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我国的航空应急救援发展比较落后,不仅装备数量不足、型号不匹配,专业性训练和指挥也很缺乏,而在执行任务前对任务方案进行评估可以更好地为航空应急救援任务的实施提供支持。本文针对应急救援任务中的运输任务,通过循序渐进的方式逐步实现航空应急救援体系的任务级体系部分的基本模型,以进行运输机和直升机为主要交通工具的航空应急救援任务的仿真和评估。
具体而言,本文的研究可归纳为如下四点:
1) 利用体系概念来描述航空应急救援体系。航空应急救援体系具备体系的相关特征,并且也存在体系研究的相关热点问题。典型的航空应急救援体系可以分为三个层次,分别是国家级、区域级和任务级的航空应急救援体系。本文还提出了航空应急救援体系的建模可以通过五个步骤分阶段来实现。
2) 使用面向对象技术对运输机任务进行建模和仿真。通过分析典型的运输机任务,本文将相对复杂的运输机任务分解为对象和业务,其中任务对象包括飞机、货物和机场;业务则分为地面段和飞行段,并且地面段可继续细分为各个具体的地面服务。该模型通过每个对象执行各自的业务来实现整个运输机任务过程。通过基于仿真的效能评估方法,运输机任务模型可以用于对任务方案和运输机设计方案的仿真和评估,并给出了两个案例验证。
3) 将多Agent建模方法用于直升机救援任务的建模和仿真。通过分析典型的直升机任务,本文将直升机、机场、地面人员和指挥部等任务对象作为Agent进行模型搭建。本文通过Agent的感知、动作、决策和个性来进行通用的Agent设计,不同的Agent具有各自的参数设置以实现具体的功能。在典型的直升机救援任务中,各个Agent存在于最高指挥层、高级指挥层、低级指挥层、空中层和地面层等五个信息层中以进行交互。通过基于仿真的效能评估方法,直升机任务模型可以用于对任务方案和直升机设计方案的仿真和评估。此外,使用指挥部Agent进行辅助决策与否也给使用者提供了更多的任务方案评估方式。本文还提供了三个案例来进行模型的验证。
4) 将运输机任务和直升机任务综合集成为体系任务,并搭建软件框架进行体系任务的仿真评估。本文通过将相对独立的运输机任务和直升机任务进行异步计算,并进行任务中的信息共享和资源分配,来实现体系任务的仿真。通过该体系任务模型,不仅可以单独评估体系内单个任务的效能也可以评估整个体系任务的效能。本文提供了两个案例来对比不同运输机配置和直升机配置下的任务方案。
总之,通过建立面向对象的运输机任务模型、基于Agent的直升机任务模型以及体系任务模型,本文基本实现了航空应急救援体系的任务级建模并部分实现了区域级体系仿真,为更高层次更为复杂的体系建模和仿真奠定了基础。而本文的研究所衍生的软件工具可以用于航空应急救援任务方案的评估,也可以在论证阶段用于不同型号运输机和直升机的评估。
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