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商品簡介
作者簡介
序
目次
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本書共分為九章，主要內容包括：現代海戰模擬基礎、系統仿真與戰場仿真、現代海戰模擬技術、現代海戰模擬中的人機界面設計、現代海戰模擬數據庫系統、現代海戰模擬中的智能兵力生成、現代海戰模擬效能評估、現代海戰模擬訓練系統設計、現代海戰模擬的發展現狀及趨勢。
作者簡介
沈治河，兵種戰術學專業博士畢業，海軍大連艦艇學院教授，現任海軍大連艦艇學院科研部部長，博士生導師。長期從事武器裝備發展論證、作戰仿真、信息化的教學和科研工作。發表論文40餘篇，出版專著3部，獲軍隊科技進步二等獎1項，三等獎4項。
序
前 言
現代海戰模擬是建立在相似理論、計算機技術、控制理論、人工智能技
術、系統工程、運籌學等一系列基礎學科上的一門嶄新的綜合性學科，既是
許多科學技術的交叉點，又是軍事、技術、系統工程的彙集點。
科學技術的高速發展，為軍事科學的研究工作提供了新的方法和手段。
未來戰爭將從實驗室打響，現代海戰模擬技術開闢了一條從作戰實驗室學習
海上作戰的新途徑。現代海戰模擬技術可以利用可重複的模擬作戰條件，對
海上作戰兵力的機動、作戰過程、毀傷效果、指揮控制等進行作戰試驗，為
海上作戰對抗推演及評估、作戰方案制定與評價、戰法研究和驗證、作戰理
論研究和檢驗及未來海上先進作戰概念演示驗證，提供技術方法支撐和工程
實現途徑。
針對軍事訓練、教學和研究的需要，在廣泛參照國內外同類文獻的基礎
上，結合編者在海戰模擬建設和使用的實踐經驗，本書論述了與現代海戰模
擬系統構建和應用密切相關的技術方法，並結合實際給出了具體案例分析，
以期為海上作戰建模與仿真的發展提供思路與方法。
本書介紹了現代海戰模擬的基本理論與方法，旨在使讀者掌握現代海戰
模擬的概念、分類及建立作戰實體的基本方法，同時讓讀者對構建海戰仿真
數據庫、戰場環境人機界面設計和新技術在海戰模擬中的應用有所瞭解。全
書分為九章。第1 章主要介紹現代海戰模擬的基本概念、研究內容、組成要
素、分類等基礎知識，概述了海戰模擬的地位、作用和應用領域，讓讀者對
海戰模擬建立基本的認識。第2 章論述系統仿真與戰場仿真，介紹了系統仿
真的基本概念，詳細介紹了戰場環境仿真和作戰兵力仿真構建技術，給出運
用系統仿真技術構建虛擬海戰場的具體方法。第3 章論述現代海戰模擬具體
應用技術，介紹了想定生成與管理技術、模擬態勢顯示技術、數據收集與管
理技術和VV＆A 及可信度評估技術。第4 章論述現代海戰模擬中的人機界面
設計，根據海戰模擬“貼近實戰、便於應用”的實踐經驗，總結了海戰模擬
人機界面的交互類型及其設計原則、人機界面系統設計原則及設計方法。第
5 章介紹了構建現代海戰模擬數據庫系統的方法，從海戰模擬工程的角度詳
細介紹了海戰模擬的數據庫設計、接口設計和安全性設計方法。第6 章論述
現代海戰模擬中的智能兵力生成，介紹了智能CGF 技術、人類行為建模和模
IV
型開發，分析了海戰模擬中智能CGF 決策需求，詳細介紹了基於模糊貝葉斯
網絡的智能決策方法和艦艇CGF 中的智能決策實例。第7 章論述現代海戰模
擬效能評估，介紹了效能評估概念和特點、指標體系和評估方法，給出了效
能評估實例。第8 章論述現代海戰模擬訓練系統設計，詳細介紹了模擬訓練
系統需求、組成、硬件設計和軟件設計。第9 章介紹了現代海戰模擬的發展
現狀及趨勢，著重介紹海戰模擬中的專家系統、網絡中心戰模擬仿真及人工
智能與作戰模擬的進一步應用。
本書主編沈治河，第1～3 章由沈治河同志編寫，第7、8 章由王超同志
編寫，第5、6 章由張國同志編寫，第9 章由賀揚清同志編寫，第4 章由胡淩
美同志編寫。張國同志負責全書的統稿和校對。本書引用了大量參考資料，
