作者：吴晓燕，许素红，刘兴堂 （空军工程大学导弹学院） 01 引言 标准化工作不仅在国民经济和社会发展中发挥着非常重要的技术基础作用，在具有广阔军事应用前景的系统仿真领域，它也占有很重要的地位。
作者：吴晓燕，许素红，刘兴堂
（空军工程大学导弹学院）
标准化工作不仅在国民经济和社会发展中发挥着非常重要的技术基础作用，在具有广阔军事应用前景的系统仿真领域，它也占有很重要的地位。随着科学与技术的飞速发展，仿真技术在军事与国防建设中的应用日益广泛，作用越来越突出。尤其是现代高技术战争对仿真技术提出了更新更高的要求，并推动着军用仿真技术的发展，使得对M&S 标准化和规范的研究迫在眉睫，而对军用仿真领域的复杂仿真系统来说，对于 VV&A的标准/规范研究就更为迫切，它是我军M&S 标准化和规范研究的一个重要内容。
特别需要指出的是，我国已成为 WTO 的正式成员，加入 WTO 对我国的影响将是全方位的和深远的。从一定意义上说，WTO 就意味着规则，这个规则的核心就是各成员方按统一的规则办事，这不仅是 WTO 成员间进行经济贸易的行为准则，也对其他领域有着重要的借鉴意义。规则就是法，各行各业、各个领域都要有章可循，有法可依，科学技术研究领域也不例外。所以，复杂仿真系统的 VV&A标准/规范研究具有非常重大的现实和深远意义。
国外仿真界，尤其是西方和美国，非常重视M&S 可信度评估及 VV&A标准/规范的研究、建立及推广应用，并一直将VV&A 技术及仿真系统可信度评估的研究，作为系统仿真技术及应用研究的重点。
早在二十世纪70年代中期，美国计算机仿真学会（SCS：Society for Computer Simulation）就成立了“模型可信性技术委员会（TCMC：Technical Committee on Model Credibility）”，专门进行与模型可信性相关的概念、术语和规范的研究。自二十世纪90年代以来，国外许多政府、民间部门和学术机构都成立了相应的组织，以制定各自的建模与仿真VV&A的规范。1996年，美国国防部 (DoD：Department of Defense)的国防建模与仿真办公室（DMSO：Defense Modeling and Simulation Office）专门成立了军用仿真 VV&A工作技术支持小组（TST：Technical Support Team），负责起草国防部VV&A建议规范（RPG：Recommended Practice Guides），于1996年11月完成了这一建议规范的第一版。随后，又历经4年，通过对第一版的修改和完善，于2000年完成了VV&A建议规范的第二版（VV&A RPG BUILD 2），并在国际互联网上建立了专门的网页（//www.msiac.dmso.mil/vva/）公开发布。在此期间，IEEE也于1997年公布了关于分布交互仿真系统VV&A的建议标准（IEEE1278.4），给出了关于大型复杂仿真系统 VV&A的一个比较全面的指导。
值得一提的是，美国DoD对建模与仿真 VV&A研究的高度重视还体现在组织管理上。正如以上所述，在美国DoD的领导支持下，美国国内除了有TCMC这样的专门组织以及TST组织外，还有VV&A技术工作组（TWG：Technical Working Group）和VV&C“老虎队”（Tiger Team）等一系列组织。这些组织的成员来自美国的四面八方，既有美国军方（陆、海、空三军）的代表、国防部高级官员和M&S执行机构的成员，也有科研和学术机构的代表，甚至还有工业部门的代表。正因为如此，使得美军在建模与仿真 VV&A 技术这块领域上，已经形成了规模宏大，技术力量雄厚、组织管理严密、多级层次及统一协调的研究与应用体系。
我国的仿真工作者也非常重视仿真系统的可信度评估及VV&A问题。近二十多年来，许多学者在这方面做了非常有意义的研究工作，而有关这方面问题的研究也一直是国内系统仿真领域研究的热点和仿真学术会议的主要议题。但总体来说，我国对仿真系统可信度及VV&A的研究仍处于起步阶段，表现在研究工作比较分散，缺乏规模，尚未建立关于仿真系统可信度及VV&A的概念体系，对可信度评估理论和方法也没有形成统一的标准。在仿真系统的开发过程中，对VV&A工作的重要性、必要性缺乏认识。特别是国内还没有类似于美国 TCMC 这样的专门机构来负责协调，更没有组织国家队对仿真系统可信度评估及VV&A技术进行专门的研究，使得这方面的研究工作进展缓慢。尤其是我国至今还没有仿真系统VV&A的标准/规范，使得仿真系统的开发者、应用者和管理者在进行仿真系统可信度评估工作过程中，无章可循、无法可依。例如，对于仿真系统VV&A的中文解释，就有“校核、验证与确认”，“校核、验证与验收”，“验证、证实和认可”和“确认、验证和认定”等多种不同的提法。
