● 摘要
本文提出了复杂分布仿真系统的概念，所研究的对象包含了武器平台实体/系统、C4ISR（仿真）系统、自然环境、人及其相互间的交互，结构复杂、元素众多，由基于不同体系结构和规范标准的分布式系统组成并以仿真应用为主，将具有这些特征的信息系统的集成称为复杂分布仿真系统（CDSS）。本文主要针对复杂分布仿真系统的构建及互操作、C4I仿真、多媒体通信、人机交互等关键技术进行了研究与实现。全文共分为五章。第一章讨论了建模与仿真技术的发展，阐述了复杂分布仿真系统的基本概念，分析了先进分布仿真、C4ISR与网络中心战、C4ISR-仿真互操作、综合自然环境（SNE）的研究现状，最后引出了本文的主要研究内容。第二章提出了复杂分布仿真系统互操作框架，在此基础上提出了实现C4I仿真系统、分布仿真系统和SNE之间互操作的概念模型，讨论了构建复杂分布仿真系统的建模关键技术，如可重组性、基本对象模型、综合自然环境建模与仿真，给出了复杂分布仿真系统互操作DIF的基于HLA OMT的实现：CDSS FOM。结合开发的攻防作战仿真系统，介绍了CDSS FOM的应用情况。第三章讨论了C4I建模和仿真的有关问题，提出了分布仿真环境下C4I仿真系统的合理体系结构，介绍了用于C4I仿真的Lanchester方程和指挥控制对象的概念模型。提出了分布仿真环境下的通信仿真的框架结构和工程化的通信效应仿真模型，讨论了传感器建模以及数据链建模和仿真。介绍了开发的C4I仿真系统，以及提出并实现机场决策模型、应用决策─概率融合算法解决多预警机探测信息融合等问题。多媒体信息是复杂分布仿真系统中的一种特殊且非常重要的信息类型，是C4I（仿真）系统、建模和仿真系统内部以及它们之间所交换信息的重要部分。声音、视频、图象等多媒体信息与其它交互的数据比较，其数据量大，同时要求实时/近似实时传输。在第四章中，提出了一种通用的分布仿真环境下基于简化RTP协议的HLA/RTI多媒体通信解决方案，支持音频、视频、图象、文本等各类多媒体的双边和多边通信。设计了多媒体通信FOM/SOM，构建了多媒体通信原型系统，实现了多个联邦成员之间的多媒体通信。进行了相关实验，实验结果显示该方案有良好的实时性和高通信效率。此外还讨论了原型系统中网络带宽、QoS自适应调整策略、多媒体同步等问题，并就图象传输的特点进行了针对性的研究。第五章介绍了复杂分布仿真系统中人机交互的若干技术及其应用。开发了语音识别/合成仿真应用框架，采用语音识别合成技术，实现了对CGF仿真实体、作战单元以及图形界面具有自然交互特征的指挥与控制。介绍了复杂分布仿真环境下的三种视觉信息显示方式，应用基于矢量的幅值相移算法建立了三维立体声显示系统，提出了听觉信息显示包围球的概念对虚拟环境中感兴趣区域的声音事件进行管理。最后介绍了人机交互等技术在开发的虚拟指挥所、复杂分布仿真系统中的应用情况。结论部分对全文进行总结，阐述了本论文的主要工作和创新性成果，并对本文研究领域中需要进一步深入研究的问题进行了展望。