特向原文的作者們表示崇高的敬意和真心的感謝。
本書可作為院校和訓練部門的教材使用，適用于博碩士研究生、高年級
本科生等班次教學和訓練中心、訓練基地集訓教學等。
由於編者的理論水平和實踐經驗有限，難免存在錯誤和不當之處，懇請
讀者批評指正，我們將不勝感謝。
編 者
2018年6月
現代海戰模擬是建立在相似理論、計算機技術、控制理論、人工智能技
術、系統工程、運籌學等一系列基礎學科上的一門嶄新的綜合性學科，既是
許多科學技術的交叉點，又是軍事、技術、系統工程的彙集點。
科學技術的高速發展，為軍事科學的研究工作提供了新的方法和手段。
未來戰爭將從實驗室打響，現代海戰模擬技術開闢了一條從作戰實驗室學習
海上作戰的新途徑。現代海戰模擬技術可以利用可重複的模擬作戰條件，對
海上作戰兵力的機動、作戰過程、毀傷效果、指揮控制等進行作戰試驗，為
海上作戰對抗推演及評估、作戰方案制定與評價、戰法研究和驗證、作戰理
論研究和檢驗及未來海上先進作戰概念演示驗證，提供技術方法支撐和工程
實現途徑。
針對軍事訓練、教學和研究的需要，在廣泛參照國內外同類文獻的基礎
上，結合編者在海戰模擬建設和使用的實踐經驗，本書論述了與現代海戰模
擬系統構建和應用密切相關的技術方法，並結合實際給出了具體案例分析，
以期為海上作戰建模與仿真的發展提供思路與方法。
本書介紹了現代海戰模擬的基本理論與方法，旨在使讀者掌握現代海戰
模擬的概念、分類及建立作戰實體的基本方法，同時讓讀者對構建海戰仿真
數據庫、戰場環境人機界面設計和新技術在海戰模擬中的應用有所瞭解。全
書分為九章。第1 章主要介紹現代海戰模擬的基本概念、研究內容、組成要
素、分類等基礎知識，概述了海戰模擬的地位、作用和應用領域，讓讀者對
海戰模擬建立基本的認識。第2 章論述系統仿真與戰場仿真，介紹了系統仿
真的基本概念，詳細介紹了戰場環境仿真和作戰兵力仿真構建技術，給出運
用系統仿真技術構建虛擬海戰場的具體方法。第3 章論述現代海戰模擬具體
應用技術，介紹了想定生成與管理技術、模擬態勢顯示技術、數據收集與管
理技術和VV＆A 及可信度評估技術。第4 章論述現代海戰模擬中的人機界面
設計，根據海戰模擬“貼近實戰、便於應用”的實踐經驗，總結了海戰模擬
人機界面的交互類型及其設計原則、人機界面系統設計原則及設計方法。第
5 章介紹了構建現代海戰模擬數據庫系統的方法，從海戰模擬工程的角度詳
細介紹了海戰模擬的數據庫設計、接口設計和安全性設計方法。第6 章論述
現代海戰模擬中的智能兵力生成，介紹了智能CGF 技術、人類行為建模和模
IV
型開發，分析了海戰模擬中智能CGF 決策需求，詳細介紹了基於模糊貝葉斯
網絡的智能決策方法和艦艇CGF 中的智能決策實例。第7 章論述現代海戰模
擬效能評估，介紹了效能評估概念和特點、指標體系和評估方法，給出了效
能評估實例。第8 章論述現代海戰模擬訓練系統設計，詳細介紹了模擬訓練
系統需求、組成、硬件設計和軟件設計。第9 章介紹了現代海戰模擬的發展
現狀及趨勢，著重介紹海戰模擬中的專家系統、網絡中心戰模擬仿真及人工
智能與作戰模擬的進一步應用。
本書主編沈治河，第1～3 章由沈治河同志編寫，第7、8 章由王超同志
編寫，第5、6 章由張國同志編寫，第9 章由賀揚清同志編寫，第4 章由胡淩
美同志編寫。張國同志負責全書的統稿和校對。本書引用了大量參考資料，
特向原文的作者們表示崇高的敬意和真心的感謝。
本書可作為院校和訓練部門的教材使用，適用于博碩士研究生、高年級
本科生等班次教學和訓練中心、訓練基地集訓教學等。
由於編者的理論水平和實踐經驗有限，難免存在錯誤和不當之處，懇請
讀者批評指正，我們將不勝感謝。
編 者
2018年6月
目次
第1章 現代海戰模擬基礎 1
1.1 作戰模擬與現代海戰模擬 2
1.1.1 基本概念 2
1.1.2 研究內容 2
1.1.3 組成要素 3
1.2 現代海戰模擬的分類 4
