CN107622177B - 基于eati方法的航空投送仿真方法 - Google Patents

Abstract

一种基于EATI方法构建的航空投送仿真方法，将航空投送过程中涉及到的主要实体、实体执行的任务、构成任务的一系列动作、实体间的交互关系以及对系统产生影响的外部环境抽象描述出来，构建航空投送实体模型，航空投送动作模型，航空投送任务模型，航空投送交互模型和综合环境模型，针对航空投送任务中的每一次动作和动作的实体的特征确定动作执行速度，并根据当前环境条件修正所述动作执行速度，从而控制动作仿真进度，以动作执行速度为基础计算任务仿真时间。本发明建模更加简便有效，简化了场景布置过程，减少了基础数据的加载次数，提高了仿真推演的效率，简化了计划方案编制过程。

Description

基于EATI方法的航空投送仿真方法

技术领域

本发明涉及计算机仿真领域，特别的，涉及基于EATI方法的航空投送仿真方法。

背景技术

仿真建模分析是解决部队航空投送方案验证和优化的一种有效方法。航空投送系统是一个人机结合的复杂动态系统，它具有时间和空间跨度大、计划性强、动态适应环境变化和敌情威胁、以指令任务为导向等显著特点。而现有建模方法和工具一般只侧重解决单一问题，使得投送系统融入整个作战仿真实验非常复杂。且现有模型较少针对投送整个流程中各细节做详细分析计算，在投送时间控制上存在较大误差。

航空投送无论在军事仿真领域还是在物流仿真中都是一个重要的研究内容，但在以往的仿真研究中都只从宏观角度进行分析，得到的数据误差较大。但在信息化大环境下，战争对计划的要求越来越高，部队投送时间及先后顺序对作战结果影响巨大。研究航空投送过程，实现航空投送计划方案仿真推演，在作战前充分论证的更精确的投送方案具有非常重要的意义。

因此，如何构建一种体系化、可扩展的模型体系，如何拆分投送过程各环节、在响应环境变化的基础上更加精确地计算任务执行时间，以适应整个战场环境下的仿真、更加精确地控制部队投送过程，支持快速构建航空投送仿真场景、定制部队航空投送仿真应用系统，辅助完成投送方案设计、验证和优化等仿真应用，成为现有技术亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于EATI的航空投送仿真方法，分析拆解航空投送系统内的实体、实体执行的动作、任务和实体间发生的交互等，并通过对航空投送过程的控制规则和数据需求等要素进行规范化描述，构建一套逻辑清晰的、可扩展的、基于本体的航空投送领域模型体系。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于EATI方法构建的航空投送仿真方法，将航空投送过程中涉及到的主要实体、实体执行的任务、构成任务的一系列动作、实体间的交互关系以及对系统产生影响的外部环境抽象描述出来，构建航空投送实体模型，航空投送动作模型，航空投送任务模型，航空投送交互模型和综合环境模型，针对航空投送任务中的每一次动作和动作的实体的特征确定动作执行速度，并根据当前环境条件修正所述动作执行速度，从而控制动作仿真进度，以动作执行速度为基础计算任务仿真时间；

其中，所述航空投送实体模型分为对实体基本属性的建模和能力属性的建模，以及实体间关系的建模，所述实体基本属性的建模和能力属性的建模包括部队实体、后勤指挥调度中心实体、装卸运作中心实体和运输力量实体，所述实体间关系的建模包括指挥关系和协同关系；

所述航空投送动作模型主要执行航空投送任务，包括机动、集结待运、等待、装载和卸载五种动作元模型；

所述航空投送任务，是在外部输入投送计划方案或投送指令后，后勤指挥调度中心实体针对计划指令，生成投送任务下发给任务涉及到的所有实体，以及所触发的一系列实体的相关行动；

所述航空投送交互模型主要由产生交互的任务、伴随动作、交互发送主体、交互接收客体、交互内容等要素构成，所述航空投送交互模型包括：航空投送任务命令、航空投送任务协同、突发情况报告和各种人机交互；

所述综合环境模型包括道路交通、天气、敌情与航空投送相关的综合环境。

可选的，所述模型在模型运行时，能够对环境或者任务进行干扰，由人机交互或者内部逻辑决定是否或者如何调整投送方案，并最终按调整后的方案进行模拟。

可选的，当外部环境或者任务情况发生变化时，所述动作执行速度会根据上述环境条件和任务条件修正计算参数，重新确定所述动作执行速度，并以所述动作执行速度为基础计算任务仿真时间。

