导弹防御系统博弈仿真软件设计及数据分析

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导弹防御问题是军事领域研究的一项重要内容,其系统性能测试耗资巨大,不易反复进行,因此,计算机仿真技术大量应用于导弹防御博弈系统性能测试领域。而导弹防御系统博弈过程是一个典型的混杂博弈过程,需要充分考虑系统的混杂特性,开发专业的、具有自主知识产权的导弹防御系统博弈仿真软件,并对仿真过程中产生的大量数据进行分析,是一个关乎国家安全的重要课题。本文主要工作如下:(1)针对导弹防御系统博弈过程混杂特性描述不足及仿真数据处理难度大的问题,深入调研国内外导弹防御系统博弈仿真及数据分析的研究现状,总结现有仿真软件的不足,提出 了基于混杂随机时延 Petri 网(Hybrid Stochastic Timed Petri Net,HSTPN)的导弹防御系统博弈仿真软件以及基于Hadoop的仿真数据存储与分析方案。(2)针对导弹防御系统博弈过程典型环节的HSTPN建模问题,剖析博弈双方的攻防过程,总结导弹防御系统博弈过程中的混杂特性;在简要介绍HSTPN理论的基础上,给出导弹防御系统博弈过程中典型环节HSTPN博弈模型。(3)分析软件的功能需求,设计导弹防御系统博弈仿真软件的分层架构,包括人机交互层、数据结构层、推演仿真层以及文件存储层;基于MFC“文档-视图类”架构,设计软件分层架构的类架构及其包含的功能。完成建模功能、推演功能、模型存储与加载功能以及数据输出功能详细设计,并实现软件程序的开发。(4)设计导弹防御系统博弈过程末段典型案例,通过案例的建模与仿真,对导弹防御系统博弈仿真软件的功能进行测试。(5)搭建具有4个节点的Hadoop平台;基于HDFS及MapReduce完成了导弹防御系统博弈仿真数据存储、下载、分析功能的实现流程设计,并基于Java完成程序实现;利用末段典型案例进行仿真,获取仿真数据,并基于MapReduce对仿真结果进行分析。
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