系统仿真学报

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1. 数字孪生应用及安全发展综述

李欣, 刘秀, 万欣欣

系统仿真学报 2019, 31 (3): 385-392. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-0025

摘要（2004）

PDF（pc）（1144KB）（8398）

数字孪生以数字化的形式对生产的全过程进行动态仿真实现,覆盖了产品的全生命周期和全价值链,对推动智能制造等领域发展具有重要意义。概述数字孪生概念的起源、梳理技术发展历程和相关技术体系;简述数字孪生技术在智能制造产品生命周期、生产生命周期的应用,并总结分析了其在智慧城市建设方面的主要应用特点。以智能制造和智慧城市发展为例,分析了相关应用面临的主要网络安全风险和挑战,并尝试给出了数字孪生技术的网络安全保障方案,为推动数字孪生技术和应用的安全发展提供参考。

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2. 面向智能成长的兵棋推演生态系统

吴琳, 胡晓峰, 陶九阳, 贺筱媛

系统仿真学报 2021, 33 (9): 2048-2058. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0730

摘要（2400）

PDF（pc）（5187KB）（2214）

构建下一代智能化兵棋系统,难在不能一蹴而就,需要通过构建生态系统逐渐成长智能。界定了智能化兵棋生态系统的基本概念,提出动态开放、层次多样和协同演化的理念。借鉴人类智能成长过程和学习进化机制,构建了下一代兵棋认知智能演化成长的双螺旋模型,给出了基于观察-学习-测试-应用循环的兵棋推演生态系统体系框架;分析了数字孪生、人机融合共生、数据样本生成、智能测试评估、云原生等技术在构建兵棋推演生态系统中的应用。

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3. 基于强化学习的车间调度问题研究简述

王霄汉, 张霖, 任磊, 谢堃钰, 王昆玉, 叶飞, 陈真

系统仿真学报 2021, 33 (12): 2782-2791. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-FZ0774

摘要（4337）

PDF（pc）（478KB）（4835）

强化学习在车间调度上获得了较低的时间响应和较优的模型泛化性。为阐述基于强化学习的车间调度问题整体研究现状,总结当前基于强化学习的调度框架,同时为后续相关研究奠定基础,介绍了车间调度与强化学习的背景,分析了车间调度问题中常用的2种仿真技术,给出了强化学习解决车间调度问题的2种常用架构。此外,针对强化学习在车间调度问题上的应用,指出了现存的一些挑战,并对相关研究进展从直接调度、基于特征表示的调度、以及基于参数搜索的调度3个方面进行了介绍。

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4. 基于改进目标检测的动态场景SLAM研究

史蓝兮, 颜文旭, 倪宏宇, 赵峰

系统仿真学报 2024, 36 (4): 1028-1042. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1332

摘要（46）

HTML （5）

PDF（pc）（3767KB）（120）

针对单目SLAM在动态场景下存在的对极约束误匹配问题，提出一种基于目标检测的动态特征点选择 方法，通过在特征提取时剔除SLAM系统前端图像帧中动态特征点，提高SLAM的定位精度。提出了一个改进的目标检测网络，利用重叠面积、距离相似度和余弦相似度构建描述边界框的回归损失函数，实现目标的准确定位，获得当前图像帧中物体特征点范围。判断物体类别，对于标记为动态的物体根据目标检测结果剔除前端图像帧中的动态特征点。根据静态特征点，采用对极约束进行两帧图像间的特征匹配估计位姿，对单目相机运动进行跟踪、建图与闭环检测。通过对目标检测网络的主干进行结构重参数化改进，提升推理过程的速度，保证整体系统运行的实时性。在公开数据集KITTI的11个序列上的实验结果表明：改进后的系统比ORB-SLAM3系统定位精度提升了23.4%，帧率可以达到30 帧/s以上，在保证实时运行的条件下能有效提高动态场景下单目SLAM系统定位精度。

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5. 从建模仿真看数字孪生

张霖, 陆涵

系统仿真学报 2021, 33 (5): 995-1007. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0262

