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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具概要
信息化條件下，聯(lián)合作戰(zhàn)過程的不確定性顯著增加，聯(lián)合作戰(zhàn)方案比較環(huán)節(jié)涉及大量的分析、判斷工作，因此這一過程引入計(jì)算機(jī)的算法輔助，可以進(jìn)行聯(lián)合作戰(zhàn)方案的實(shí)時規(guī)劃、評估和決策工作，因此成為當(dāng)前條件下作戰(zhàn)指揮決策的必然要求。
聯(lián)合作戰(zhàn)及其主要特顯
美軍利用趈計(jì)劃與實(shí)施系統(tǒng)中的行動方案分析與兵器推演子系統(tǒng)，對聯(lián)合作戰(zhàn)方案進(jìn)行相機(jī)分析，并借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行仿真推演評估，幫助聯(lián)合作戰(zhàn)方案指定人員查明聯(lián)合作戰(zhàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和相關(guān)風(fēng)險，從而實(shí)現(xiàn)對聯(lián)合作戰(zhàn)方案的評估和優(yōu)化，該過程已成為聯(lián)合作戰(zhàn)方案指定過程中的必要環(huán)節(jié)；再聯(lián)合作戰(zhàn)的條件下有一些新的特顯，具體表現(xiàn)在：
（1）作戰(zhàn)力量多元
聯(lián)合作戰(zhàn)力量由陸軍、海、空軍、火箭軍等諸軍兵種共同組成，個參展兵種獨(dú)立作戰(zhàn)能力很強(qiáng)，在總體上表現(xiàn)的平等關(guān)系。
（2）戰(zhàn)場空間多維
有形戰(zhàn)場要實(shí)現(xiàn)相互融合，即對五行的電磁、網(wǎng)絡(luò)空間依賴更大，又使作戰(zhàn)空間向太空乃至全球更大范圍擴(kuò)展。
（3）作戰(zhàn)行動多樣 由于各種軍在多領(lǐng)域共同實(shí)施的一系列作戰(zhàn)，將視情綜合運(yùn)用多種作戰(zhàn)類型和作戰(zhàn)樣式。即可能由進(jìn)攻，也可能由防御，且攻防作戰(zhàn)轉(zhuǎn)換頻繁，如果實(shí)施大型聯(lián)合作戰(zhàn)，參加各軍種還將可能先后或同時展開不同樣式的作戰(zhàn)，且各種作戰(zhàn)類型和樣式緊密結(jié)合，頻繁轉(zhuǎn)換。
云端仿真作戰(zhàn)推演平臺及關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)
基于以上聯(lián)合作戰(zhàn)的特顯產(chǎn)生了大量的聯(lián)合作戰(zhàn)方案，任務(wù)量大、評估復(fù)雜、使得依靠人力難以在有限的時間完成，需要計(jì)算機(jī)的優(yōu)秀算法進(jìn)行輔助工作。仿真平臺云端化實(shí)現(xiàn)，是軟件發(fā)展的大勢所趨。基于現(xiàn)有研究成果，進(jìn)行組合式創(chuàng)新，以解決大規(guī)模、超高精度、高保真無人機(jī)集群智能對抗演練的需求。針對以上問題，為滿足云端仿真平臺要求，需突破以下關(guān)鍵技術(shù)：
1
基于云端資源部署與運(yùn)行技術(shù)系統(tǒng)基于云平臺技術(shù)部署的實(shí)現(xiàn)，具備無縫擴(kuò)展，支持超大規(guī)模的模擬仿真應(yīng)用。系統(tǒng)的云平臺構(gòu)架，主要參考o(jì)penstack設(shè)計(jì)，可以支持公有云和私有云的構(gòu)建和部署。硬件層為整個系統(tǒng)的硬件支持層，由于在云平臺上構(gòu)建，因此，向上提供的主要為虛擬化的資源，從而隱藏物理資源的復(fù)雜性，方便各類上層服務(wù)按需使用。采用k8s(Kubernetes)+docker方式。
2