可选的，在航空投送实体模型中，

所述部队实体具体为：用以描述编成部队，为航空投送仿真模型的投送对象，所述部队实体可按指令执行摩托化机动、集结待运；在投送计划中能够被拆分成若干输送梯队，由运输飞机运输到指定机场；可接收环境变化态势，根据环境调整动作执行速度；当环境十分恶劣无法继续执行任务时向上级发送报告；

所述后勤指挥调度中心实体具体为：具有接收投送任务及拆分、下达投送命令的能力，根据输入的投送计划拆分任务，将任务下达给协同任务的部队和下级运输调度和力量实体，指挥完成仿真推演过程，验证投送方案的可行性；能够根据临时下达的指令任务将待投送部队拆分成若干投送梯队，生成投送方案，并具有接收并处理下级上报的情报信息的能力；

所述装卸运作中心实体具体为：在航空投送中主要是机场实体，接收后勤指挥调度中心实体下达的装载/卸载任务，承载、指挥运输力量实体，根据实际情况指挥调度完成装载/卸载任务；

所述运输力量实体具体为：模拟飞机运输，接收上级下达的运输任务，机动到指定位置执行装载任务，然后机动到指定卸载机场执行卸载任务，后返航；在执行任务过程中，遇天气突变时所述运输力量实体能够做出响应调整或向上级发出报告；

在实体间关系的建模中：

所述指挥关系具体为：后勤指挥调度中心实体和装卸运作中心及运输力量实体之间存在指挥关系；

所述协同关系具体为：在执行不同的任务时，不同实体之间需要基于具体任务进行协同，此时这些单位之间构成协同关系。

可选的，在航空投送动作模型中，

所述机动具体为：适用于部队和运输力量实体，机动速度按标准速度计算，受路况、天气条件、敌情威胁等因素的影响；

所述集结待运具体为：适用于部队实体，待投送部队根据指令要求到指定地点集结后，到指定位置等待装载；

所述等待具体为：待投送部队到达指定地点后，当执行任务条件不完备时，原地等待；

所述装载具体为：装载行为由机场、部队和飞机协同完成，待投送部队到达指定装载机场后，对应指定的运输飞机就位，在机场指挥中心的指挥下完成部队的装载；

所述卸载具体为：卸载行为由机场、部队和飞机协同完成,运输飞机承载部队到达指定卸载机场停机坪后，在机场指挥中心的指挥下完成部队的卸载。

可选的，所述航空投送任务具体为：

后勤指挥调度中心实体将任务按顺序分解为一系列动作，首先与目标部队建立协同关系，辅助指挥此次投送任务，目标部队按指令执行机动、集结待运；部队到达装载机场，准备就绪后，后勤指挥调度中心实体指挥装卸运作中心，由装卸运作中心调度运输力量、协同部队完成装载过程；完成装载后，由运输力量承载相应部队机动到指定卸载中心；卸载中心协同完成卸载任务；运输力量返航。

可选的，在所述航空投送交互模型中：

所述航空投送任务命令具体为：航空投送任务的交互主体是后勤指挥调度中心，交互接收客体是装卸运作中心及运输力量实体，后勤指挥调度中心将交互接收客体要执行的任务内容以指令的形式下达给交互接收客体，各客体按照指令准备执行任务；

所述航空投送任务协同具体为：包括后勤指挥调度中心实体向待运输部队下达的协同运输任务，待投送部队集结准备完毕后向装载机场发送的协同装载请求；

所述突发情况报告具体为：当下级实体与突发情况无法处理时，向上级报告突发情况；

所述各类人机交互具体为：通过人工的方式改变环境或者所执行的任务。

可选的，仿真时间包括如下动作执行时间，具体包括：下达任务开始，装载准备时间、装卸载等待时间、装载时间、运行时间及卸载时间。

可选的，所述装载准备时间还包括待投送部队机动到装载机场的时间和集结准备的时间。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)建模更加简便有效：将航空投送系统按通用结构抽象分解形成主要实体类型、实体动作、任务和交互关系，能够准确描述航空投送系统中涉及的各类实体的构成和相互关系以及任务执行过程、逻辑结构关系，有效关联实体、动作和交互，准确描述航空投送模型。

2)简化了场景布置过程：在进行投送指挥方案推演仿真时，只需在场景设计中布置一次基础数据，之后每次可以在此基础场景中运行，下达任务指令。这样简化了场景布置过程，减少了基础数据的加载次数，提高了仿真推演的效率。