摘要（3428）

PDF（pc）（1857KB）（2128）

简要回顾建模仿真技术的发展与演变历程,及其在科技进步中所发挥的重要作用。通过数字孪生产生的背景及内涵,揭示其与建模仿真一脉相承的关系。探讨如何借鉴建模仿真理论方法进行数字孪生的构建和评估,从而保证数字孪生的可信。

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6. 三周期极小曲面多孔材料渗透率尺度特性研究

吴桐, 王清辉, 徐志佳

系统仿真学报 2022, 34 (5): 1015-1024. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0966

摘要（1722）

HTML （102）

PDF（pc）（2138KB）（1002）

三周期极小曲面（triply periodic minimal surface, TPMS）在多孔材料设计中的应用日益广泛，但其渗透性能的尺度特性缺乏研究。以4种常用的TPMS单元作为研究对象，在介绍其数学模型及孔隙率控制方法的基础上，建立基于CFD（computational fluid dynamics）的仿真分析模型；对不同孔隙率的TPMS单元和立方多孔结构进行数值仿真分析，明确了其尺度和渗透率之间定量关联规律，即在所选的尺度范围内，各类TPMS单元和立方多孔结构的渗透率是尺度的二次函数。对于TPMS多孔材料渗透性的设计，研究成果可以为TPMS单元类型和尺度的选择提供仿真方法支撑。

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7. 潜艇作战系统LVC一体化仿真设计与引擎实现

吴金平, 陆铭华, 薛昌友

系统仿真学报 2021, 33 (7): 1647-1653. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0231

摘要（999）

PDF（pc）（349KB）（1272）

潜艇作战系统仿真是潜艇作战仿真最为核心和关键的内容之一。基于LVC(Live Simulation,Virtual Simulation, Constructive Simulation)仿真技术,实践“仿真即服务”的理念,提出了潜艇作战系统LVC一体化仿真方法,构建了潜艇作战系统LVC一体化仿真环境,研究了潜艇作战系统LVC仿真系统的组成与关系;设计了LVC仿真引擎的组成结构,基于Java/EJB技术框架下组件设计与开发规范,设计并实现了仿真引擎组件。潜艇作战系统LVC一体化仿真集成了3种仿真形式的优点,实现了“即插即用”的仿真环境和效费比更优的资源分配,大大拓展了潜艇作战系统仿真的应用范围。

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8. 融合数字孪生的风电机组故障检测ASL-CatBoost方法

梁宏涛, 孔翎超, 刘国柱, 董文轩, 刘香怡

系统仿真学报 2024, 36 (4): 873-887. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1353

摘要（43）

HTML （5）

PDF（pc）（4036KB）（105）

针对当前风电场状态监控可视化程度低、运维实时性不足的问题，基于数字孪生五维模型概念，构建风电场数字孪生五维模型框架；针对传统算法故障检测能力不足、风机故障数据集存在正负样本不平衡的问题，提出使用改进的ASL-CatBoost算法实现风机故障状态的精准检测。以数字孪生平台为基础，结合MATLAB/Simulink建立叶片质量不平衡状态下的双馈风力发电机仿真数学模型，模拟多种风速、温度条件下不同原因导致的风机故障状况数据，辅助故障检测算法进行训练，增强算法的泛化能力；设计实现风电场数字孪生运维管控一体化平台案例，在实时数据的驱动下，实现风电机组运行状态的实时监视与精准管控，验证所提框架和改进算法的可行性。

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9. 基于深度学习的交通流量预测

刘明宇, 吴建平, 王钰博, 何磊

系统仿真学报 2018, 30 (11): 4100-4106. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201811007

摘要（883）

PDF（pc）（448KB）（1405）

交通流预测是城市智能交通系统的重要组成部分。随着人工智能和机器学习的不断发展,深度学习在交通工程领域得到了广泛的应用。选取门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)神经网络作为研究对象,利用交叉验证法探究GRU模型的最佳门控循环单元个数,并与支持向量机回归等三种预测模型通过不同指标进行综合评价和对比。结果表明,与其它3种模型相比,GRU模型具有良好的预测性能。

