作戰仿真模型體系構建及應用研究（簡體書）

本書主要圍繞作戰仿真模型及模型體系內容、模型設計方法、模型組合方法和模型集成框架等展開論述。採用形式化分析方法分別對模型體系中模型的繼承關係和組合關係進行建模，對模型體系的可組合性進行了論證；採用基於模板的軍事概念模型描述和組件化建模方法對作戰仿真模型進行設計，解決了統一建模的問題；通過服務組合方式實現了多分辨率模型建模和基於語義的綜合集成，解決了不同分辨率模型的重構和組合問題；採用面向服務的體系架構設計了模型集成框架，以服務發現、服務匹配等方式將仿真模型服務按需組合後提供給分布式仿真節點，實現模型的快速重構。

鄭世明，2011獲解放軍理工大學博士學位（現陸軍工程大學），現為陸軍指揮學院講師，從事作戰仿真與訓練模擬等領域的科研工作。主持完成軍隊科研課題10余項，獲得軍隊科技進步三等獎4項，中國博士後科學基金一等資助1項。出版專著和教材2部，發表學術論文30餘篇。

隨著軍隊信息化建設和軍事訓練轉型的不斷深入，先進的計算機仿真技術手段支持軍事訓練向更高層次、更大規模發展，建立完善、實用、先進、可靠的作戰仿真模型體系成為一種迫切需要。作戰仿真是一個複雜的過程，需要集成不同類型、不同層次、不同分辨率的模型，模型之間存在繼承、組合、交互和指揮控制等複雜關係，如何構建科學、合理的作戰仿真模型體系是建模與仿真面臨的一個重要難題。針對這一問題，本書採用形式化分析方法、組件化建模方法、基於模板的軍事概念模型描述方法和面向服務的柔性體系集成框架設計方法，主要圍繞模型及模型體系內容、模型設計方法、模型組合方法和面向服務的仿真模型集成框架等一些關鍵問題展開介紹，實現模型的統一管理、快速重構和靈活組合。
全書分為7章，主要內容包括需求研究、理論研究、技術研究、方法研究和應用研究。
第1章緒論，介紹研究背景、意義和現狀，明確主要研究內容和組織結構。
第2章從基本概念、模型構建要求、作戰仿真模型體系及其應用等方面對作戰仿真建模的基本問題進行分析。
第3章通過梳理模型體系構建存在的問題，對作戰仿真模型體系進行形式化建模分析，採用ISM方法對組合關係和繼承關係進行建模，為構建可組合的模型體系奠定理論基礎。
第4章研究基於組件的模型設計方法。通過模板的方法對軍事概念模型描述，在此基礎上按照組件化建模的方法對陸軍作戰仿真模型進行設計，並構建相應的模型體系。
第5章研究面向服務的模型組合方法。通過對模型服務描述，按照服務組合的規範，構建模型服務匹配模型、模型組合語法、模型組合規則、組合算法，並採用一種鏈式服務組合建模方法對模型組合服務建模，為模型組合提供方法指導。
第6章主要對面向服務的集成框架設計與實現進行研究。通過平臺無關的通用協議進行服務調用，按照服務規範對仿真模型服務進行描述並發佈，通過服務發現和服務選擇動態構建滿足實際需求的組合服務，以滿足不同需求的仿真應用。
第7章主要從完成的工作和實現的創新等方面對書中的內容進行總結，並探討和分析了需要進一步研究的問題，為其他學著進行深化研究提供參考。
在撰寫過程中，作者參考或引用了國內外一些文獻成果的有關論述，在此向這些文獻的作者表示感謝。感謝陸軍指揮學院高志年教授對本書的認真審閱並提出了寶貴的意見。感謝長期從事作戰仿真研究的李路遙教授、侯俊教授、王洪軍教授、韓冰副教授、張國甯副教授、譚玉璽副教授，杜國紅副教授以及孫鵬講師，感謝他們對於本書撰寫過程中的大力支持和幫助。感謝陸軍工程大學苗壯教授、姜鋒副教授、張永亮、何紅悅講師對論文的審閱，感謝炮兵防空兵學院徐順福教授、任在安副教授對本書提出的寶貴意見。感謝李欣講師對書中的文字進行全面的校對，由於作者水平有限，書中難免存在不足之處，希望廣大讀者批評指正。