3)简化了计划方案编制过程：模型根据投送梯队编成、运输工具装载等规则实现了将指定部队由指定机场投送到指定目的地的计划方案的编制。在仿真回放时，指挥人员只需指定投送部队、装载机场、卸载机场及任务开始时间，模型即可计算出部队的详细投送方案，简化了指挥员编制投送方案的过程，提高了方案设计效率。

附图说明

图1是根据本发明具体实施例的基于EATI的航空投送仿真模型的逻辑示意图；

图2是根据本发明具体实施例的航空投送任务基本流程；

图3是根据本发明具体实施例的仿真模型的推演流程；

图4是根据本发明具体实施例的仿真模型的实体模板装配图；

图5是根据本发明具体实施例的仿真模型的实体配置界面；

图6是根据本发明具体实施例的仿真模型的航空投送计划表；

图7是根据本发明具体实施例的仿真模型的指挥任务干扰界面；

图8是根据本发明具体实施例的仿真模型的环境干扰界面；

图9是根据本发明具体实施例的仿真模型的运行展示界面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明相关概念介绍：

1、实体

实体(Entity)是计算机对现实对象的映射，可以是具体的人员、飞机、货车，也可以是聚集形成的团队甚至子系统。实体是仿真运行的基本单元，规定了参与仿真运行实体的组成和基本行为，在仿真过程中可接收、发送消息，触发动作，产生事件，改变状态等。

2、动作

动作(Action)属于特定的仿真实体对象，以自觉的目的为特征，由一定的动机所激发，是任务的执行过程。实体在一段时间内持续进行的操作及过程称为活动(Activity)，活动中最小的原子行为称为动作(Action)。

3、任务

任务(Task)是对仿真实体能力的一种描述，由一组内在关联的动作组成。任务模型包含描述任务的结构化参数数组，同时提供优先级管理、激活状态管理、数据分析处理、执行、中断及继续等功能。任务指交派的工作，并担负的责任，通常是上级给下级的工作。在建模过程中表现为上级出于特定目的，围绕特定主题描述的一系列动作的组合。

4、交互

交互是实体之间相互作用的消息。一组具有特定含义且相互关联的影响因素称为“交互”(Interaction)，也就是“相互作用效果”。

5、仿真场景

仿真场景可描述为根据仿真分析目的而设计的与由物理系统抽象映射形成的仿真对象形态，包括多个仿真实体及其交互关系。随着仿真分析目的的不同，仿真场景中的仿真实体类型、仿真实体数量、仿真实体交互关系、仿真实体表征的物理对象规模大小、仿真实体属性和行为描述精细度、环境因素等均会有所区别。

EATI方法是美国国防建模仿真主计划中提出的任务空间概念模型的重要内容。由于EATI方法本身具有时效性好、针对性强、对系统的内涵和外延描述清晰等特点，自问世以来就引起了广泛关注，在许多大型军事仿真系统建模过程中得到应用并取得了良好效果。至目前为止，EATI方法在军事仿真领域的应用已相对成熟。在作战部队航空投送模型分析中，应用EATI方法建模，能够更加清晰地描述模型系统，提高了模型分析和开发效率。

从分析航空投送过程入手，抽取系统中涉及到的实体、执行的任务、执行任务所需的动作、实体间的关联关系以及交互等来描述航空投送问题；将整个任务分解成若干动作后，分析各动作执行特点，根据实体特征计算动作执行时间，依据环境变化，修正参数计算，得到更为精确的任务执行时间；支持在编译运行的同时观看仿真推演过程，并提供对任务和环境的干扰接口，使用户能直观地进行方案计划的调整。

本发明的基于EATI方法建立航空投送系统的仿真方法，采用基于EATI方法分析航空投送过程，抽取系统中涉及到的实体、执行的任务、执行任务所需的动作、实体间的关联关系以及交互等来描述航空投送问题，分别建立实体元模型、动作元模型、任务元模型、交互元模型以及综合环境模型，将整个任务分解成若干动作后，分析各动作执行特点，根据实体特征计算动作执行时间，依据环境变化，修正参数计算，得到更为精确的任务执行时间；通过对航空投送过程的控制规则和数据需求等要素进行规范化描述，构建一套逻辑清晰的、可扩展的、基于本体的航空投送领域模型体系。该体系支持在编译运行的同时观看仿真推演过程，并提供对任务和环境的干扰接口，使用户能直观地进行方案计划的调整。

本发明的基于EATI方法构建的航空投送仿真方法，能够方便地扩展到各种作战仿真系统，更为准确地计算出投送时间、方便对投送方案的控制，提高了得到较优方案的效果，具有较强的可扩展性和可维护性。