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10. ToF深度相机测量误差校正模型

王乐, 罗宇, 王海宽, 费敏锐

系统仿真学报 2017, 29 (10): 2323-2329. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201710013

摘要（475）

PDF（pc）（751KB）（1493）

三维数据直观反映目标或场景的全貌信息,Time of Flight(ToF)深度相机能直接获取目标的三维信息,在机器人定位与导航、三维重建等方面被广泛使用。但因自身结构特点,深度相机获取的原始数据存在多种误差,成像出现畸变。实验对深度相机测量过程中出现的误差进行分析和总结,提出利用查表法和三次样条插值相结合的方法对非线性的深度偏移进行分段补偿,实现对非线性误差进行补偿。基于针孔模型提出一种数据校正模型,解决了成像过程中数据从球面坐标系转换到直角坐标系时出现的偏差,从而更好地复原真实场景中的深度数据。结果表明校正后的深度偏移和误差得到有效改善。

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11. 智能推演综述：博弈论视角下的战术战役兵棋与战略博弈

罗俊仁, 张万鹏, 项凤涛, 蒋超远, 陈璟

系统仿真学报 2023, 35 (9): 1871-1894. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0300

摘要（1131）

HTML （74）

PDF（pc）（4154KB）（916）

推演是一项研究国家安全与竞争、军事冲突与战争、危机管控等重大战略问题的预实践活动。智能推演系统需要人工智能技术的赋能。简要概述了智能博弈的研究进展，推演的演进脉络，智能化兵棋推演及战略博弈推演方法；从博弈论的视角切入，分析了面向智能推演的博弈问题模型，梳理了智能兵棋推演的应用模式、战略博弈推演的组织方式；提出了基于云原生的智能推演服务化架构，面向云边端分布式对抗探索了未来决策云预训练方法，面向危机事件认知构建了战略博弈推演元博弈分析框架。期望为智能博弈推演方面的理论与工具等研究提供科学有效的参考，为新一代智能化云边协同指控提供理论与技术支撑。

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12. 交通场景数字孪生构建与虚实融合应用研究

伍朝辉, 刘振正, 石可, 王亮, 梁晓杰

系统仿真学报 2021, 33 (2): 295-305. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0754

摘要（2213）

PDF（pc）（4779KB）（3066）

数字孪生连接物理世界和信息世界,为复杂交通问题的分析与解决提供了新的思路。在梳理数字孪生基础概念、发展历程和关键技术的基础上,对交通场景数字孪生的研究与应用现状进行综述;结合交通运行的要素特征,从“人—车—路—环境”4个方面对交通场景数字孪生构建亟待突破的关键技术进行分析;对数字孪生在运载工具研制、重要基础设施智能运维、无人驾驶虚拟测试、交通问题的分析与实验等方面的应用前景进行了展望。

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13. 新一代大型计算机兵棋系统面临的挑战与思考

司光亚, 王艳正

系统仿真学报 2021, 33 (9): 2010-2016. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0729

摘要（2406）

PDF（pc）（843KB）（1554）

针对未来战争形态呈现的体系化、网络化、智能化特点,提出了建设新一代大型计算机兵棋系统面临的主要挑战,设计了新一代大型计算机兵棋系统的体系架构,讨论了智能化战争建模、体系构架集成、资源服务管理、人机交互等新一代大型计算机兵棋系统的关键技术。

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14. X型四旋翼无人机建模及四元数控制

丁少宾, 肖长诗, 刘金根, 文元桥

系统仿真学报 2015, 27 (12): 3057-3062.