综上可知，我国在仿真系统可信度评估及VV&A技术研究方面与发达国家及国际先进水平相比，差距非常大。随着仿真系统的规模日益扩大和复杂程度的增加，使仿真系统VV&A的难度和要求不断提高。因此，对复杂仿真系统VV&A和可信度评估的研究必将成为今后仿真系统VV&A研究的重点。尤其是对于复杂仿真系统VV&A标准/规范的研究，更是我国军用仿真技术领域亟待解决的关键问题之一，是我国军用仿真技术发展的“瓶颈”问题。
军事和国防应用是推动系统仿真技术发展的重要源动力，不断发展的新需求是仿真技术持续发展的生命线。因此，系统地把握军事应用领域的需求是有效地发展军用仿真技术的基础。在我国，对复杂仿真系统VV&A标准/规范的研究，有着非常旺盛的军事需求。
3.1 复杂仿真系统 VV&A 标准 / 规范研究是推动和促进我军 M&S 标准化的迫切需要
“国防军事领域对仿真日益扩大的需求，是对军用仿真技术的发展挑战，更是机遇。要有效地满足这些需求，需要新的发展模式。其中政策与管理是保证军用仿真技术协调发展和高效应用的两个重要因素”，因为，“管理是基础，标准与技术是核心”。而M&S标准/规范的制定则是军用仿真技术政策与管理工作中一项非常重要的任务。20世纪90年代之前，M&S 领域的一个明显标志就是各自为政，各个仿真应用之间只具备有限的互操作，缺乏共同的技术框架，模型与仿真的通用性和可重用性不好，缺乏必要的VV&A。20 世纪90年代初期，美军就开始认识到M&S的管理与标准化问题的重要性，并着手解决仿真系统的“烟囱”问题。在美国DoD“建立互操作性的标准和协议，促进军事部门的仿真”及“更好地共享信息、性能和资源”的倡议下，经过近10年来的发展，美军的 M&S 管理及标准化体系已经相当完善，并仍在不断地发展。
近年来，我国也逐渐开展了 M&S 标准与规范的研究，为了满足技术发展的迫切要求，许多部门与单位也先后制定了一些有关仿真系统建设与研究以及进行仿真试验的军用标准与规范。但这方面的研究工作还很不完善,有待于进一步深入研究。尤其是直到目前，我们还没有国产的M&S 标准/规范与体系，这与我国军事与国防建设对仿真技术的需求是非常不适应的，势必制约我国军用仿真技术的发展。不容置疑，我军M&S标准与规范体系的建立刻不容缓。
VV&A标准/规范是我军M&S标准的一个重要内容。美国DMSO于1995年10 月公布的建模与仿真主计划（MSMP：Modeling and Simulation Master Plan）的第五个大目标就是要为 M&S 开发人员和使用人员提供一个有效的 M&S 基础设施，它包括硬件、软件、人员、知识库等各个方面，其中，较重要的基础设施就是M&S资源库（MSRR：Modeling and Simulation Resource Repository）。而要建立可靠的MSRR，VV&A是最关键的环节。
因此，为使M&S能完成其基本目标，M&S标准化与规范化的开发必须比其他工作优先开展。而在这当中，又应该优先发展关键性的M&S的标准种类，如，系统设计与体系结构标准种类，战场空间功能描述标准种类，数据标准种类，对象管理标准种类，综合仿真环境表述标准种类，VV&A的标准种类及仿真可视化的标准种类等。所以，VV&A标准/规范是M&S标准/规范中应优先发展的关键标准种类。
3.2 建立复杂仿真系统 VV&A 标准 / 规范是健全和发展我国军用仿真系统的需要
我国军用仿真技术发展的目标是：需求牵引、系统带技术，技术促系统、系统服务于应用。国内外军用仿真技术发展的实践表明，应用是仿真技术发展的源泉和动力。只有服务于应用的仿真系统的发展，才能带动技术的发展。所以，对于发展军用仿真技术来说，健全和发展仿真系统是至关重要的。因为，军用仿真技术的核心，就是建好、用好仿真系统。只有以此为纲，才能带动军用仿真技术的全面发展。所以，军用仿真技术的发展必须与服务于武器装备和军事应用领域的仿真系统的发展紧密结合。