具体而言，所述模型将航空投送过程中涉及到的主要实体、实体执行的任务、构成任务的一系列动作、实体间的交互关系以及对系统产生影响的外部环境(例如，地形、天气、敌情威胁等)抽象描述出来，构建航空投送实体模型，航空投送动作模型，航空投送任务模型，航空投送交互模型和综合环境模型，针对航空投送任务中的每一次动作和动作的实体特征确定动作执行速度，并根据当前环境条件修正所述动作执行速度，从而控制动作仿真进度，以动作执行速度为基础计算任务仿真时间。

参见图1，示出了根据本发明的航空投送仿真模型的逻辑示意图，分别包括航空投送实体模型，航空投送动作模型，航空投送任务模型，航空投送交互模型和综合环境模型。

一、航空投送实体模型

所述航空投送实体模型分为对实体基本属性的建模和能力属性的建模，以及实体间关系的建模。根据航空投送仿真的基本需要，实体基本属性的建模和能力属性的建模包括部队实体、后勤指挥调度中心实体、装卸运作中心实体和运输力量实体等四类仿真实体，四类实体具体描述如下：

部(分)队实体：用以描述编成部队，为航空投送仿真模型的投送对象，所述部队实体可按指令执行摩托化机动、集结待运；在投送计划中能够被拆分成若干输送梯队，由运输飞机运输到指定机场；可接收环境变化态势，根据环境调整动作执行速度；当环境十分恶劣无法继续执行任务时向上级发送报告。

后勤指挥调度中心实体：所述实体具有接收投送任务及拆分、下达投送命令的能力，根据输入的投送计划拆分任务，将任务下达给协同任务的部(分)队和下级运输调度和力量实体，指挥完成仿真推演过程，验证投送方案的可行性；后勤指挥调度中心实体还可以根据临时下达的指令任务将待投送部队拆分成若干投送梯队，生成投送方案，并具有接收并处理下级上报的情报信息的能力。

装卸运作中心实体：该实体在航空投送中主要是机场实体，接收后勤指挥调度中心实体下达的装载/卸载任务，承载、指挥运输力量实体，根据实际情况指挥调度完成装载/卸载任务。

运输力量实体：主要模拟飞机运输。接收上级下达的运输任务，机动到指定位置执行装载任务，然后机动到指定卸载机场执行卸载任务，后返航；在执行任务过程中，遇天气突变时所述运输力量实体能够做出响应调整或向上级发出报告。

实体间关系的建模包括指挥关系和协同关系，具体如下：

指挥关系：后勤指挥调度中心实体和装卸运作中心及运输力量实体之间存在指挥关系，即指出某个调度实体可以指挥调动的装卸运作中心和运输力量实体有哪些。指挥关系可以预先设定，也可以在系统运行过程中根据需要临时建立，具有指挥关系的实体存在上下级的区别。

协同关系：在执行不同的任务时，不同实体之间需要基于具体任务进行协同，此时这些单位之间构成协同关系。如一个投送任务下达后，后勤指挥中心与待投送部队产生协同关系后，部队机动到指定机场；待投送部队与装载机场协同后，才启动装载动作；到达卸载地点后，需要协同后再启动卸载动作。具有协同关系的实体间不存在上下级指控关系，协同关系是基于一个具体的任务而建立的，任务结束后关系即解除，其实质为基于任务的临时协同。

二、航空投送动作模型

航空投送动作模型主要执行航空投送任务，包括机动、集结待运、等待、装载、卸载五种动作元模型。执行任务时，对任务流程中各动作模型顺序计时，达到更加精确计算的目的。系统中主要实体行为元模型描述如下：