摘要（798）

PDF（pc）（625KB）（2565）

对X型四旋翼无人机做了合理假设以及受力分析,推导并建立了X型四旋翼无人机全面的动力学数学模型,考虑了无人机平动、转动空气阻力,并且将转子、螺旋桨和机体看成多刚体系统。在Solidworks软件中,建立了无人机实物模型以获得无人机惯性参数。直接以四元数作为反馈控制量,设计出多通道双回路矢量PD控制系统。以Matlab/Simulink为平台,对四元数反馈控系统和欧拉角反馈控制系统进行对比控制仿真。从仿真结果来看,这2种反馈模式都能对无人机模型进行位置、姿态跟踪等控制,但是四元数反馈控制系统具有过渡时间短、计算量少以及无奇点产生的优点。

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15. 基于分数阶微积分的机械臂滑模控制的研究

张鑫, 李嘉欣

系统仿真学报 2020, 32 (5): 911-917. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.18-0584

摘要（439）

PDF（pc）（812KB）（874）

针对机械臂这类非线性与不确定性的系统,将分数阶微积分理论与滑模控制策略的优点相互结合,提出一种有效的分数阶滑模控制方法。在控制器的设计过程中,分别以分数阶趋近律与分数阶滑模控制律两种手段将分数阶微积分引入到滑模控制中,并运用Lyapunov理论进行证明,从而确保系统的稳定性。将提出的控制方法应用于二关节机械臂上,使用MATLAB仿真软件进行仿真验证。结果表明,所提控制策略可有效提高关节的跟踪速度与跟踪精度,控制器具有良好的有效性和鲁棒性。

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16. 边缘计算资源分配与任务调度优化综述

王凌, 吴楚格, 范文慧

系统仿真学报 2021, 33 (3): 509-520. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0584

摘要（4153）

PDF（pc）（3039KB）（3392）

随着物联网和移动终端的迅速发展,边缘计算技术应运而生,通过将计算和存储配置在互联网边缘,处理物联网终端产生的大量数据,应对时延敏感型应用请求。为提高计算资源使用效率,优化性能指标,边缘计算资源分配与任务调度优化问题受到了广泛关注。边缘计算资源的地理分散性、异构性以及对性能、能耗、费用、稳定性等的需求,增加了优化调度的复杂性。通过介绍边缘计算和物联网、云计算协同的系统模型,给出优化的指标、调度模型及其求解算法,包括精确算法、启发式方法及智能优化方法等,归纳典型应用案例,指出有待进一步研究的内容和方向,有助于促进边缘计算的发展。

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17. 跨域无人集群协同反潜搜索方法研究

王宁, 梁晓龙, 张佳强, 侯岳奇, 杨爱武

系统仿真学报 2024, 36 (4): 817-824. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0073

摘要（49）

HTML （5）

PDF（pc）（2378KB）（84）

针对海上反潜搜索问题，提出一种将无人艇作为无人机的通信中继的跨域无人集群协同搜索方法，采用数字网格地图表征任务区域，构建了跨域平台的运动学模型；提出了跨域无人系统的协作方法，设计了无人系统之间的分布式信息融合机制；设计了异构平台的搜索目标函数，引导无人系统在搜索任务中实时决策。仿真结果表明：所提方法能够有效适用于文中反潜搜索任务想定，跨域平台之间能够通过优势互补提高搜索效能。

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18. 从数字孪生到数字工程建模仿真迈入新时代

张冰, 李欣, 万欣欣

系统仿真学报 2019, 31 (3): 369-376. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-0018

摘要（1614）

PDF（pc）（1235KB）（2346）

数字新时代各种事物甚至整个世界都可以被数字化为模型,进行各种目的的仿真活动,仿真活动的结果可以为各种决策提供智能化支持。数字孪生是建模与仿真在数字新时代应用的重要形式,已广泛应用于智能制造、智能工厂、智能建筑、智慧城市等诸多领域,显示出强大生命力,其下一步的发展方向是全面的数字工程。回顾数字孪生技术发展的历史,分析其现状和发展前景。介绍美军最新发布《数字工程战略》总体情况,提出数字新时代建模与仿真面临的机遇与挑战。

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19. 武器装备效能评估研究进展

周玉臣, 林圣琳, 马萍, 李伟, 杨明

系统仿真学报 2020, 32 (8): 1413-1424. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0442

摘要（1325）

PDF（pc）（933KB）（2274）

效能是评估武器装备的重要指标,武器装备效能评估可以为武器装备规划论证、设计研制、作战运用等提供决策支持。随着数字线程、数字孪生在武器装备全寿命周期的应用,效能评估面临复杂作战场景评估、多源异构数据评估、昂贵仿真的评估优化、泛在评估、敏捷评估等一系列挑战。综述了效能评估相关概念、发展历程,分析了武器装备效能评估面临的问题;进而给出了武器装备效能评估解决方案,总结了数字时代武器装备效能评估研究方向。