面向仿真平臺的微服務(wù)框架，“仿真即服務(wù)”是模擬仿真系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，而微服務(wù)框架則是實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)的有效途徑。微服務(wù)是一種開發(fā)軟件的架構(gòu)和組織方法，其中軟件由通過明確定義的 API 進(jìn)行通信的小型獨(dú)立服務(wù)組成。微服務(wù)架構(gòu)使應(yīng)用程序更易于擴(kuò)展和更快地開發(fā)，從而加速創(chuàng)新并縮短新功能的開發(fā)時間。由于模擬仿真系統(tǒng)為典型的大規(guī)模、分布式、異構(gòu)模塊集成系統(tǒng)，基于微服務(wù)框架設(shè)計(jì)可以可以獨(dú)立擴(kuò)展各項(xiàng)服務(wù)以滿足其支持的應(yīng)用程序功能的需求。這使團(tuán)隊(duì)能夠適當(dāng)調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施需求，準(zhǔn)確衡量功能成本，并在服務(wù)需求激增時保持可用性。
3
基于鍵/值數(shù)據(jù)庫的仿真引擎數(shù)據(jù)收發(fā)技術(shù)，目前模擬仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模式，一般都采用UDP等數(shù)據(jù)廣播的形式，這類方式往往存在數(shù)據(jù)發(fā)送效率低，容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)風(fēng)暴等問題。而云平臺系統(tǒng)為仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)提供的全新的選擇。使用了基于鍵/值技術(shù)的redis集群進(jìn)行仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)。用其提供黑板模式、發(fā)布/訂閱模式傳輸機(jī)制，可支持不同場景的數(shù)據(jù)分發(fā)需求。由于redis為簡單的kv結(jié)構(gòu)，可以方便實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)充，支持每秒大于百萬級的分發(fā)請求。
4
基于訂閱機(jī)制的分布式時間管理技術(shù)，時間管理服務(wù)的任務(wù)是描述系統(tǒng)運(yùn)行過程中系統(tǒng)成員時間推進(jìn)的控制機(jī)制，協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)成員的數(shù)據(jù)交換與時間推進(jìn)狀態(tài)，保證各仿真成員觀察到事件產(chǎn)生的順序是相同的，并且能夠協(xié)調(diào)他們之間相關(guān)的活動。傳統(tǒng)的仿真時間管理，一般都是采用自行設(shè)計(jì)的分布式事件系統(tǒng)和定時器系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)的時間管理，這種模式存在設(shè)計(jì)接口不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)模式復(fù)雜等問題。本系統(tǒng)基于定時器機(jī)制，以及redis提供的多幀狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲和分布式事件機(jī)制，可支持分布式、多粒度的仿真時間管理，并支持步進(jìn)的時間推進(jìn)、基于事件的時間推進(jìn)等多種模式。這種基于成熟系統(tǒng)進(jìn)行再設(shè)計(jì)的模式，容易形成統(tǒng)一的使用標(biāo)準(zhǔn)，而且開發(fā)和部署都相對簡單。
5
仿真效能評估研究效能評估是對仿真作戰(zhàn)體系完成作戰(zhàn)任務(wù)有效程度的評定和計(jì)算，對于提升戰(zhàn)斗力和作戰(zhàn)水平有重大意義。作戰(zhàn)仿真是為仿真作戰(zhàn)效能評估提供數(shù)據(jù)的有效途徑，是指在實(shí)際或假想的環(huán)境下，按照設(shè)計(jì)的規(guī)則、數(shù)據(jù)、過程和行動的兩支隊(duì)伍進(jìn)行對抗的仿真活動，也是聯(lián)系作戰(zhàn)理論與作戰(zhàn)實(shí)踐的橋梁和紐帶，它把作戰(zhàn)理論模糊性技術(shù)過程與精確性結(jié)合在一起。在作戰(zhàn)仿真過程中，收集能體現(xiàn)雙方作戰(zhàn)能力的各類數(shù)據(jù)，并通過處理和分析這些數(shù)據(jù)，得出評估所需的支持?jǐn)?shù)據(jù)，從而對作戰(zhàn)效能進(jìn)行分析評估。因此，作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)支持著作戰(zhàn)效能評估，作戰(zhàn)仿真數(shù)據(jù)是作戰(zhàn)效能評估的重要數(shù)據(jù)來源，是進(jìn)行體系或裝備作戰(zhàn)效能評估的保證。