机动：适用于部队和运输力量实体，机动速度按标准速度计算，受路况、天气条件、敌情威胁等因素的影响。

集结待运：适用于部队实体，待投送部队根据指令要求到指定地点集结后，到指定位置等待装载。

等待：待投送部队到达指定地点后，当执行任务条件不完备时，原地等待。

装载：装载行为由机场、部队和飞机协同完成。待投送部队到达指定装载机场后，对应指定的运输飞机就位，在机场指挥中心的指挥下完成部队的装载。

卸载：卸载行为由机场、部队和飞机协同完成。运输飞机承载部队到达指定卸载机场停机坪后，在机场指挥中心的指挥下完成部队的卸载。

三、航空投送任务仿真建模

航空投送任务，是在外部输入投送计划方案或投送指令后，后勤指挥调度中心实体针对计划指令，生成投送任务下发给任务涉及到的所有实体，以及所触发的一系列实体的相关行动。

参见图2，示出了根据本发明具体实施例的示例性的，航空投送任务基本流程，后勤指挥调度中心实体将任务按顺序分解为一系列动作，首先与目标部队建立协同关系，辅助指挥此次投送任务，目标部队按指令执行机动、集结待运等动作；部队到达装载机场，准备就绪后，后勤指挥调度中心实体指挥装卸运作中心，由装卸运作中心调度运输力量、协同部队完成装载过程；完成装载后，由运输力量承载相应部队机动到指定卸载中心；卸载中心协同完成卸载任务；运输力量返航。在执行任务过程中，到达任务节点(如部(分)队到达装载中心、装载任务完成时)时，由相应实体向后勤指挥调度中心发送报告，反馈信息。

四、航空投送交互模型

航空投送交互模型主要由产生交互的任务、伴随动作、交互发送主体、交互接收客体、交互内容等要素构成。航空投送交互是伴随着任务中动作的执行而产生的，包括交互的任务和动作。交互主体是信息发送端，交互的客体则是信息的接收端，一个交互可以有多个交互客体。具体而言，所述航空投送交互模型包括：

航空投送任务命令：航空投送任务的交互主体是后勤指挥调度中心，交互接收客体是装卸运作中心及运输力量实体，后勤指挥调度中心将交互接收客体要执行的任务内容以指令的形式下达给交互接收客体，各客体按照指令准备执行任务。

航空投送任务协同：包括后勤指挥调度中心实体向待运输部队下达的协同运输任务，待投送部队集结准备完毕后向装载机场发送的协同装载请求。

突发情况报告：当下级实体与突发情况无法处理时，向上级报告突发情况。如某飞机在执行运输任务时，遇天气突变无法继续飞行时就近执行迫降时，给上级实体发送突发情况说明报告。

各种人机交互：通过人工的方式改变环境或者所执行的任务，如人工改变天气、敌情等环境条件，人工下达任务指令给后勤指挥调度中心等。

五、综合环境模型

所述综合环境模型包括道路交通、天气、敌情与航空投送相关的综合环境。

该模型将影响部队的机动、任务的执行进度和实体的性能，对投送任务的推演起到关键作用。当环境发生变化时，正在执行的运输任务对于时间计算会自动进行环境参数修正，延长或缩短任务执行时间；在存在敌情威胁的条件下，任务推进时间按规则延长；可人为指定或根据力量能力估算基础设施被破坏的情况，如装载机场被炸毁。当待装载部队正向装载机场机动时，若装载机场被炸毁，运输指挥调度和部队先后收到情报，当初始任务给定备用机场且该机场可用时，部队改变机动方向，向备用装载机场机动，否则弹出任务窗口请求重新指定装载机场或放弃任务，超时未指定机场时部队放弃任务原地待命并发送任务执行失败报告，选择最近的机场作为装载机场---开始时指定。

进一步的，所述模型在模型运行时，能够对环境或者任务进行干扰，例如，通过人机交互或者原定的方案改变天气和战场环境中实体的属性，并将改变后的状态作为仿真当前状态进行保存，据仿真执行情况可临时下达任务指令，调整计划方案等等方式，对环境或者任务进行干扰，由人机交互或者内部逻辑决定是否或者如何调整投送方案，并最终按调整后的方案进行模拟。

更进一步的，当外部环境或者任务情况发生变化时，所述动作执行速度会根据上述环境条件和任务条件修正计算参数，重新确定所述动作执行速度，并以所述动作执行速度为基础计算任务仿真时间。

实施例1：

航空投送模型可应用于部队航空投送方案验证和航空投送模拟训练两个方向。

方案验证场景中，给定场景实体和部队航空投送方案(即任务下达的第一种方式：通过导入任务方案或直接在后勤指挥中心实体中添加)，根据实际环境条件和梯队及运输飞机的实际情况，判断任务是否可行，计算各任务完成的时间点，与预定方案进行对比分析，得出方案的可行建议。

模拟训练场景中，给定场景实体和部分投送方案(也可不给定)，在仿真运行过程中，对环境条件进行干预，根据投送需求选择投送部队和装卸载机场临时下达投送任务(任务下达的第二种方式，通过任务干预界面实现)，根据规则拆分梯队和任务，计算各任务完成的时间点，输出详细投送方案，对比分析各指标，得出较优投送方案。下面以某部队的投送仿真为例，说明本模型的实现和作用。