作 者
2018年8月

第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意義和目的 2
1.3 國內外研究現狀 3
1.3.1 美軍研究現狀 3
1.3.2 我軍研究現狀 5
1.4 研究內容 7
1.4.1 研究對象及範圍界定 7
1.4.2 主要研究內容 8
第2章 作戰仿真建模的基本問題 12
2.1 相關概念 12
2.1.1 作戰仿真 12
2.1.2 作戰仿真模型 13
2.1.3 仿真模型體系 14
2.2 仿真模型構建要求 15
2.2.1 可信性 15
2.2.2 重用性 16
2.2.3 可擴展性 16
2.2.4 易維護性 17
2.3 作戰仿真模型體系 17
2.3.1 要素組成 18
2.3.2 體系內容 20
2.3.3 設計方法 21
2.4 作戰仿真模型體系應用 23
2.4.1 模型共享 23
2.4.2 模型服務 24
2.4.3 組合應用 25
2.5 本章小結 26
第3章 作戰仿真模型體系分析與建模 27
3.1 仿真模型軍事需求分析 27
3.1.1 模型特點分析 27
3.1.2 模型目標分析 29
3.1.3 組件化建模需求分析 30
3.1.4 組件化建模作用分析 31
3.2 模型體系構建分析 32
3.2.1 模型體系構建要求及原則 32
3.2.2 模型體系構建所面臨的問題 34
3.2.3 模型體系組合性分析 35
3.3 作戰仿真模型體系形式化建模分析 38
3.3.1 基本概念 38
3.3.2 ISM方法與步驟 39
3.3.3 繼承關係建模 40
3.3.4 組合關係建模 43
3.4 可組合的模型體系層次結構分析 47
3.5 本章小結 50
第4章 基於組件的作戰仿真模型及體系設計 51
4.1 軍事概念模型設計 51
4.1.1 軍事概念模型建模思路 52
4.1.2 基於模板的概念模型描述與設計 53
4.2 作戰仿真模型組件設計 60
4.2.1 組件設計原則與要求 61
4.2.2 組件描述 61
4.2.3 組件模板與視圖設計 65
4.2.4 組件開發流程 69
4.2.5 模型組件架構 71
4.2.6 組件接口設計 78
4.2.7 組件裝配 79
4.3 模型通信及其消息管理機制 82
4.3.1 基於消息的通信方法 83
4.3.2 基於控制指令的通信方法 84
4.4 作戰仿真模型體系結構及內容 86
4.4.1 模型體系需求分析 87
4.4.2 模型體系框架設計 87
4.4.3 模型體系內容 89
4.5 本章小結 92
第5章 面向服務的作戰仿真模型組合方法 93
5.1 模型組合的基本概念 93
5.2 模型服務描述 94
5.2.1 原子服務 95
5.2.2 基本服務 95
5.2.3 複雜服務 96
5.2.4 組合服務 98
5.3 面向服務的仿真模型組合建模方法 99
5.3.1 組合建模需求 99
5.3.2 服務組合方法 100
5.3.3 服務組合語法 101
5.3.4 服務組合規則 102
5.3.5 服務組合算法 104
5.4 服務組合示例 107
5.4.1 仿真服務基本需求 107
5.4.2 模型組件設計分析 107
5.4.3 模型組合建模 108
5.4.4 鏈式服務組合建模 109
5.5 本章小結 112
第6章 面向服務的模型集成框架設計與實現 113
6.1 需求分析 114
6.2 基於SOA的集成框架分析 116
6.3 基於SOA的仿真模型集成框架總體設計 121
6.3.1 資源層 122
6.3.2 構件層 123
6.3.3 服務層 123
6.3.4 應用層 126
6.4 仿真模型集成框架功能設計 128
6.4.1 模型管理功能 128
6.4.2 模型封裝功能 133
6.4.3 模型組合功能 136
6.4.4 模型集成應用功能 140
6.5 本章小結 142
第7章 總結與展望 143
7.1 研究工作總結 143
7.2 需進一步深入研究的問題 144
參考文獻 147