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20. 高性能分布式面向对象仿真引擎研究与实现

黄晓冬, 谢孔树

系统仿真学报 2021, 33 (9): 2215-2226. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0228

摘要（1447）

PDF（pc）（967KB）（1577）

仿真引擎是仿真平台的核心,是仿真领域的操作系统。在反射式面向对象仿真建模框架和编程规范基础上,针对大规模多粒度计算密集型仿真系统开发集成及运行的需求,开发了高性能分布式面向对象仿真引擎(High-performance Distributed Object-oriented Simulation Engine, HDOSE)。简要回顾了HDOSE的发展历程,在阐述HDOSE的功能服务和体系结构基础上,重点介绍了大规模多粒度并行计算、编程模型与接口、参数化组件化建模等关键技术。给出了HDOSE的典型应用案例和性能测试案例。结果表明：HDOSE具有性能好、可扩展强等优点,可帮助用户快速构建计算和交互均密集的复杂应用系统。

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21. 基于系统动力学的电动汽车产业发展建模与仿真

付跃强, 夏天添

系统仿真学报 2021, 33 (4): 973-981. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-0648

摘要（698）

PDF（pc）（802KB）（1112）

新能源电动汽车是汽车产业升级的主要方向,对保障能源安全、改善生态环境有重要作用,因此,开展新能源电动汽车发展研究有一定的理论和现实意义。对电动汽车产业发展的影响因素进行系统分析,建立因果关系模型、存量流量模型,确定动力学方程并进行参数赋值。在模型有效性得到验证的基础上,进行系统仿真和分析,探索新能源电动汽车发展趋势及主要影响因素,并从政府补贴、关键技术突破、充换电基础设施建设、消费市场培育等方面提出了电动汽车产业发展对策建议。

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22. 空间操作任务的分布式仿真系统

刘云昭, 王明明, 李劲涛, 刘传凯, 罗建军

系统仿真学报 2024, 36 (3): 533-544. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1260

摘要（206）

HTML （29）

PDF（pc）（5743KB）（175）

针对非合作目标抓捕、在轨维护、空间装配等复杂空间操作任务的地面验证需求，构建一套分布式仿真系统，主要由后台仿真模型、前端视景演示系统和前端主控制器组成。为实现不同建模工具或编程语言之间的多学科模型耦合与交互，引入FMI( functional mock-up interface)标准进行系统集成，提高了系统的模块化程度、通用性与可移植性。为充分利用计算资源、提高仿真效率，分布式部署仿真子系统与模块，利用DDS(data distribution service)通信机制实现高效、可靠的数据交互。双臂空间机器人抓捕非合作目标的演示案例表明，该仿真系统能够高保真模拟从远距离导引到近距离操作的全过程，满足实时仿真的要求。

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23. 智能化兵棋系统：下一代需要改变的是什么

胡晓峰, 齐大伟

系统仿真学报 2021, 33 (9): 1997-2009. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0728

摘要（3881）

PDF（pc）（1665KB）（4007）

兵棋系统未来的发展方向是智能化,而智能化最显著的特征就是对认知建模。梳理了兵棋系统存在的主要难题,讨论了认知对建模带来的主要困难,探讨了智能化兵棋系统设计的总体框架,从模型构建、系统设计、推演生态和测试检验4个方面,给出了基于现有兵棋系统进行改造升级的技术途径,为下一步智能化兵棋系统发展建设提供了方向和参考。

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24. 从态势认知走向态势智能认知

朱丰, 胡晓峰, 吴琳, 贺筱媛, 吕学志, 廖鹰

系统仿真学报 2018, 30 (3): 761-771. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201803001

