09 A model framework-based domain-speciﬁc composable modeling method for combat system effectiveness

1.题目和关键词
Title:
A model framework-based domain-speciﬁc composable modeling method for combat system effectiveness simulation
一种基于模型框架的特定领域组合建模方法，用于作战系统效能仿真
Keywords:
Modeling and simulation建模与仿真；
Composable modeling组合建模；
Domain-speciﬁc modeling特定领域建模；
Simulation model framework仿真模型框架；
System effectiveness simulation系统效能仿真.

2.摘要
Combat system effectiveness simulation (CoSES) plays an irreplaceable role in the effectiveness measurement of combat systems. According to decades of research and practice, composable modeling and multi-domain modeling are recognized as two major modeling requirements in CoSES. Current effectiveness simulation researches attempt to cope with the structural and behavioral complexity of CoSES based on a uniﬁed technological space, and they are limited to their existing modeling paradigms and fail to meet these two requirements. In this work,we propose amodel framework-based domain-speciﬁc composable modeling method to solve this problem. This method builds a common model framework using application invariant knowledge for CoSES, and designs domain-speciﬁc modeling infrastructures for subdomains as corresponding extension points of the framework to support the modeling of application variant knowledge. Therefore,this method supports domain-speciﬁc modeling in multiple subdomains and the composition of subsystem models across different subdomains based on the model framework. The case study shows that this method raises the modeling abstraction level, supports generative modeling, and promotes model reuse and composability.

作战系统效能仿真（CoSES）在作战系统效能评估中具有不可替代的作用。经过几十年的研究和实践，组合建模和多领域建模被公认为CoSES（作战系统效能仿真）的两大建模需求。现有的效能仿真研究试图以统一的技术空间来应对作战系统效能仿真的结构和行为复杂性，它们局限于现有的建模范式，不能满足这两方面的要求。在这项工作中，我们提出了一种基于模型框架的特定领域组合建模方法来解决这个问题。该方法利用CoSES（作战系统效能仿真）的应用不变性知识构建了一个通用的模型框架，并为子领域设计了特定领域的建模基础设施作为框架的相应扩展点，以支持应用变量知识的建模。所以，该方法支持在多个子域中进行特定领域的建模，并支持基于模型框架的跨子域子系统模型的组合。实例分析表明，该方法提高了建模抽象层次，支持生成式建模，支持模型复用和可组合性。

3.创新点、学术价值
（1）该论文提出了一种基于特定领域建模（DSM）的复杂系统多范式建模方法，由于CoSES（作战系统效能仿真）是一种能够同时满足组合建模和多领域特征的仿真系统，因此该方法还可作为效能仿真模型开发的指导思想。
（2）该论文为作战系统的决策建模建立了DSM基础设施。
（3）在上述工作的基础上，该论文提出了一种基于特定领域的组合建模方法，该方法支持使用统一的模型框架来描述特定领域的结构和行为模式。

4.对结论的理解和对学习工作的启发
To meet the composable modeling requirement and multi-domain modeling requirement in effectiveness simulation, this paper proposed a model framework-based domain-speciﬁc modeling method. This method is based on the comprehensive utilization of current research fruits, domain knowledge and M&S experiences on CoSES. On the one hand, this method provides DSMEs to model AVK for subject domains in CoSES; on the other hand, this method uses AIK to construct a uniﬁed model framework to support the composition of subsystemsmodels across different domains. Therefore, this method raises the modeling abstraction level, supports generative modeling and composable modeling, promotes model reuse and portability, and improves the development efﬁciency.The case study proved the applicability of themethod.Although thismethod is proposedmainly to address themodeling issues in CoSES, it can also be applicable for the M&S of other complex systems.
针对效能仿真中组合建模和多领域建模的要求，提出了一种基于模型框架的特定领域建模方法。该方法是在综合利用CoSES（作战系统效能仿真）现有研究成果、领域知识和M&S（modeling and simulation，建模与仿真）经验的基础上提出的。一方面，该方法为CoSES中的主题域AVK（application variable knowledge，应用变量知识）建模提供了DSMEs（ domain-speciﬁc modeling environment，特定领域的建模环境）；另一方面，该方法使用AIK构建一个统一的模型框架，以支持跨域子系统模型的组合。因此，该方法提高了建模抽象层次，支持生成式建模和组合建模，提高了模型的复用性和可移植性，提高了开发效率。实例分析证明了该方法的适用性。虽然该方法主要是为了解决CoSES中的建模问题，但它也适用于其他复杂系统的M&S（建模与仿真）。

Futrue work:
（1）该论文仅针对三个典型领域（平台域、附属设备域(包括传感器、武器、对策)和决策域）构建了DSM（特定领域建模）设施，因此，应该研究DSM在其他领域及模型在其他领域是如何构成的，例如，传感器领域和对策域。
（2）其次，如果使用一种范式来支持不同域中的DSM，则可以通过基于范式的跨域模型联合分析来验证这些模型，例如，一个
平台模型的状态可达性分析（state reachability analysis）、它的决策模型和附属设备模型。
（3）第三，为了促进提出的方法的工业应用，许多技术问题应该得到适当的处理，如代码生成效率和DSME（ domain-speciﬁc modeling environment，特定领域的建模环境）的图形外观。
（4）最后，还可以对其他类型的复杂系统（如航空系统、交通网络）进行M&S（建模与仿真）研究，以实现该方法的普遍应用。

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