面向栅格化信息系统的体系对抗仿真实验体系与技术

徐小峰　龙海英

摘要：文章在基于信息系统的体系对抗仿真实验所存在的主要难题基础上，综合C4ISR系统与仿真体系的发展走向，结合以体系对抗的不确定性、适应性和涌现性，进一步提出了以“栅格化的信息系统”为代表的对抗仿真实验体系。

关键词：栅格化信息系统；体系对抗；仿真实验；栅格基础设施；实验支撑服务 文献标识码：A

中图分类号：TP393 文章编号：1009-2374（2017）02-0017-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.008

基于云計算、服务化技术以及探索性技术等为核心的技术发展，对于建模仿真领域之中各类完全不同的仿真系统在更广范围当中的有效操作与集成带来了新的发展机遇。综合体系对抗的不确定性、适应性和涌现性，提出了以“栅格化的信息系统”为代表的对抗仿真实验体系，同时就其中的关键技术展开了深入地探究工作。栅格化信息系统是体系对抗仿真实验的核心与基础，探索性框架则是体系对抗仿真实验之中的指导性方法论，适应性学习即为其最主要的手段措施。

1 构建实验框架

就协同仿真实验框架展开相关的研究工作应当将核心重点放到体系对抗一体化仿真执行的一整个流程之中，将栅格服务架构作为底层核心，紧紧围绕体系对抗仿真任务，针对体系对抗定量分析与方案的验证提供必要的运行支持架构，并且也可针对有关的对抗训练提供更加真实的模拟环境，构建起面向体系的对抗作战需求的实验架构。

仿真实验框架在主要的层次规划上可分为四个级别，其依次为栅格基础设施、实验支撑服务、实验规程与体系对抗实验。

1.1 栅格基础设施

栅格基础设施集成实现了针对各类系统的控制。其所控制的系统可以是实际存在的各类实体设备，也可以是各类模拟器设备，可同时支持虚实结合的体系对抗仿真实验。栅格基础设施能够实现对管理与维护的同时支持，从而更好地服务于顶层应用。依据设计标准，栅格核心服务涵括了九大部分的内容，即发现、安全、分发、调节、存储、消息、聚合、管理与资源等服务内容。

1.2 实验支撑服务

实验支撑服务是基于栅格基础设施的前提下，将体系对抗仿真实验作为设计主线，仿真实验工具其能力可被视之为仿真服务所采取的动态组合与集成，进而达成面向特定体系对抗仿真任务的仿真工作。实验支撑服务主要涵括了三方面内容，即急促服务、模型服务、应用服务。

1.3 实验规程

由实验规程角度来说，体系对抗仿真实验开发流程主要包括了实验规划、相关应用生成、仿真过程运行以及最终所取得的效果价值评估。仿真运行大多是通过仿真基础平台、多种分布式仿真软总线以及基础服务基础上的组件所构成的。在模拟仿真之时，可应用资源服务、虚拟代理机制，从而实现仿真单元对不同分布软总线的全程访问，达成多异构总线协同仿真对抗体系。

1.4 体系对抗实验

要素与过程一同构建起了面向体系对抗的一体化仿真实验框架。根据应用体系对抗态势博弈、计划评估等相关问题而展开探讨，并针对对抗问题提出新的概念化设计体系进行统一、通用的解答。在一体化协同仿真体系架构下阐述了栅格化信息系统的基本样貌概况，主要通过综合信息服务为工作前提，在自身系统体系对抗仿真的基础上，也可同时给予其他的仿真实验系统提供以有关的服务，仿真实验系统和相应的C4ISR系统还可实现无缝交互、互相结合、同步工作。

2 关键技术分析

为了能够切实有效地保障上文所提到的栅格化信息系统，确保其框架结构能够有效实施与运转，就必须要针对以下四项核心技术展开具体的研究与探讨。

2.1 体系对抗仿真服务规划技术

鉴于在分布式的仿真环境之中可用资源数量巨大，且资源往往是呈现出不均匀、大范围、变化性的分散状态，由此必须要能够依据体系对抗仿真和评估任务进行自主协商和有效调度，进而达成适宜的资源调配方案，产生出虚拟化组织架构体系，共同完成体系对抗仿真实验。

受制于自主协同的仿真服务规划技术，当前应当依据实际的仿真任务，针对实验任务需求进行解析，若存在可关联的仿真服务，自动协同选取，对可用资源进行优化处理生成仿真联合体。服务规划的底层基础为对分布式地域以及领域环境下的仿真服务动态组织与关联查询。