1.2.1 按海戰模擬規模分類 4
1.2.2 按海戰模擬用途分類 6
1.2.3 按海戰模擬技術實現手段分類 7
1.3 海戰模擬的地位、作用和應用領域 7
1.3.1 海戰模擬的地位、作用 7
1.3.2 海戰模擬應用領域 10
第2章 系統仿真與戰場仿真 12
2.1 系統仿真 12
2.1.1 系統仿真的基本概念 12
2.1.2 系統仿真的分類 13
2.1.3 系統仿真的一般流程 15
2.1.4 系統仿真的作用 16
2.2 戰場仿真系統的建立 17
2.2.1 建立戰場仿真系統的基本思路 18
2.2.2 作戰模型分類 19
2.2.3 作戰模型的設計方法 20
2.2.4 海戰模擬系統中的主要模型 22
2.3 對作戰兵力仿真的基本方法 28
2.3.1 數據結構法 29
2.3.2 實體類法 32
第3章 現代海戰模擬技術 34
3.1 想定生成與管理技術 34
3.1.1 想定內容 34
3.1.2 想定描述 37
3.1.3 想定生成 41
3.1.4 想定分發管理 45
3.2 模擬態勢顯示技術 46
3.2.1 極坐標圖形顯示方式 47
3.2.2 二維直角坐標圖形顯示方式 48
3.2.3 三維視景顯示方式 51
3.2.4 三種顯示方式比較 55
3.3 數據收集與管理技術 57
3.3.1 作戰模擬數據範疇的分析 57
3.3.2 仿真數據收集基礎 59
3.3.3 HLA中的數據收集機制 61
3.3.4 數據標準化技術 67
3.4 VV＆A及可信度評估技術 69
3.4.1 基本概念 69
3.4.2 VV＆A及可信度評估的目標和策略 70
3.4.3 VV＆A的過程模型 71
3.4.4 校核和驗證技術 72
第4章 現代海戰模擬中的人機界面設計 76
4.1 人機界面的定義 76
4.1.1 廣義的人機界面 76
4.1.2 狹義的人機界面 77
4.1.3 人機界面的基本概念 78
4.2 人機界面的交互類型及其設計原則 79
4.2.1 人機界面的交互類型 79
4.2.2 人機界面系統設計原則 84
4.3 人機界面的設計原則 86
4.3.1 指導原則 86
4.3.2 數據輸入原則 87
4.3.3 輸出顯示原則 87
4.3.4 交互控制 90
4.3.5 錯誤管理 92
4.3.6 安全措施 93
4.3.7 其它要求 93
4.4 人機界面設計 94
4.4.1 系統的輸入/輸出 94
4.4.2 人機界面能力 95
4.4.3 人機界面的設計形式 95
4.4.4 人機界面的軟件開發過程 97
第5章 現代海戰模擬數據庫系統 100
5.1 海戰模擬數據庫設計 100
5.1.1 海戰模擬數據庫的數據分析 101
5.1.2 海戰模擬數據庫的概念模型設計 104
5.1.3 海戰模擬數據庫的物理模型設計 105
5.2 海戰模擬數據庫的接口設計 107
5.2.1 海戰模擬數據庫管理和維護接口設計 107
5.2.2 用戶查詢接口設計 108
5.2.3 程序調用接口設計 109
5.3 海戰模擬數據庫的安全性設計 110
5.3.1 操作系統層進行標識證實 110
5.3.2 DBMS存取控制 111
第6章 現代海戰模擬中的智能兵力生成 112
6.1 智能兵力生成概述 112
6.1.1 計算機生成兵力概述 112
6.1.2 CGF中的人工智能技術 113
6.1.3 CGF中的的人類行為建模 114
6.1.4 CGF中的行為模型開發 115
6.2 智能計算機生成兵力決策需求 115
6.3 貝葉斯決策方法 116
6.3.1 貝葉斯決策定理 116
6.3.2 基於模糊貝葉斯網絡的情報信息融合 117
6.4 艦艇CGF中的智能決策 119
6.4.1 基於模糊貝葉斯的智能決策過程 119
6.4.2 艦艇防禦決策方案集 121
6.4.3 艦艇對空防禦方案優選 124