1、仿真场景分析

某部队航空投送对应的场景是，在某战场区域环境中，能够根据作战需求安排某部队机动到指定装载机场，按照规则将部队划分为对应于具体运输飞机的运输梯队，执行装载任务；装载完成后，运输飞机执行飞行任务，到达指定卸载机场，执行卸载任务。运行过程中，可人工干扰环境、下达投送任务，计算各任务节点时间，输出详细投送方案。仿真推演流程如图3所示。

航空投送仿真模型的仿真场景由仿真实体及其交互关系、任务、环境条件等因素构成。其中，仿真实体主要分为后勤调度中心、部队、机场、飞机四类；调度中心与机场、机场与飞机直接存在指挥关系；各实体间存在信息交互、反馈关系；场景中输入任务后可进行投送方案仿真推演计算；环境条件可仿真天气、地理、电磁通信等环境条件。在仿真推演计算前需要首先完成上述仿真场景的布置。

2、仿真场景配置

2.1仿真实体建模

在仿真模型库中建立所需的实体模板，如图4所示。实体模板按设计中的各类实体建立，对于航空投送模型，分为指挥中心类、机场类、运输飞机类和部队实体四种模型。建立实体模型，并为每类实体配置共有属性。如图4中的指挥中心实体类，指挥中心设置军标、可用性、可靠性等后勤指挥中心共有基础属性以及指挥调度任务能力属性。

根据实际需要使用手动拖拽实体模板或者以数据读入方式将基础资源和力量部署到场景中。在场景设计界面可以查看和修改各实体的数据信息。实体配置界面如图5所示。

2.2任务设置

任务设置可分为两种方式，一种是在场景设计时输入详细的投送方案，另一种是在推演过程中从任务干预界面输入任务指令。

场景设计时输入的任务是详细的投送方案，如图6所示，方案记录各投送梯队的配置、所在位置、计划投送时间、装卸载机场、对应的运输飞机等信息。

在人在回路模式下运行仿真场景，在态势显示界面实时显示模型计算推演过程。双击场景中的后勤指挥中心实体，打开指挥任务干预界面，如图7所示。设置运输任务的投送对象、装卸载机场、任务执行时间及途经机场信息后，点击【下发任务】按钮，指挥中心会按规则生成航空投送详细计划方案，系统自动读入此计划方案，然后继续执行仿真推演。

2.3环境设置

仿真模型的地理环境由地图信息决定。天气条件可在实体配置场景中进行设置，也可在人在回路模式中临时指定、修改。

人在回路模式下，在连接的态势管理界面中，点击【导调干扰】按钮，进入环境干扰界面。点击【增加】按钮，进入对机场环境的干扰设置界面，如图8所示。选择要干预的机场环境及执行时间，点击【确定】，完成干预信息设置。当仿真执行到干预设置的执行时间时，模型按干预设置的条件作调整，相应地由该机场环境影响到的实体及任务会根据预先设定的逻辑做调整，继续执行仿真。

3、仿真时间的计算

仿真过程中主要计算各动作执行时间，包括下达任务开始，计算装载准备时间(待投送部队机动到装载机场的时间、集结准备的时间)、装卸载等待时间、装载时间、运行时间(飞机承载部(分)队从装载机场机动到卸载机场过程的时间)及卸载时间。运输任务执行时间受天气状况、敌方干扰等因素的影响，将这些因素加入到机场所在地条件中，仿真运行时实时刷新环境条件，当环境变化时对任务执行时间进行相应修正计算，修正的方法可以为查表计算或者是加入修正系数。各时间的算法如下：

(1)部队机动到装载机场的时间

T_装载准备＝T_机动+T_集结待运

T_集结待运＝120min

输入驻地至装载机场的距离，从表中查询到不同道路、不同天候条件下不同类型部队摩托化机动时速。当环境或敌情变化时，影响到部队摩托化机动速度或机动距离时，在当前已执行任务时间的基础上，以当前位置为始发点重新计算机动时间。

(2)装卸载等待时间

当前部队到达时，装(卸)载机场等待装(卸)载的所有部队装(卸)载时间之和。

(3)预计装载时间

单机装载：T_总装载＝T_准备+T_装+T_检查(＝t_m)

