2.3 經(jīng)典決策樹算法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CART算法172

6.4 基于粗糙集的多變量決策樹算法174

6.4.1 多變量決策樹算法概述174

6.4.2 基于粗糙集的加權多變量決策樹算法177

6.5 算法性能分析與實驗驗證178

6.6 相關工具介紹180

6.6.1 JMP180

6.6.2 SPSS軟件181

6.6.3 R語言182

第7章 航母無人艦載機作戰(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)來源、模型抽象和假設192

7.3 實驗設計193

7.3.1 可控因子193

7.3.2 不可控因子194

7.3.3 實驗設計方案195

7.4 Agent仿真模型開發(fā)196

7.4.1 仿真時間196

7.4.2 作戰(zhàn)組織197

7.4.3 設備對象197

7.4.4 環(huán)境對象199

7.4.5 Agent對象199

7.4.6 交互數(shù)據(jù)200

7.4.7 仿真運行初始化與結束處理201

7.4.8 實體行為模型209

7.4.9 仿真模型測試214

7.5 問題分析215

7.5.1 數(shù)據(jù)整合215

7.5.2 數(shù)據(jù)分析217

7.5.3 結論和建議226

7.6 研究展望227

7.6.1 研究結果對比227

7.6.2 其他NUCAS想定227

附錄A 縮略語匯總229

參考文獻233