第7章 現代海戰模擬效能評估 127
7.1 效能評估概念和特點 127
7.1.1 效能評估概念 127
7.1.2 作戰模擬效能評估的特點 128
7.1.3 效能評估原則 128
7.2 效能評估指標體系 130
7.2.1 效能指標與效能評估 130
7.2.2 效能評估指標體系的分類 130
7.2.3 效能評估指標體系建立的原則 132
7.2.4 效能評估指標體系建立的一般過程 133
7.3 效能評估方法 135
7.3.1 作戰效能指數法 135
7.3.2 基於WSEIAC的效能評價方法 137
7.3.3 基於TOPSIS的綜合效能評價方法 139
7.3.4 基於層次分析法的效能評價方法 140
7.4 效能評估系統 142
7.4.1 評估數據管理 142
7.4.2 訓練模型管理 143
7.4.3 評估顯示管理 144
7.4.4 訓練基礎數據及系統管理 149
第8章 現代海戰模擬訓練系統設計 153
8.1 模擬訓練系統需求 153
8.1.1 功能要求 153
8.1.2 性能要求 153
8.1.3 其它要求 154
8.2 模擬訓練系統組成 154
8.3 模擬訓練系統硬件設計 155
8.4 模擬訓練系統軟件設計 157
8.4.1 總體結構 157
8.4.2 主要功能 157
8.4.3 軟件信息關係 162
第9章 現代海戰模擬的發展現狀及趨勢 165
9.1 海戰模擬的發展現狀 165
9.2 海戰模擬的發展趨勢 166
9.2.1 智能作戰模擬技術 168
9.2.2 虛擬現實技術 171
9.2.3 專家系統與作戰模擬 174
9.2.4 基於網格技術的網絡中心戰模擬仿真 178
9.2.5 人工智能與作戰模擬 179
參考文獻 181
1.1 作戰模擬與現代海戰模擬 2
1.1.1 基本概念 2
1.1.2 研究內容 2
1.1.3 組成要素 3
1.2 現代海戰模擬的分類 4
1.2.1 按海戰模擬規模分類 4
1.2.2 按海戰模擬用途分類 6
1.2.3 按海戰模擬技術實現手段分類 7
1.3 海戰模擬的地位、作用和應用領域 7
1.3.1 海戰模擬的地位、作用 7
1.3.2 海戰模擬應用領域 10
第2章 系統仿真與戰場仿真 12
2.1 系統仿真 12
2.1.1 系統仿真的基本概念 12
2.1.2 系統仿真的分類 13
2.1.3 系統仿真的一般流程 15
2.1.4 系統仿真的作用 16
2.2 戰場仿真系統的建立 17
2.2.1 建立戰場仿真系統的基本思路 18
2.2.2 作戰模型分類 19
2.2.3 作戰模型的設計方法 20
2.2.4 海戰模擬系統中的主要模型 22
2.3 對作戰兵力仿真的基本方法 28
2.3.1 數據結構法 29
2.3.2 實體類法 32
第3章 現代海戰模擬技術 34
3.1 想定生成與管理技術 34
3.1.1 想定內容 34
3.1.2 想定描述 37
3.1.3 想定生成 41
3.1.4 想定分發管理 45
3.2 模擬態勢顯示技術 46
3.2.1 極坐標圖形顯示方式 47
3.2.2 二維直角坐標圖形顯示方式 48
3.2.3 三維視景顯示方式 51
3.2.4 三種顯示方式比較 55
3.3 數據收集與管理技術 57
3.3.1 作戰模擬數據範疇的分析 57
3.3.2 仿真數據收集基礎 59
3.3.3 HLA中的數據收集機制 61
3.3.4 數據標準化技術 67
3.4 VV＆A及可信度評估技術 69
3.4.1 基本概念 69
3.4.2 VV＆A及可信度評估的目標和策略 70
3.4.3 VV＆A的過程模型 71
3.4.4 校核和驗證技術 72
第4章 現代海戰模擬中的人機界面設計 76
4.1 人機界面的定義 76
4.1.1 廣義的人機界面 76
4.1.2 狹義的人機界面 77
