[發(fā)明專利]針對遇險人員搜救任務(wù)的仿真試驗系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111389633.2
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114139357B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高妍;牛福;劉虎;甄曙輝;程旺遲;楊瑞鋒;田永亮;楊芳華;王進;孟令帥;周旗開;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 軍事科學院系統(tǒng)工程研究院后勤科學與技術(shù)研究所;北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 北京豐浩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11781
• 代理人: 李學康;李強

1.一種針對遇險人員搜救任務(wù)的仿真試驗系統(tǒng)，其特征在于，其具體包括輸入單元、仿真運行單元和輸出單元，輸入單元和仿真運行單元相連接，仿真運行單元和輸出單元相連接，其中輸入單元包括想定編輯子系統(tǒng)和行動制定子系統(tǒng)，想定編輯子系統(tǒng)用于編輯仿真推演過程中所涉及的遇險搜救任務(wù)要素的基本信息和遇險搜救任務(wù)想定信息，遇險搜救任務(wù)要素的基本信息具體包括搜救方想定、待救目標想定、敵方想定和搜救環(huán)境，搜救方想定包括搜救裝備類型、裝備數(shù)量、裝備性能和初始位置，待救目標想定包括待救目標位置、剩余生命、躲避敵方能力和最大移動速度，敵方想定包括敵方火力數(shù)量、敵方火力位置、移動速度和探測范圍，搜救環(huán)境包括搜救地形、水文信息、氣候和天氣信息；

行動制定子系統(tǒng)用于根據(jù)已編輯的遇險搜救任務(wù)想定信息，根據(jù)遇險人員規(guī)模、敵方火力分布和威脅等級，選擇相應(yīng)的搜救裝備組成，制定遇險搜救裝備的出動時序、出航路線、搜尋方式和返航路線，完成遇險搜救行動方案的制定；

仿真運行單元包括仿真推演子系統(tǒng)和動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)，仿真推演子系統(tǒng)用于提供行動方案的仿真推演環(huán)境，以檢查遇險搜救行動方案能否驅(qū)動仿真推演的執(zhí)行并輸出評估指標的原始數(shù)據(jù)，該子系統(tǒng)包括仿真初始設(shè)置模塊、仿真進程控制模塊和仿真模型驅(qū)動模塊，仿真初始設(shè)置模塊與仿真進程控制模塊相連接，仿真進程控制模塊和仿真模型驅(qū)動模塊相連接，仿真初始設(shè)置模塊用于設(shè)置初始的仿真參數(shù),仿真進程控制模塊用于根據(jù)輸入的任務(wù)想定數(shù)據(jù)實現(xiàn)單次可控的仿真推演，且能夠?qū)崿F(xiàn)實時和超實時仿真，仿真模型驅(qū)動模塊包括裝備探測模型、救援直升機油耗模型、武器毀傷模型、敵方火力分布模型、敵方火力攻擊模型和裝備生存概率模型；動態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)用于實時監(jiān)控待救目標的狀態(tài)、遇險人員搜救任務(wù)的進程以及敵方火力的動態(tài)，其包括人員狀態(tài)監(jiān)控模塊、裝備狀態(tài)監(jiān)控模塊和敵方動態(tài)監(jiān)控模塊；在該仿真試驗系統(tǒng)中，當仿真時間τ與實際任務(wù)時間T的比值τ/T＝1時，為實時仿真，當τ/T＜1時，為超實時仿真；

輸出單元包括數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預處理子系統(tǒng)和綜合評估子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)顯示子系統(tǒng)用于實現(xiàn)仿真過程數(shù)據(jù)和評估指標原始數(shù)據(jù)的可視化，其包括行動方案執(zhí)行可視化模塊和評估指標數(shù)據(jù)可視化模塊；

數(shù)據(jù)預處理子系統(tǒng)用于對評估指標原始數(shù)據(jù)進行處理，以得到滿足遇險搜救行動方案評估要求的評估數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)預處理子系統(tǒng)在對評估指標原始數(shù)據(jù)進行處理時，將所有評估指標原始數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)預處理子系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，利用迭代公式得到滿足要求的評估數(shù)據(jù)，x(n)為第n次迭代得到的評估指標數(shù)據(jù)，λ為正則化參數(shù)，J()為關(guān)于評估指標數(shù)據(jù)的代價函數(shù)，為代價函數(shù)的梯度下降率；

數(shù)據(jù)預處理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)抽取模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)抽取模塊與數(shù)據(jù)清洗模塊相連接，數(shù)據(jù)清洗模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊相連接；

綜合評估子系統(tǒng)通過預置的評估方法，對搜救裝備的人員搜救體系貢獻度進行評估，對遇險搜救行動方案進行綜合評估，綜合評估子系統(tǒng)包括評估過程控制模塊、效應(yīng)指數(shù)計算模塊和評估結(jié)果分析模塊，評估過程控制模塊和效應(yīng)指數(shù)計算模塊均與評估結(jié)果分析模塊相連接；評估過程控制模塊用于對評估方法中的關(guān)鍵步驟進行啟用或跳過控制，效應(yīng)指數(shù)計算模塊用于計算評估方法中的各評估指標的效應(yīng)指數(shù)，并將其作為相應(yīng)指標的權(quán)重，評估結(jié)果分析模塊通過將評估數(shù)據(jù)和效應(yīng)指數(shù)進行綜合計算，得到遇險搜救行動方案的綜合評估結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的針對遇險人員搜救任務(wù)的仿真試驗系統(tǒng)，其特征在于，

所述的裝備生存概率模型，其對裝備生存概率P_S的計算過程為：

當時，

當時，

其中，r為敵方火力的攻擊半徑，h為搜救裝備的高度，R₁為救援直升機對地面目標進行攻擊的可攻擊區(qū)的最大寬度；P_S為救援直升機的生存概率，P_D為救援直升機對地面目標的毀傷概率，為救援直升機未攜帶武器時的生存概率，與救援直升機在威脅區(qū)域內(nèi)停留的時間和敵方火力探測時間有關(guān)；為救援直升機未攜帶武器在經(jīng)過敵方火力攻擊范圍邊界和經(jīng)過空間打擊范圍和地面打擊范圍交界處之間的時間范圍內(nèi)的生存概率；為救援直升機未攜帶武器在經(jīng)過空間打擊范圍和地面打擊范圍交界處和離開地面打擊范圍之間的時間范圍內(nèi)的生存概率。