可信度评估与VV&A是军用仿真系统研究与开发中的关键技术，是提高军用仿真系统模型与仿真可信度以及仿真结果可用性的技术保障。由于仿真系统是利用仿真模型代替被研究的对象，在计算机或其他仿真设备组成的环境中进行实验的系统。所以，军用仿真系统的可信度评估研究应从整个仿真系统角度出发，全方位地进行可信度评估。VV&A是可信度评估的基础，而军用仿真系统开发的各个阶段都对仿真可信度有重要的影响。因此，复杂仿真系统的VV&A是伴随军用仿真系统设计、开发、运行及维护全生命周期的一项非常重要的工作。
随着国防与军事领域对仿真系统应用的需求及依赖性的不断增强，特别是更加强调仿真系统的交互性和重用性的大型复杂仿真系统的出现和应用，使军用仿真系统的功能和性能获得了巨大的提高，同时对仿真系统可信性的要求也愈来愈高，从而增加了仿真系统校验的难度，使VV&A在仿真系统开发和应用中的作用更加突出，使得对仿真系统进行全面有效的VV&A已成为仿真系统开发和应用工作的大势所趋。这就迫切需要建立复杂仿真系统VV&A的标准/规范，用于指导军用仿真系统VV&A的工作，为建好和用好军用仿真系统提供有利的技术保障。
从政策上来看，对于均为大型复杂仿真系统的军用仿真系统来说，从设计、建设、开发、使用直到维护，都需要整个国防部门建立一系列的政策、规范和标准，尤其是对于军用仿真系统的VV&A，我国在这方面的政策建立势在必行。
3.3 作战仿真对复杂仿真系统 VV&A 标准 / 规范的需求
作战仿真是国防与军事领域仿真的一种基本模式。当今，世界各国军队都将作战仿真系统作为进行作战训练和武器系统使用训练的首选工具。作战仿真在联合作战时代是军用仿真技术应用的基础，是一个国家制定中长期发展规划和实施决策的一个必不可少的环节。
最能体现军用仿真建模水平的就是作战仿真系统。它具有模型描述的多侧面性、模型的多层次多精度要求、模型的复杂性以及采用面向对象的建模方法等特点。这些特点决定了其可信度评估与VV&A的重要性及难点。同时，由于“作战仿真是一种可以快速更换作战环境、实现实兵对抗，具有很好量化功能的作战研究方法”。因此作战仿真系统对仿真可信性与VV&A的要求是很高的，而且与工程仿真相比，作战仿真的可信度评估与VV&A 研究非常困难，难度相当大。
首先，工程系统仿真通常是对一个具体的问题、具体的应用环境的仿真，具有明确的输入、条件和数据。而且，在对模型与仿真结果进行可信性分析时，可以将被仿真系统的试验或测量数据（如新机型的试飞数据、导弹武器系统的试验或打靶数据等）与计算机仿真结果进行比较，获得初步的仿真可信性。并且，对同一型号的武器装备，其主要性能也都具有可比性。
而“战争的仿真是一个世界难题。战争是大量的人（有组织的、无组织的）和武器在一定的时间、空间环境下的对抗过程，每一次战争（每场战斗、每个战役）的实践都是不可重复、不可逆的社会现象。而且，因为作战有大量的人参加，人怎样决策以及他们的行动，有着很多不可控和不可知的因素”。所以，作战过程是一个十分复杂的、不是仅能用确定型数学模型可以描述的过程。
其次，系统仿真与计算机游戏的更大区别在于：系统仿真必须具有可信性。计算机游戏尽管也是一种仿真，但它对可信性要求较低，因为它毕竟是一种娱乐。但对于作战仿真，就必须具有逼真的作战环境和逼真的作战过程，即作战仿真必须具有非常高的仿真可信性。特别是作为用于武器系统研究、评估，作为对作战方案的评估，尤其是作战后果的预测等，必须解决仿真可信性问题。尽管应用系统仿真技术，通过建立模型、校验模型、验证模型和确认模型等定量的研究方法可以实现具有一定的可信性的作战仿真。但目前，作战仿真的可信性还很低，必须研究提高作战仿真可信性的技术与方法。
尤其重要的是，作战仿真为分布交互仿真，它不仅涉及大量具有不同逼真度和不同类型的模型，而且作战模型的数据来源也是多渠道的，且人与环境间的交互存在一定的主观因素和不确定性。因而，作战仿真的可信性仅在少数情况下能对某些方面能做出定量的表示和评估，大多数情况下可信性只能进行主观表示和评估。这就使得对作战仿真系统进行VV&A非常困难，必须建立规范的VV&A 以限制人为的主观因素。
综上，为了提高作战仿真系统的可信度水平，应尽快建立一系列的VV&A标准/规范，以指导作战仿真系统的VV&A工作过程和方法。
3.4 建立复杂仿真系统 VV&A 标准 / 规范是建设我军通用仿真环境和仿真应用系统的需要