摘要（1177）

PDF（pc）（1191KB）（2275）

针对联合作战背景下战役级作战态势认知相关问题进行了探讨,提出了态势认知、态势智能认知的概念模型,并厘清了若干概念;提出了态势智能认知相关技术框架,并剖析了其中要重点突破的5个关键问题,给出了可能的技术路线,为从作战态势认知走向态势智能认知奠定了基础。

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25. 大气湍流光波传输数值仿真技术研究综述

任斌, 陈纯毅, 杨华民

系统仿真学报 2017, 29 (8): 1631-1640. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201708001

摘要（309）

PDF（pc）（478KB）（1002）

大气湍流呈现出复杂的随机特性,导致大气湍流光波传输理论的实验测量验证存在困难。数值仿真具有参数可控性,已成为大气湍流光波传输的另一种重要研究手段。针对国内外文献,综述了大气湍流随机相位屏模型、随机相位屏数值生成方法以及光传输数值仿真的空间采样约束。综合分析已有研究成果,指出各向异性湍流随机相位屏生成和光脉冲传输数值仿真还需作进一步深入研究;另外,利用并行计算设备来提高大气湍流光传输数值仿真的速度也是今后的一个研究重点。

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26. Robocup2D项目中Agent2D底层动作链机制的分析优化

陈冰, 许非凡, 徐涵延, 程泽凯, 刘诚

系统仿真学报 2017, 29 (11): 2782-2787. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201711026

摘要（419）

PDF（pc）（282KB）（668）

在RoboCup2D仿真足球项目中,Agent2D是我国使用最为广泛的球队底层之一。仿真平台中数据传输的噪声干扰及代码自身动作链机制不完整等因素,导致采用Agent2D底层的球队在应对不同的队伍时,存在着适应能力不足的缺点,影响了球队的整体能力。该论文引入了动作修正参数,利用强化学习的手段对动作链机制进行优化,使Agent底层球队在面对不同风格的对手时可以选择更加有效的动作执行,以此来提升球队的适应性。仿真实验证明,此法具有一定效果。

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27. 军事元宇宙刍议与展望

张昭, 郭玉杰, 赵晓宁, 孙宝亮, 邓双厚, 冯国旭

系统仿真学报 2023, 35 (7): 1421-1437. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0104

摘要（1210）

HTML （97）

PDF（pc）（3118KB）（814）

自元宇宙概念兴起以来，它已被应用到诸多领域。目前，军事智能化、数字化、信息化转型全面推进，元宇宙技术赋能军事将加速新时代军事改革进程。为探讨元宇宙在军事领域的潜在应用，介绍了军事元宇宙若干关键技术及其在军事领域的作用，讨论了军事元宇宙在武器研制与保障、官兵训练与教学、战术指挥与态势感知、体系化协同作战方面的若干潜在应用方向，思考了军事元宇宙目前及未来发展中面临的挑战，并对其未来发展与应用进行了展望。

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28. 无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

梁晓龙, 杨爱武, 张佳强, 侯岳奇, 王宁, 黄骁, 龚俊斌

系统仿真学报 2024, 36 (4): 805-816. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0072

摘要（59）

HTML （11）

PDF（pc）（3089KB）（73）

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式，在智能化战争扮演着至关重要的作用，其核心是自主生成博弈对抗决策序列，为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展；从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术，以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术，以及课题组在自主决策上开展的相关工作；提出了无人集群博弈对抗的发展方向。

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29. 基于知识图谱的联合作战态势知识表示方法

王保魁, 吴琳, 胡晓峰, 贺筱媛

系统仿真学报 2019, 31 (11): 2228-2237. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0304

摘要（1086）

PDF（pc）（555KB）（2019）

机器缺乏理解和判断复杂作战态势的基本知识是态势智能认知的难点之一。概述了基于知识图谱的知识表示方法,分析了联合作战态势知识表示的特点和难点,提出了场景知识图谱的概念,描述了场景知识图谱的知识来源和基本内容,指出了面向特定作战场景的离散符号与连续向量相融合的知识联合表示方法是表示联合作战态势知识的有效途径。

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30. 国外兵棋推演及系统研究进展

曹占广, 陶帅, 胡晓峰, 何吕龙

系统仿真学报 2021, 33 (9): 2059-2065. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.20-0726

