[發明專利]一種面向航天裝備的組件化體系仿真系統及方法

有效

• 申請號: 201711195127.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107832551B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 董帥;弓川錦;陳愛真;羅汝斌;李艷;邵旭東;于浛;范青正;陳建偉;趙暉
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F111/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種面向航天裝備的組件化體系仿真系統，其特征在于：仿真系統包括模型編輯模塊、仿真想定編輯模塊、仿真運行模塊和數據采集模塊；

模型編輯模塊生成仿真模型或組件模型的基本代碼框架，以及仿真模型資源庫； 包括的模型有：

1）HYSimBaseModel類，為所有實體模型和組件模型的基類，包含的參數有模型的名稱、ID信息，提供了模型的注冊、初始化和運行的接口，供子類調用和重寫；

2）HYSimBaseEntity類，是所有實體模型的基類，繼承自HYSimBaseModel；包含的參數有實體的所屬方、經緯高、方位角、位置和速度信息，裝配有機動組件和目標特性組件；提供了相關信息和組件的Get和Set函數接口，供子類調用和重寫；

3）HYSimWeapon類，為所有武器實體模型的基類，繼承自HYSimBaseEntity；包含的參數有打擊目標句柄、發射單元句柄，并提供了模型的目標、發射單元的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

4）HYSimJammer類，為所有干擾機實體模型的基類，繼承自HYSimBaseEntity；包含的參數有干擾開始時間、結束時間和干擾能力，并提供了相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

5）HYSimEntity類，為所有平臺實體模型的基類，繼承自HYSimBaseEntity；通過裝配的不同類型的任務以完成不同的使命，提供了添加任務和任務執行函數，供子類調用和重寫；

6）HYSimMissile類，為所有航天裝備實體模型的基類，繼承自HYSimWeapon；包含的參數有最小射程、最大射程、機動組件句柄，任務列表、彈頭列表和干擾機列表；并提供了相關參數的獲取與設置函數以及任務執行函數，供子類調用和重寫；

7）HYSimWarHead類，為所有彈頭實體模型的基類，繼承自HYSimWeapon；包含的參數有殺傷范圍、殺傷概率和傳感器指針，并提供了相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

8）HYSimBaseCompoment類，為所有組件模型的基類，繼承自HYSimBaseModel；包含的參數有裝備該組件的模型的指針，提供了相應模型操作的接口；

9）HYSimMotion類，為所有機動組件模型的基類，繼承自HYSimBaseCompoment；包含的參數有最大速度和最小速度，并提供了相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

10）HYSimMission類，為所有任務組件模型的基類，繼承自HYSimBaseCompoment；包含的參數有任務是否激活、任務優先級，任務開始時間和任務結束時間，并提供了相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

11）HYSimSensor類，為所有傳感器組件模型的基類，繼承自HYSimBaseCompoment，傳感器組件是能夠體現本系統具備人工智能特性的模型之一；包含的參數有探測距離，并提供了探測函數和相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

12）HYSimCommunication類，為所有通信組件模型的基類，繼承自HYSimBaseCompoment；包含的參數有通信模型的列表和通信時延，并提供了相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

13）HYSimCharacterCompoment類，為所有目標特性組件模型的基類，繼承自HYSimBaseCompoment，參數包含了裝備該組件的模型的指針，提供了相應模型操作的接口；

14）HYSimLaunchMission類，為所有發射任務組件模型的基類，繼承自HYSimMission；包含的參數有目標指針和使用的武器的指針，并提供了發射函數以及相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

15）HYSimInterceptMission類，為所有攔截任務組件模型的基類，繼承自HYSimMission，攔截任務組件模型是能夠體現本系統具備人工智能特性的模型之一；包含的參數有所使用的攔截彈列表，系統以為內置的攔截彈模型添加了預置命中點以及強化學習的算法；子類也可調用和重寫相關算法；

16）HYSimReleaseMission類，為所有釋放組件模型的基類，繼承自HYSimMission；包含的參數有釋放時間、釋放速度、釋放的角度、釋放實體列表和目標列表，其工作流程為在釋放時間以或航天裝備機動組件實時計算結果或提前設置的釋放相對速度、釋放相對角度釋放對應的實體并提供了釋放函數以及相關參數的獲取與設置函數，供子類調用和重寫；

仿真想定編輯模塊以遍歷的方式讀取仿真模型資源庫，提供創建仿真想定的功能，編輯和設置模型以及仿真想定的信息，保存為想定文件；

仿真運行模塊以遍歷的方式讀取本地指定路徑下的想定文件，仿真開始運行后，發布周期性的仿真推進消息，完成仿真流程；

數據采集模塊用于在線獲取仿真數據，并按照要求存儲至數據庫中，為模型的學習優化、仿真數據評估工作提供支撐；

所述模型編輯模塊包括建模子模塊和模型裝配子模塊；建模子模塊負責通過使用或集成面向航天裝備的組件化模型體系中的基類，生成仿真模型或組件模型的基本代碼框架；模型裝配子模塊根據模型或其基類模型的屬性信息，選擇已有的實體模型和組件模型，通過可視化界面對其參數化，生成實例化后的實體；

所述仿真運行模塊完成仿真想定的初始化和運行工作；仿真想定初始化時讀取想定文件，從文件中識別仿真開始時間，仿真步長，仿真結束時間以及參與仿真的模型類型和參數，根據模型類型和參數，由仿真模型資源庫中以相應的參數實例化模型，并保存每個模型的指針形成模型指針列表；初始化完畢后開始仿真運行，通過模型指針列表調用模型執行推進；

所述數據采集服務模塊用于仿真在線數據采集以及目標特征庫的更新工作；數據采集服務模塊與仿真運行模塊在后臺運行，在每個仿真步長內通過遍歷的形式訪問每個仿真模型并采集其數據，保存至數據庫中；在仿真結束后，追加本次仿真中新的目標特征類數據至目標特征庫中，作為后續仿真工作的先驗信息；

所述仿真想定編輯模塊提供新建想定、打開想定、保存想定、設置想定名稱、想定仿真步長、想定開始/結束時間的功能；遍歷仿真模型資源庫，獲取可用于仿真想定編輯的所有模型，將模型部署到指定位置，通過編輯頁面為模型設置屬性，包括名稱、所屬方信息；最終形成的想定文件作為仿真運行模塊的輸入條件。