2.2 面向嵌入C4ISR系统的一体化协同仿真技术

系统最为核心的工作目标是为了促使仿真系统能够和C4ISR系统有效合并，促成仿真系统与作战系统的有效集成，达成两者间信息的互相分享。大量的研究内容均证实，在应对不断复杂的信息环境时，单纯凭借仿真系统亦或是嵌入C4ISR系统均难以满足于实际需求，需将此两者进行有机的结合。仿真系统可促使更加多样化的信息变得可视化，同时通过嵌入C4ISR系统所提供的实时信息反馈也是系统运行的主要依据来源。在C4ISR系统当中其更加注重于当下所发生的实时信息，此类信息内容共同构成了对瞬息万变的信息变化掌控。要达成对体系对抗实验研究以及应用的目标，便要先将仿真系统嵌入到整体评估系统与方案规划当中。

在C4ISR系统的模型架构当中需将计划树作为主要核心，整体系统是通过多项仿真服务、计划服务、监控服务、调度服务以及相关的分支服务所共同构成。其中监控服务的核心功能作用即为针对实时发生变化的信息状况进行监控，利用仿真服务，并在综合考量各类指标体系基础上达成对计划的评估分析，对比所获取的实时信息和计划取其是否相同，若存在差异，便可调取选用监控服务来就此类差异有可能造成的后果影响展开评估，并最终决定是否重新进行计划的制定与优化处理。若仍需重新进行计划规划，便应当通知调度服务，此项服务是基于优先级安排计划服务到计划树当中的某一节点位置。计划制定服务需针对计划予以及时更新，进而将无用的分支及时删除，选出分支来满足于服务要求，并由此产生出新的计划分支，同时利用计划仿真最终选取出适宜的分支节点并将其纳入计划树当中。

2.3 体系对抗仿真实验的探索性框架

探索性的分析理论对于处理复杂性问题带来一种较为良好的思路方法，尤其适用在处理一些具有负载条件之下的体系对抗仿真实验方案生成与优化。探索性分析作为一种方法论已经得到了普遍性的认可与接受，然而怎样就這一分析方法展开具体的应用则仍然存在着较大的困难挑战，尤其是对于大规模实体相对较为复杂的系统而言更是这样。

要能够有效地展开探索性分析，就要先建立起适宜于探索性分析特性的模型架构；在实施探索性分析之时，必须要能够基于极端复杂的环境下快速找到仿真实体，同时还可对实体属性与行为展开更加具体、深入的探索。为了更好地适应此类需求，必须要在进行模型建构的过程中，应用多分辨率的模型建构实现，及时定位到所需研究的仿真服务；仿真系统属性及行为设计是能够进行深入探索的，利用状态来促使此两者能够被协同关联起来。在体系对抗实体属性以及行为探索的阶段当中，必须要依据相应的操作步骤与规范，选用科学性的探索方式，进行来探索感兴趣的领域。

体系对抗仿真实验的探索性分析能够将复杂环境之下的对抗问题作为主要目标，在应对复杂环境下的不确定性情况时，可借助于针对动态环境之下的体系对抗效能做出高效、快速的探索，全面认知并掌握复杂环境体系下的对抗问题。

2.4 基于适应性学习的体系对抗实验方案优化技术

相较于一般性的实验方案设计，体系对抗的不确定性、适应性和涌现性特点，对于实验方案设计产生了极其重大的影响。实验方案设计过程可共分成两阶段，即：方案建立阶段与方案优化阶段。在体系对抗方案建立阶段之中，需针对实体采取多分辨率建模与实体属性及行为参数的探索，需完成庞大的实体交互工作，涌现出大量的仿真结果；在对实验方案优化之时，必须要能够依据最终所获得反馈结果展开适应性学习，就实体属性与行为进行调节，促使实验当中的实体结构更加科学，进而达到对抗实验体系的科学优化。

实验方案建立阶段即为准备过程，其主要是由空间问题进一步转化为仿真问题之后，逐步建立实体多粒性层级架构，在创建之时需就实体参数持续予以探索，直至达到理想效果。在实验方案的优化阶段当中，可采用完全不同的参数组合以及随机种子在一定的行为规则要求下对想定结果进行循环重复，就其最终的运行结果予以分析探讨，进而依据所得到的结果来就实体行为或方案进行调整。在实验方案优化阶段，会牵涉大量的实体部分，各实体之间的交互行为要想取得较为良好的模拟效果，就必须要加强对实体行为的交互与协作。了解实体在交互过程之中所出现的状况，进而获得结果。

3 结语

综上所述，本文就面向栅格化信息系统的体系对抗仿真实验体系与技术展开了深入的分析与探讨，首先具体阐述了仿真实验的框架结构，而后就仿真实验当中的一些关键技术展开了深入的研究工作，其中主要包括体系对抗仿真服务规划技术、面向嵌入C4ISR系统的一体化协同仿真技术、基于适应性学习的体系对抗实验方案优化技术等内容，最终希望借助于本文的研究工作能够为相关的信息系统建设工作提供一些新的思路、方法。

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（责任编辑：黄银芳）