智能仿真系统项目申请报告.doc

基于XML的分布式智能仿真系统的设计和实现 项目申请报告 项目名称： 基于XML的分布式智能仿真系统的设计和实现 目 录 1．引言 3 1.1编写目的 3 1.2项目背景 3 1.3系统任务 4 1.4定义 4 2. 技术可行性分析 4 2.1 基于XML的分布式仿真 4 2.2 仿真系统的智能化 5 3．项目产品概述 6 3.1 软件 6 3.2文档 6 4．实施计划 7 4.1任务分解 7 4.2进度 7 4.3预算 7 4.4关键问题 7 1．引言 1.1编写目的 阐述项目“基于XML的分布式智能仿真系统的设计和实现”的应用背景、技术可行性研究、项目产品、开发计划、预算等。呈报微软亚洲研究院审批。 1.2项目背景 许多作战系统是复杂大系统，技术复杂、成本昂贵、风险高，在研发和部署前能不能用解析方法对其总体功能和作战效能进行评估，在研发和部署之后也不能进行实战演练，不可能靠数学分析来评估总体功能和作战效能。因此需要全面研究可行、有效的系统仿真方法。 随着计算机技术，网络通信技术和人工智能技术的发展，系统仿真技术已经从简单的纯数字仿真，发展到现在的复杂系统的综合仿真。仿真的范围和规模得到了极大的扩展，其复杂程度和相应的研发费用也急剧增加。如何降低综合仿真系统的复杂度和研发费用，成为目前综合仿真系统研究的热点和难点所在。 高层体系结构（HLA）是建模和仿真通用技术框架的核心，在可重用性互操作方面给出了一系列的规范和协议。 以最简单的飞行器探测为例，仿真联邦的组成如图一所示。 图一 探测器组网探测飞行器仿真联邦的组成 在分布仿真系统当中，节点都需要并且拥有大量不同类型的数据和模型，如仿真工程中与应用领域和仿真目的相关的资源库（包括环境数据库、实体属性数据库等）、模型库、知识库、仿真试验方案库等。在仿真过程中，还将不断产生大量新的数据，这些数据通常具有分布、异构、层次性、结构化、自治等特点。 为了实现不同粒度仿真模型的重用，还需要完善的、合理的数据交换标准的支持。因此，如何根据一定的模式，制定和完善相应的数据和模型标准，建立标准的数据交换格式，对仿真系统中的各个节点进行有效的信息集成，是非常有必要进行研究的。 仿真过程中涉及大量的思维和推理过程，而且大型作战仿真系统需提供最大程度的辅助决策支持，这也是仿真系统智能化成为目前综合仿真系统研究的热点和难点所在的原因。 1.3系统任务 基于HLA，构建分布式仿真系统的框架；基于XML，设计HLA对象模型的构建和表示方法；基于多agent，实现仿真系统的智能化。 1.4定义 XML：eXtensible Markup Language； HLA：High Level Architecture高层体系结构； DIF：数据交换格式； DTD：Document Type Definition文档类型定义。 2. 技术可行性分析 2.1 基于XML的分布式仿真 XML的出现，为分布、异构的先进分布仿真系统的数据交换格式、信息集成框架和方法的研究提供了一个全新的思路。 图二 采用基于XML的DIF的信息集成系统的体系结构 图三 基于XML的分布交互式作战仿真体系结构 基于XML的数据交换格式具有如下突出的优点： 1. 可增加自描述、可扩展，具有语言特征的标记，使得数据的含义十分直观； 2. 在DTD/XML Schema的帮助下可以创建出更加智能的文档； 3. 具有标准、统一、通用的解析器接口，避免了特定的文档格式的限制； 4. 若是标记的含义还不够明确和充分，可自由注释，而不会影响文档的解析； 5. 在符合DTD规范的前提下，可以根据需要调整数据在文档中的次序，而不会影响文档的解析； 6. 通过查询接口（自己开发或其它软件等），可以方便地在大型XML文档中查询、抽取出满足用户需求，具有语义特征的数据； 7. 结合XSL,可以根据需求，方便地将某些数据以特定的样式加以显示； 8. 与数据库有良好的接口，大批量的XML的文档可以采用数据库进行存储和管理。 2.2 仿真系统的智能化 智能Agent具有自主性（autonomy）、智能性（intelligence）以及通讯和协作能力（Communication and Cooperation）。并且，智能仿真Agent具有学习、推理、规划以及辅助决策等能力。将智能Agent与仿真建模技术相结合，可以充分而有效的利用知识的表示方法以及各种学习算法，推理方法等人工智能领域的研究成果。 图四 Agent的控制论模型 多Agent系统（MAS，Multi-Agent System）方法吸取了分布式人工智能和人工生命的理论，提供了解决复杂问题的分而治之的方法，能够解决规模庞大、结构复杂的问题。MAS最大的特点在于系统内Agent间的动态交互性。MAS技术用于仿真领域，十分适于建立非线性和复杂的系统模型。通过使用MAS，对非线性系统的组件实体利用Agent进行建模，而它们之间的交互关系可用Agent间的交互来建模。 3．项目产品概述 3.1 软件 ² 分布式交互仿真系统框架； ² 用XML构建和表示HLA对象模型例子。 3.2文档 ² 系统设计报告； ² 技术实现报告； ² 用户操作手册； ² 软件测试报告； ² 软件维护手册。 4．实施计划 4.1任务分解 ² 基于HLA，构建分布式仿真系统的框架； ² 基于XML，设计HLA对象模型的构建和表示方法； ² 基于多agent，实现仿真系统的智能化。 4.2进度 项目开发时间：六个月。 时间 进度 2003.10 可行性分析 2003.11 项目申请 2003.12~2004.1 系统详细设计 2004.2～2004.3 系统开发 2004.4～2004.5 系统测试与软件交付 4.3预算 需求分析：1000元； 相关技术研究：4000元； 系统开发：1000元。 共：6000元。 来源：微软亚洲研究院2000元、学院创新基金4000元。 4.4关键问题 主要风险因素：相关技术的研究。 第 7 页 共 7 页