4.1.3 人機界面的基本概念 78
4.2 人機界面的交互類型及其設計原則 79
4.2.1 人機界面的交互類型 79
4.2.2 人機界面系統設計原則 84
4.3 人機界面的設計原則 86
4.3.1 指導原則 86
4.3.2 數據輸入原則 87
4.3.3 輸出顯示原則 87
4.3.4 交互控制 90
4.3.5 錯誤管理 92
4.3.6 安全措施 93
4.3.7 其它要求 93
4.4 人機界面設計 94
4.4.1 系統的輸入/輸出 94
4.4.2 人機界面能力 95
4.4.3 人機界面的設計形式 95
4.4.4 人機界面的軟件開發過程 97
第5章 現代海戰模擬數據庫系統 100
5.1 海戰模擬數據庫設計 100
5.1.1 海戰模擬數據庫的數據分析 101
5.1.2 海戰模擬數據庫的概念模型設計 104
5.1.3 海戰模擬數據庫的物理模型設計 105
5.2 海戰模擬數據庫的接口設計 107
5.2.1 海戰模擬數據庫管理和維護接口設計 107
5.2.2 用戶查詢接口設計 108
5.2.3 程序調用接口設計 109
5.3 海戰模擬數據庫的安全性設計 110
5.3.1 操作系統層進行標識證實 110
5.3.2 DBMS存取控制 111
第6章 現代海戰模擬中的智能兵力生成 112
6.1 智能兵力生成概述 112
6.1.1 計算機生成兵力概述 112
6.1.2 CGF中的人工智能技術 113
6.1.3 CGF中的的人類行為建模 114
6.1.4 CGF中的行為模型開發 115
6.2 智能計算機生成兵力決策需求 115
6.3 貝葉斯決策方法 116
6.3.1 貝葉斯決策定理 116
6.3.2 基於模糊貝葉斯網絡的情報信息融合 117
6.4 艦艇CGF中的智能決策 119
6.4.1 基於模糊貝葉斯的智能決策過程 119
6.4.2 艦艇防禦決策方案集 121
6.4.3 艦艇對空防禦方案優選 124
第7章 現代海戰模擬效能評估 127
7.1 效能評估概念和特點 127
7.1.1 效能評估概念 127
7.1.2 作戰模擬效能評估的特點 128
7.1.3 效能評估原則 128
7.2 效能評估指標體系 130
7.2.1 效能指標與效能評估 130
7.2.2 效能評估指標體系的分類 130
7.2.3 效能評估指標體系建立的原則 132
7.2.4 效能評估指標體系建立的一般過程 133
7.3 效能評估方法 135
7.3.1 作戰效能指數法 135
7.3.2 基於WSEIAC的效能評價方法 137
7.3.3 基於TOPSIS的綜合效能評價方法 139
7.3.4 基於層次分析法的效能評價方法 140
7.4 效能評估系統 142
7.4.1 評估數據管理 142
7.4.2 訓練模型管理 143
7.4.3 評估顯示管理 144
7.4.4 訓練基礎數據及系統管理 149
第8章 現代海戰模擬訓練系統設計 153
8.1 模擬訓練系統需求 153
8.1.1 功能要求 153
8.1.2 性能要求 153
8.1.3 其它要求 154
8.2 模擬訓練系統組成 154
8.3 模擬訓練系統硬件設計 155
8.4 模擬訓練系統軟件設計 157
8.4.1 總體結構 157
8.4.2 主要功能 157
8.4.3 軟件信息關係 162
第9章 現代海戰模擬的發展現狀及趨勢 165
9.1 海戰模擬的發展現狀 165
9.2 海戰模擬的發展趨勢 166
9.2.1 智能作戰模擬技術 168
9.2.2 虛擬現實技術 171
9.2.3 專家系統與作戰模擬 174
9.2.4 基於網格技術的網絡中心戰模擬仿真 178
9.2.5 人工智能與作戰模擬 179
參考文獻 181
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