单机坪装载：

多机坪装载：T_总装载＝max(tp1,tp2,…,tpy)+T_编成

1)装载准备时间：一般按0.5小时计算，即

T_准备＝30min

需要摩托化机动时

T_准备＝T_机动+T_集结待运

2)装载实施时间：

a)输入装载飞机数量，判断装载形式

b)输入装载梯队类型，确定T_基准：查表得到

c)输入装载条件(或指定)，确定受环境影响的装载时间

其中，f_e为环境条件影响率，查表得到

T_基准i为第i类物资所需基准装载时间

C_装载量i为装载第i类物资所需飞机容量

C_飞机容量为单架飞机容量

3)安全检查时间：

T_检查＝30min

4)空中梯队编成时间：

T_编成＝30min

(4)预计运行时间

a)单机飞行：T_总飞行＝t_航

b)单梯队飞行：T_总飞行＝t_航n+t_间1(尾机航行时间加首机与尾机起飞间隔时间)

c)编队飞行：T_总飞行＝t_航n+t_间2(末梯队飞行时间(t_航n)加首梯队首机与末梯队首机起飞间隔时间)

单梯队起飞间隔时间按30分钟计算，梯队与梯队飞行间隔时间按2小时(120分钟)计算。

1)经停：

t_航＝t_航1+t_经+t_航2

2)备降：

备降后继续飞行则按经停一次处理，否则提取起飞机场至备降机场航线距离L₀，计算飞行时间。

(5)预计卸载时间

单机卸载：T_总卸载＝T_准备+T_卸(＝t_m)

单机坪卸载：

多机坪卸载：T_总卸载＝max(tp1,tp2,…,tpy)

1)卸载准备时间：一般按0.5小时计算，即

T_准备＝30min

2)卸载实施时间：

a)输入卸载飞机数量，判断卸载形式

b)输入卸载梯队类型，确定T_基准：查表得到

c)输入卸载条件(或指定)，确定受环境影响的卸载时间

T_卸＝T_基准*f_e(查表得到)。

4、仿真回放展示

在仿真计算完成之后，可在态势展示界面观看航空投送模型仿真推演过程。运行展示界面如图9所示。

本发明应用了基于EATI的建模方法，构建了一套实用、可扩展的航空投送模型体系，与现有技术相比具有如下优点：

1)建模更加简便有效：将航空投送系统按通用结构抽象分解形成主要实体类型、实体动作、任务和交互关系，能够准确描述航空投送系统中涉及的各类实体的构成和相互关系以及任务执行过程、逻辑结构关系，有效关联实体、动作和交互，准确描述航空投送模型。

2)简化了场景布置过程：在进行投送指挥方案推演仿真时，只需在场景设计中布置一次基础数据，之后每次可以在此基础场景中运行，下达任务指令。这样简化了场景布置过程，减少了基础数据的加载次数，提高了仿真推演的效率。

3)简化了计划方案编制过程：模型根据投送梯队编成、运输工具装载等规则实现了将指定部(分)队由指定机场投送到指定目的地的计划方案的编制。在仿真回放时，指挥人员只需指定投送部(分)队、装载机场、卸载机场及任务开始时间，模型即可计算出部(分)队的详细投送方案，简化了指挥员编制投送方案的过程，提高了方案设计效率。

4)能更高效地获得较优投送方案：模型可以在编译运行的同时观看仿真推演情况，支持实时输入环境干扰因素、下达投送指令。指挥员通过直观地观看仿真推演情况，根据需要实时调整投送方案，能够提高仿真得到较优方案的推演效率。

显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上,可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定保护范围。

Claims (1)

1.一种基于EATI方法构建的航空投送仿真方法，其特征在于：

将航空投送过程中涉及到的主要实体、实体执行的任务、构成任务的一系列动作、实体间的交互关系以及对系统产生影响的外部环境抽象描述出来，分别建立实体元模型、动作元模型、任务元模型、交互元模型以及综合环境模型，具体的包含构建航空投送实体模型，航空投送动作模型，航空投送任务模型，航空投送交互模型和综合环境模型，针对航空投送任务中的每一次动作和动作的实体的特征确定动作执行速度，并根据当前环境条件修正所述动作执行速度，从而控制动作仿真进度，以动作执行速度为基础计算任务仿真时间；

其中，所述航空投送实体模型分为对实体基本属性的建模和能力属性的建模，以及实体间关系的建模，所述实体基本属性的建模和能力属性的建模包括部队实体、后勤指挥调度中心实体、装卸运作中心实体和运输力量实体，所述实体间关系的建模包括指挥关系和协同关系；

所述航空投送动作模型主要执行航空投送任务，包括机动、集结待运、等待、装载和卸载五种动作元模型；

所述航空投送任务，是在外部输入投送计划方案或投送指令后，后勤指挥调度中心实体针对计划指令，生成投送任务下发给任务涉及到的所有实体，以及所触发的一系列实体的相关行动；