摘要（3415）

PDF（pc）（191KB）（2338）

兵棋推演系统作为进行战争推演、方案评估、作战分析等活动的重要手段,能够支撑作战问题研究、战法创新以及作战概念开发。从推演方法和系统研究的角度梳理了国外计算机兵棋系统的发展现状,重点介绍了在线推演和多级联合推演等方法,以及多级兵棋融合设计、多系统组合仿真和辅助工具开发等研究现状,为计算机兵棋系统的发展和运用提供借鉴和参考。

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31. 可扩展仿真想定描述规范研究

徐享忠, 熊君, 沈枫炜

系统仿真学报 2021, 33 (6): 1241-1247. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-0389

摘要（693）

PDF（pc）（433KB）（1094）

仿真想定描述规范对加快想定数据准备速度,提高想定数据质量,并促进想定数据重用具有重要意义。深入分析了仿真想定与军事想定的区别,设计了基于描述规范的仿真想定拟制与应用流程,在此基础上论述了仿真想定描述规范设计思路,着重从时间、坐标系等基本元素及数据交换格式两个层次制订了可扩展仿真想定描述规范,并生成了遵循该描述规范的序列仿真想定实例。研究成果有助于保证模拟训练中心互联初始边界的一致性,并促进仿真想定数据的重用。

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32. 基于冲突搜索算法的多机器人路径规划

乔乔, 王艳, 纪志成

系统仿真学报 2022, 34 (12): 2659-2669. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-FZ0926

摘要（607）

HTML （41）

PDF（pc）（2164KB）（859）

针对冲突搜索法（conflict-based search，CBS）在多机器人路径规划（multi-agent path finding，MAPF）过程中规划路径过长、单向搜索运行时间长等缺陷，从搜索方向和搜索方式提出一种改进的双向A^*焦点搜索来优化冲突搜索算法。将次优因子 $ω$ 引入冲突搜索算法的底层搜索函数中，以提高路径搜索的效率；将冲突搜索算法中的单向搜索优化为双向A^*搜索。实验结果表明：改进的冲突搜索算法的路径成本缩短了14.82%，总运行时间缩短了10.63%。

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33. 无人集群智能协同仿真试验评估理论框架研究

王积鹏, 张兴, 吴浩, 谷雨, 杨慧杰

系统仿真学报 2024, 36 (4): 795-804. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-0070

摘要（92）

HTML （11）

PDF（pc）（2903KB）（70）

智能无人集群装备作为智能装备的典型代表，其技术、装备、作战应用在全球范围内加速推进，但总体上无人集群试验理论的研究滞后于无人集群技术、装备，无人集群能力的涌现性、对抗的复杂性，以及无人集群试验的不可重复、不可泛化等特性给无人集群试验基础理论、方法带来了巨大挑战。从体系工程集成试验视角和装备研制建设全生命周期视角提出面向能力生长的智能技术、智能单装、智能集群、智能体系4个集群试验模式，深度剖析无人集群智能协同试验的基础理论问题，构建无人集群智能协同试验基础理论框架。

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34. 基于狼群算法的无人机航迹规划

刘永兰, 李为民, 吴虎胜, 宋文静

系统仿真学报 2015, 27 (8): 1838-1843.

摘要（339）

PDF（pc）（464KB）（962）

随着无人机可执行任务的多样化,航迹规划成为其顺利完成任务的基本前提。针对该问题,提出了基于狼群算法的无人机航迹规划方法。运用等效地形模拟方法,将作战区域中的敌方威胁、地形障碍等效为山峰,构建了无人机航迹规划的场景。以此为基础,采用抽象出游走、召唤和围攻3种智能行为的狼群算法,对起始点和终点已知的无人机航迹进行规划,规划出的航迹安全地避开了威胁,长度较短,且平均耗时较小。仿真结果验证了该算法的有效性。

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35. 基于深度学习的视觉SLAM综述

刘瑞军, 王向上, 张晨, 章博华

系统仿真学报 2020, 32 (7): 1244-1256. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-VR0466

