Creating Defence Models Using V-DEVS Framework

Abstract

Creating Defence Models Using V-DEVS Framework The aim of this paper is to present a development technique for virtual/constructive simulation of defence applications. The approach relies on the use of V-DEVS methodology providing a modular, hierarchical modelling structure and enabling to effectively synchronize simulation, visualization and user interaction. The practical importance and application possibilities of the research results are demonstrated by developing simulation models of unmanned aerial vehicles and a flexible manufacturing system producing military SUVs. Aizsardzības modeļu izveide V-DEVS ietvarā Imitācijas modelēšana tiek plaši pielietota militārās aizsardzības jomā, tomēr joprojām daudziteorētiskie un praktiskieaizsardzības lietišķo modeļu izstrādes jautājumi nav atrisināti. Šis raksts piedāvā imitācijas modeļu izveides metodiku aizsardzības lietojumu virtuālai un konstruktīvai imitācijas modelēšanai. Dotā pieeja balstās uz DEVS formālisma paplašinājumaV-DEVS (vizuālā diskrētu notikumu sistēmu specifikācija) izmantošanu, nodrošinot modulāru, hierarhisku modelēšanas struktūru un ļaujot efektīvi sasinhronizēt imitāciju, vizualizāciju un lietotāja mijiedarbību. Pētījuma rezultātu praktisko nozīmi un pielietojuma iespējas parāda izstrādātie bezpilota lidaparātu un elastīgās militāro apvidus automobiļuražošanas sistēmas imitācijas modeļi. Piedāvātie aizsardzības imitācijas modeļi ir izstrādāti, izmantojot V-DEVS bāzētu imitācijas modelēšanas programmatūras prototipu. Bezpilota lidaparātu imitācijas modelis ir balstīts uz hibrīdas daudzagentu geoimitācijas un apmācības ar pastiprināšanu koncepciju bezpilota lidaparātu komandas patrulēšanas uzdevuma risināšanai. Elastīgās ražošanas sistēmas modeļa mērķis ir parādīt praktisku modelēšanas scenāriju izveides iespējas, balstoties uz V-DEVS formālismu, un realizēto imitācijas algoritmu veiktspējas eksperimentālai pārbaudei. Lai gan ir nepieciešams veikt vēl papildus eksperimentus, iegūtie modelēšanas rezultāti skaidri parāda, ka V-DEVS pieeja ir piemērota aizsardzības modeļu izstrādei un analīzei. Iespējamais nākotnes pētījumu virziens šajā jomā ir saistāms ar aprakstīto imitācijas algoritmu un modeļu tālāku pilnveidošanu un validāciju. Разработка моделей в сфере обороны с использованием формализма V-DEVS Имитационное моделирование широко используется в сфере военной обороны, однако по - прежнему многие теоретические и практические вопросы разработки прикладных моделей обороны ещёне разрешены. Данная статья предлагает методику разработки прикладных имитационныхмоделей для виртуального и конструктивного имитационного моделирования в сфере обороны. Предложенный подход основан на использованиирасширения формализма DEVS с названием V-DEVS (визуальная спецификация систем дискретных событий), обеспечивая модульную, иерархическуюструктуру моделирования и позволяя эффективно синхронизировать имитационное моделирование, визуализацию и взаимодействие с пользователем. Практическую значимость и возможности результатов исследования показывают разработанные имитационные модели беспилотных летальных аппаратов и эластичной системы производства военных вездеходов. Предложенные имитационные модели обороны разработаны, используя основанный на V-DEVS прототип программного обеспечения для имитационного моделирования.Имитационная модель беспилотных летательных аппаратов основана на концепции гибридной многоагентной геоимитации и обучения с подкреплением для решения проблемы патрулирования группы беспилотных летательных аппаратов.Целью модели эластичной системы производства являетсяпоказать возможности создания практических сценариев моделирования, опираясь на формализм V-DEVS, а также - для экспериментальной проверки производительности реализованных алгоритмов моделирования. Несмотря на то, что необходимы дополнительные эксперименты, полученные результаты моделирования наглядно показывают, что подход V-DEVS является подходящим для разработки и анализа моделей в сфере обороны. Возможное направление исследований в будущем связано с последующим усовершенствованием и проверкой достоверности описанных имитационных алгоритмов и моделей.