所述航空投送交互模型主要由产生交互的任务、伴随动作、交互发送主体、交互接收客体、交互内容构成，所述航空投送交互模型包括：航空投送任务命令、航空投送任务协同、突发情况报告和各种人机交互；

所述综合环境模型包括道路交通、天气、敌情与航空投送相关的综合环境；

所述模型在模型运行时，能够对环境或者任务进行干扰，由人机交互或者内部逻辑决定是否或者如何调整投送方案，并最终按调整后的方案进行模拟；

当外部环境或者任务情况发生变化时，所述动作执行速度会根据上述环境条件和任务条件修正计算参数，重新确定所述动作执行速度，并以所述动作执行速度为基础计算任务仿真时间；

仿真时间包括如下动作执行时间，具体包括：下达任务开始，装载准备时间、装卸载等待时间、装载时间、运行时间及卸载时间；

所述装载准备时间还包括待投送部队机动到装载机场的时间和集结准备的时间；

在航空投送实体模型中，

所述部队实体具体为：用以描述编成部队，为航空投送仿真方法的投送对象，所述部队实体可按指令执行摩托化机动、集结待运；在投送计划中能够被拆分成若干输送梯队，由运输飞机运输到指定机场；可接收环境变化态势，根据环境调整动作执行速度；当环境十分恶劣无法继续执行任务时向上级发送报告；

所述后勤指挥调度中心实体具体为：具有接收投送任务及拆分、下达投送命令的能力，根据输入的投送计划拆分任务，将任务下达给协同任务的部队和下级运输调度和力量实体，指挥完成仿真推演过程，验证投送方案的可行性；能够根据临时下达的指令任务将待投送部队拆分成若干投送梯队，生成投送方案，并具有接收并处理下级上报的情报信息的能力；

所述装卸运作中心实体具体为：在航空投送中主要是机场实体，接收后勤指挥调度中心实体下达的装载/卸载任务，承载、指挥运输力量实体，根据实际情况指挥调度完成装载/卸载任务；

所述运输力量实体具体为：模拟飞机运输，接收上级下达的运输任务，机动到指定位置执行装载任务，然后机动到指定卸载机场执行卸载任务，后返航；在执行任务过程中，遇天气突变时所述运输力量实体能够做出响应调整或向上级发出报告；

在实体间关系的建模中：

所述指挥关系具体为：后勤指挥调度中心实体和装卸运作中心及运输力量实体之间存在指挥关系；

所述协同关系具体为：在执行不同的任务时，不同实体之间需要基于具体任务进行协同，此时这些单位之间构成协同关系；

在航空投送动作模型中，

所述机动具体为：适用于部队和运输力量实体，机动速度按标准速度计算，受路况、天气条件、敌情威胁的影响；

所述集结待运具体为：适用于部队实体，待投送部队根据指令要求到指定地点集结后，到指定位置等待装载；

所述等待具体为：待投送部队到达指定地点后，当执行任务条件不完备时，原地等待；

所述装载具体为：装载行为由机场、部队和飞机协同完成，待投送部队到达指定装载机场后，对应指定的运输飞机就位，在机场指挥中心的指挥下完成部队的装载；

所述卸载具体为：卸载行为由机场、部队和飞机协同完成,运输飞机承载部队到达指定卸载机场停机坪后，在机场指挥中心的指挥下完成部队的卸载；

所述航空投送任务具体为：

后勤指挥调度中心实体将任务按顺序分解为一系列动作，首先与目标部队建立协同关系，辅助指挥此次投送任务，目标部队按指令执行机动、集结待运；部队到达装载机场，准备就绪后，后勤指挥调度中心实体指挥装卸运作中心，由装卸运作中心调度运输力量、协同部队完成装载过程；完成装载后，由运输力量承载相应部队机动到指定卸载中心；卸载中心协同完成卸载任务；运输力量返航；

在所述航空投送交互模型中：

所述航空投送任务命令具体为：航空投送任务的交互主体是后勤指挥调度中心，交互接收客体是装卸运作中心及运输力量实体，后勤指挥调度中心将交互接收客体要执行的任务内容以指令的形式下达给交互接收客体，各客体按照指令准备执行任务；

所述航空投送任务协同具体为：包括后勤指挥调度中心实体向待运输部队下达的协同运输任务，待投送部队集结准备完毕后向装载机场发送的协同装载请求；

所述突发情况报告具体为：当下级实体与突发情况无法处理时，向上级报告突发情况；

所述各种人机交互具体为：通过人工的方式改变环境或者所执行的任务。

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