以信息技术为核心的精确打击是高技术战争的主要特征。高技术战争对军用仿真技术提出了更新更高的要求，使得军用仿真技术面临着重大的挑战。现代军用仿真技术将向综合性、快速性、环境复杂性、灵活性和规范化的方向发展。而通用仿真环境和仿真应用系统的建设，则是我国军用仿真技术在今后一个时期的发展方向和目标。因此，建设我军的通用仿真环境和仿真应用系统势在必行。这个通用仿真环境应该基于一个通用（共用）的M&S技术框架，能支撑仿真应用系统的开发、运行、演示、管理、控制和评估。即，通用仿真环境应是仿真应用系统的开发与运行环境，它规定了仿真应用系统的框架，同时提供一组构件、工具、方法和典型应用系统。这个通用的仿真环境，就是基于高层体系结构（HLA：High Level Architecture）的M&S通用技术框架，它包括 HLA、任务空间概念模型（CMMS：Conceptual Model of Mission Space）和数据标准（DS：Data Standard）。
在基于HLA的M&S通用技术框架中，HLA是用于解决系统的集成问题，它不仅是继 DIS2.x 和聚合级仿真协议（ALSP：Aggregate Level Simulation Protocol）后的新一代分布交互仿真体系结构，也是建设通用仿真环境和仿真应用系统的核心和关键所在。而 HLA 联邦可以看作是一个集成了众多分布仿真系统、满足新的仿真应用需要的标准仿真环境，是一种广义的仿真系统。
不同应用领域的用户在建立自己的HLA应用时，所采用的步骤可能各不相同。但从高层看，HLA 联邦开发和运行的过程可抽象为几个必须遵循的基本步骤。这些基本步骤对不同应用领域的仿真开发者，可能会采用不同的具体方法实现，由此导致所耗费的时间和所产生的效果也各不相同，特别是不利于 VV&A 的进行。因此提供一个结构化的、适合于工程系统的方法以指导 HLA 联邦开发与运行就显得十分必要。
为此，美国 DMSO 针对 HLA 应用系统的设计和开发，建立了 HLA 联邦设计和执行过程（FEDEP：Federation Design and Execution Process）模型。在 FEDEP 模型 1.5 版本中，将 FEDEP 抽象为六个步骤。在 FEDEP 模型中,联邦 VV&A 是必需的和不可少的，它是建立联邦可信性的主要机制。因此，必须制定联邦 VV&A 标准规范，以此指导基于 HLA 的联邦 VV&A活动。
复杂仿真系统的VV&A活动与其M&S的体系结构有关。IEEE 1278.4是基于DIS体系结构的，而HLA FEDEP的VV&A活动则是基于HLA体系结构的。国内已建成的综合防空多武器平台仿真示范系统，则属于DIS 与HLA混合体系结构。所以，深入地分析和研究这类系统的技术特点，结合我国国情和当前军事斗争准备的需要，尽快建立基于DIS与HLA混合体系的复杂仿真系统VV&A标准/规范，是建设我军通用仿真环境和仿真应用系统的迫切需要。
仿真系统可信度评估与VV&A技术是系统仿真领域中非常重要的共用技术。对复杂仿真系统VV&A标准/规范的研究，不仅是系统仿真技术的重要内容，也是我国国防和军用仿真领域亟待解决的难题，是一项具有重大意义的工作。它可以提高复杂仿真系统的置信度/可信性水平，加速实现复杂仿真系统可信度评估的标准化、智能化、集成化和自动化，加快我军 M&S 标准化与规范化的进程，满足我国国防事业和军事领域对复杂仿真系统VV&A标准/规范的旺盛需求。
感谢您阅读，我们下期见！
免责声明：文章内容不代表本站立场，本站不对其内容的真实性、完整性、准确性给予任何担保、暗示和承诺，仅供读者参考，文章版权归原作者所有。如本文内容影响到您的合法权益（内容、图片等），请及时联系本站，我们会及时删除处理。
为您推荐
NCSIMUL 通过上一期对三轴机床搭建的讲解和演示，想必大家已经能够搭建自己专属的三轴机床。
SAP(System Applications and Product) 软件在企业的部署着眼于中央业务流程的优化。
当前，全球新能源汽车产业发展驶入快车道，新产品新技术加快研发运用，技术创新带动产业持续升级。
项目管理中是将大的项目目标划分为各个小阶段任务，WBS就是化繁为简，将负责非项目拆分为简单的任务，它可让事情依照一定规则或关系，通过一层一层来分解，这样要做的任务可以变为小目标。
作者：黄鹏 审校：李达 适用版本：TC11 用户可以在TC中看到整个流程的历史记录，包括驳回，审批，编制的操作，这样可以方便我们查看哪些人参与了这个流程。