6
支持分布式大規(guī)模強(qiáng)化學(xué)習(xí)，模擬仿真系統(tǒng)，需要能夠?qū)幼鲬?zhàn)智能模型?；趶?qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的智能模型，可以在戰(zhàn)術(shù)層次，有效的完成預(yù)設(shè)指標(biāo)，具備自主行動、群體對抗的能力。作戰(zhàn)智能模型，一般以強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型為主，結(jié)合多種智能算法的組合，如圖片識別模型，動態(tài)感知模型，博弈模型，對抗模型等。而作為一種以對抗為核心的模型，其他模型都應(yīng)該圍繞算法，設(shè)置各種模塊的優(yōu)化目標(biāo)，由于作戰(zhàn)場景復(fù)雜，作戰(zhàn)目標(biāo)和規(guī)模不一，因此，具體的作戰(zhàn)智能需要根據(jù)不同需求，對各類知名模型進(jìn)行組合，才能更好的完成作戰(zhàn)智能的訓(xùn)練和成長改進(jìn)要求。
作戰(zhàn)仿真組成要素
作戰(zhàn)仿真環(huán)境中包含大量的要素，不僅包括靜態(tài)的地形信息、河流信息、道路信息、植被信息等，還包括動態(tài)變化的天氣、人員配置、攻守態(tài)勢、電磁環(huán)境分布等。而動態(tài)變化的天氣等特殊效果的生成與顯示是真實(shí)戰(zhàn)場環(huán)境仿真中的一個重要技術(shù)。在虛擬戰(zhàn)場的仿真中，人們對視覺效果的要求不僅僅停留在三維的地形的瀏覽和簡單表達(dá)移動目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)上，而且要求包括煙霧、尾焰、爆炸、碰撞等效果的形象表達(dá)以及云、霧、燈光等特殊效果的同步渲染。
全球的三維場景模塊即作戰(zhàn)環(huán)境平臺主要有以下幾大功能：
1
三維地理地形數(shù)據(jù)的組織和處理功能：有效地處理和組織不同文件、不同的投影模型、不同數(shù)據(jù)范圍和不同的數(shù)據(jù)精度的原始數(shù)據(jù)，為高層的地理調(diào)度和顯示提供間接、高效和統(tǒng)一的接口。對不同的分辨率的數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)切換分層顯示，對柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的疊加顯示。
2
自然天氣多維信息的顯示功能：快速真實(shí)的將戰(zhàn)場中大量的動態(tài)復(fù)雜信息如自然環(huán)境、兵力部署、戰(zhàn)斗進(jìn)展、天氣情況和電磁環(huán)境等融合在一起提供給戰(zhàn)場指揮員，實(shí)現(xiàn)全球戰(zhàn)場環(huán)境多維信息的可視化與分析功能。
3
數(shù)據(jù)驅(qū)動接口功能：能將想定平臺中的想定數(shù)據(jù)或其它作戰(zhàn)系統(tǒng)的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行交互整合，并在本系統(tǒng)中進(jìn)行三維顯示。
4
三維場景的瀏覽與用戶交互觀察功能：全球戰(zhàn)場環(huán)境的顯示與分析軟件從太空中對全球進(jìn)行管理，將不同地形區(qū)域標(biāo)注在地球上進(jìn)行組織與調(diào)度，可以進(jìn)入相應(yīng)的局部地形區(qū)域進(jìn)行漫游，并能對飛行的作戰(zhàn)實(shí)體進(jìn)行第一視點(diǎn)或第三視點(diǎn)靈活的觀測。
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