目前的做法、标准和技术旨在实现分布式仿真系统中的国防作战环境的相关静态合成表示。然而,现实世界的作战环境是动态的。天气随时间和地点的变化而变化,地形受到自然影响(如暴雨、雪、洪水)以及部队行为的影响,如弹药对建筑物和基础设施的破坏。在多个模拟系统联合的情况下,作战环境的静态和动态表现都需要保持一致。

本文描述了北约科技组织MSG-156任务组(TG)正在进行的工作,研究仿真架构、流程和标准,旨在实现改进和一致的跨仿真系统的动态环境表示。这包括气象数据在模拟中的表现,动态修改地形的过程和仿真系统检索仿真作战环境的当前状态的协议。建模和仿真服务(MSaaS)被认为是实现这一目标所需的一个关键的推动因素。

本文描述了一组用例和从这些用例中得出的概念模型。本文还包括一个用于实现一致的动态合成环境的拟议架构,以及对评估拟议解决方案的计划实验的描述。

应用案例

MSG-156采用的技术方法是基于四个用例,这些用例将被用作与部署、整合和执行模拟场景有关的方法和原型方法的实验基础,其中包括天气的相关表现和干扰(即天气影响)对部队行为的影响。

  • 近距离空中支援(CAS)。
  • 现实天气下的空中交战。
  • 受天气影响的交通能力。
  • 地形修改。

建议的初始架构

北约MSG最近的一项发展是提出MSaaS作为分布式军事仿真的前瞻性方法。M&S服务是一种特定的M&S相关能力,由提供者根据明确的合同,包括服务级协议(SLA)和接口,提供给一个或多个消费者。分布式仿真是由现有的、可重复使用的或新实施的专用服务组成。

MSaaS方法的一些优势已经在相关工作部分有所阐述。TG最初也考虑过遵循一种更传统的方法,基于使用现有的基础设施和协议(即DIS和HLA),来实现相关的动态SE。然而,使用更传统的方法有很多限制,特别是当不使用集中式的SE模型,而是由每个联盟维护自己的SE实例时,在所有联盟中维持一个相关的SE是很困难的。这就需要采用标准化的变形算法,以及动态效应的预期结果(例如,软土上的弹药爆炸)。过去已经进行过实验,基于在动态交互发生后发送完整的SE数据层的delta,打包成DIS协议数据单元(PDU)或HLA消息。然而,这些方法并没有得到很大的支持。此外,DIS/HLA的设计并不是为了向联盟的模拟分配大量的动态数据层,通常更有效的做法是让联盟只提取与他们的模拟和感兴趣的领域相关的数据层。

考虑到上述情况,为了提出未来的证明概念,并与其他正在进行的MSG活动保持联系,包括MSG-131/MSG-136("建模和仿真即服务(MSaaS)--快速部署可互操作和可信的仿真环境")和MSG-164("建模和仿真即服务--第二阶段"),小组决定采用MSaaS方法。理想情况下,新的服务组件,可重复用于其他实验,将从该小组的工作中产生。

高级服务架构

  • 静态地形和天气

只要不考虑动态地形和天气方面,高水平的服务架构看起来很简单。在本技术小组正在进行的工作中,地形和天气数据被转移到一个数据存储库中,该存储库向地形服务和天气服务提供经过质量验证和优化的数据。这两个服务使用服务接口将数据传递给连接的联盟。图5显示了这个架构。

  • 动态地形和天气

为了处理动态地形,该架构必须被扩展。静态部分仍然保留并提供最初的数据供应。动态地形方面意味着地形数据可能会由于天气或联合模拟(如空对地导弹)的影响而改变。例如,大雨造成无法通行的道路,或者武器撞击产生弹坑或摧毁建筑物。

为了支持动态地形效应,引入了地形交互和修改服务(TIMS)。这种服务的任务是接收事件,计算对地形的影响,最后使用地形服务更新地形。为了完成这个任务,TIMS提取感兴趣区域的地形数据,处理修改并将修改后的数据送回给地形服务。此外,地形服务还必须推送变更通知,以通知其他联盟成员。图6显示了由此产生的架构。

为了清楚起见,有两类TIMS。联盟-地形交互和修改服务负责联盟引起的修改,天气-地形交互和修改服务负责处理天气相关的影响。从技术上讲,它们应该使用相同的接口。

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