摘要（1191）

PDF（pc）（3177KB）（2037）

随着计算机视觉和机器人技术的发展,视觉同时定位与地图创建已成为无人系统领域的研究焦点,深度学习在图像处理方面展现出的强大优势,为二者的广泛结合创造了机会。总结了深度学习与视觉里程计、闭环检测和语义同时定位与地图创建结合的突出研究成果,对传统算法与基于深度学习的方法做了对比,展望了基于深度学习的视觉同时定位与地图创建发展方向。

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36. 融合粒子群算法与改进灰狼算法的机器人路径规划

曹梦龙, 赵文彬, 陈志强

系统仿真学报 2023, 35 (8): 1768-1775. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-0407

摘要（217）

HTML （13）

PDF（pc）（731KB）（384）

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37. 基于3DCS的三维尺寸公差的分析与优化

孟巧凤, 张林鍹, 尹琳峥, 侯志霞, 邹方

系统仿真学报 2018, 30 (5): 1730-1738. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201805014

摘要（373）

PDF（pc）（697KB）（1160）

针对工程实践中所面临的公差分配与优化问题,采用矢量的概念建立三维尺寸链的向量环模型,探索基于等值分配公差基础上采用“二分”法思想进行优化的改进方案。通过某型号汽车虚拟装配过程中后蒙皮与尾灯安装在白车身上的具体实例,应用基于3DCS的三维尺寸公差分析与优化仿真给出了既能满足产品的设计性能需求又简单易行且经济性较好的符合工程实践的公差优化改进方案,验证了改进方案较原有相等公差分配方法具有较大的优越性,能够解决工程实践中企业所面临的实际问题。

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38. 风电机组运行动态数字孪生建模及半物理仿真

胡阳, 王蔚然, 房方, 宋子秋, 许昱涵, 刘吉臻

系统仿真学报 2024, 36 (3): 636-648. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.22-1307

摘要（130）

HTML （8）

PDF（pc）（5402KB）（141）

面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求，针对大型风电机组复杂非线性运行特性，提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output, MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical, FDD-HSM)数字孪生建模方法，建立了含物理控制器的风电机组数字孪生半物理仿真系统。推导机组集成动态MIMO-FDD-HSM模型结构；定义可表征机组运行工况的有限差分回归向量，完成全工况下有限差分空间紧致凸划分、参数模型辨识以及非参数模型训练；联合物理控制器搭建风电机组数字孪生仿真系统，开展硬件在环实时仿真。结果表明：该仿真系统具有高精度、实时逼近能力。

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39. 基于Agent的低轨预警卫星星座探测仿真分析

刘闻, 王晓路, 汪宏昇, 张恒, 王长庆

系统仿真学报 2019, 31 (11): 2413-2421. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-FZ0344

摘要（398）

PDF（pc）（1009KB）（563）

天基预警卫星系统中,低轨预警卫星具有对中段弹道导弹目标进行精确的跟踪和监视的能力。参照美国“空间跟踪与监视系统”(STSS, Space Tracking and Surveillance System)的基本功能和部署,采用Agent建模仿真方法建立了低轨预警卫星系统模型,从覆盖性角度分析了可能的卫星星座构型,并对弹道导弹目标的探测能力进行了仿真分析。仿真结果表明STSS星座能有效探测一定数量目标,但探测能力受光照影响严重。

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40. 进化行为树方法研究综述

杨杰, 张琪, 曾俊杰, 尹全军

系统仿真学报 2021, 33 (10): 2315-2322. DOI: 10.16182/j.issn1004731x.joss.21-FZ0753

摘要（787）

PDF（pc）（328KB）（949）

进化行为树方法是一种利用进化算法自主生成和优化行为树模型的智能体行为建模方法。从介绍行为树、进化算法相关背景知识入手,阐述了基于遗传编程、语法演化、混合算法三类进化行为树算法以及相应改进算法,分析比较不同算法的优劣;梳理总结了进化行为树方法在作战仿真、游戏人工智能、机器人等领域的具体应用;从搜索能力、泛化能力、行为树优化、多智能体应用方面提出并探讨了未来的发展趋势。

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