本技术涉及仿真模拟应急演练领域，具体涉及一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统。
背景技术：
1、应急演练建模与仿真包括物理行为建模和应急处置决策建模。物理行为建模是基于物理机理对应急演练实体的应急行为和过程建模；应急处置决策建模是基于突发事件作用对象、应急响应资源和环境信息，评估应急处置态势，确定应急处置目标，制定演练方法和演练样式，并合理分配应急资源，监控和调整处置行动方案，实现所有与应急处置相关的决策问题。应急处置决策建模主要用于描述应急响应单元的应急决策过程，是应急演练仿真的核心，其正确性和合理性对应急演练仿真结果具有决定性的影响。
2、现有的仿真决策建模主要包括模型内部自主决策和模型外部自主决策。模型内部自主决策依靠物理模型内部的决策逻辑，采用“硬编码”方式，将实体的自主行为规则固化在物理模型内部，直接实现对应急态势的理解，并形成相应的决策结果，例如，基于多角色（agent）的决策建模。模型外部自主决策是在模型系统外部专家知识的支撑下，人工录入指挥决策知识，将“人的知识”赋予模型，支撑模型在仿真运行中的决策过程，例如有限状态机、基于规则决策等建模。在应急仿真中，应急决策过程不仅仅受到推演规则和处置原则的限制，更受到环境中的不确定性、应急形势的动态变化以及资源有限性等因素的制约。因此，如何使应急处置决策模型能够更好地适应复杂环境，提高其决策的灵活性和适应性成为应急决策推演建模的核心问题。
3、在应急演练仿真中，仿真实体如何根据当前态势做出决策以更好地应对各种挑战，提高其在复杂应急场环境中的综合效能是一个重要问题。当前仿真决策建模技术主要包括有限状态机法、数据驱动、agent建模等方法，然而复杂多样的环境使得仿真应急决策求解面临巨大挑战。具体地，目前，仿真应急决策推演建模的研究进程面临以下几点难题：（1）传统仿真决策研究主要从模型内部和外部的自主决策两个方面进行，内部决策是依靠固化在模型中的决策逻辑实现对应急场态势的理解，外部决策通过录入专家知识经验实现仿真决策过程。然而内部决策开发难度较大，模型难以结合专家知识经验。外部决策虽利用专家经验，往往基于有限状态机实现规则决策，当状态空间规模增大时，有限状态机难以维护复杂的规则和条件描述空间。行为树是有限状态机的改进，支持增加单个行为节点或行为子树，在面对复杂应急处置场景时，构建的行为树出现可读性较差、不同模块间耦合强、结构固定难以适应态势变化等问题。
4、（2）当前主流仿真系统中模型的分辨率普遍在平台级，但是应急指挥长下达的应急处置任务中，执行单元规模较大，对应仿真系统实体模型分辨率较低，导致出现高层级应急指挥长下达应急处置方案与仿真系统模型指令之间的分辨率鸿沟。并且应急处置方案具有使命、任务、行动多个层级，使得方案具有多个分辨率，增加了这种差异的分辨率层级。
5、（3）应急处置环境的多变性、突发事件的多样性、突发事件作用对象策略的不确定性以及多层次决策流程的存在，使得应急处置决策模型需要在实时情境中做出高度复杂的决策，因此构建以当前环境到以目的为导向的行动的映射是十分繁琐与困难的。
技术实现思路
1、本技术的一优势在于提供了一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其中，所述基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统能够将低分辨率应急任务解聚为高分辨率模型指令，降低分辨率鸿沟及其对模拟应急演练的影响，还能够提高模拟应急演练的灵活度及其与实时环境的配合度。
2、本技术的一优势在于提供了一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其中，所述基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统充分利用行为树模块化和可复用特性，新增了行为树节点，通过多组行为树节点的灵活组装配置，构建应急决策规则，旨在逼真模拟应急演练过程。当实体状态空间增大时，只需在原来行为树基础上增加子树，可重复使用行为树单个节点，能够灵活地扩展行为树结构，提高模块的复用率。
3、本技术的一优势在于提供了一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其中，所述基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统中的决策模拟系统包括决策规则编辑器和决策调度引擎，其中，决策规则编辑器以可视化方式灵活录入专家经验知识，可与软件代码解耦，避免现有决策规则的“硬编码”模式，决策调度引擎调度处理决策规则，通过数据订阅接口可与仿真推演系统解耦，不受仿真推演系统版本约束。
4、本技术的一优势在于提供了一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其中，所述基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统利用分层思想，将应急决策过程划分为使命层、任务层和行动层，每个层级负责特定的功能，将低分辨率应急任务转变为可驱动模型的分层行为树，通过组合成分层行为树来推导决策结果，从而解聚成一组相互关联的高分辨率模型指令，并在行为树结构中设计了态势处理节点、黑板装饰节点、威胁评估节点、引用节点，能够提高行为树的组装配置灵活性，提高模拟应急演练与实时环境的配合度。
5、根据本技术的一个方面，提供了一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其包括：决策模拟系统和仿真推演系统，其中，所述决策模拟系统和所述仿真推演系统可交互地相互连接；所述决策模拟系统包括决策规则编辑器和决策调度引擎，所述决策规则编辑器用于生成决策规则脚本文件，所述决策调度引擎可通信地连接于所述决策规则编辑器，用于实时获取仿真推演数据和基于所述决策规则编辑器的决策规则脚本文件生成行动指令以及将所述行动指令发送至所述仿真推演系统。
6、其中，所述决策规则编辑器包括依次可通信地连接地使命层、任务层和行动层；所述使命层用于基于应急仿真中的事件状态将应急处置意图抽象化为应急使命；所述任务层用于基于使命层的应急使命分解为细化任务；所述行动层用于基于任务层的细化任务进行动作配置；所述使命层包括使命层行为树；所述任务层包括任务层行为树；所述行动层包括行动层行为树；所述使命层行为树、所述任务层行为树和所述行动层行为树之间通过引用节点进行链接。
7、其中，所述使命层行为树以防控引用节点、搜救引用节点、急救引用节点、转移引用节点作为所述使命层行为树的最低级节点和所述任务层行为树的根节点，并设有态势处理节点和黑板装饰节点。
8、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，所述态势处理节点和所述黑板装饰节点设置于所述使命层行为树的最低级节点的上一层级，所述态势处理节点用于将所述行动层行为树的叶子节点的状态信息写入所述黑板装饰节点；所述状态信息包括仿真推演系统的仿真实体模型状态、动作执行状态和任务目标完成状态。
9、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，所述任务层行为树包括用于确定是否适合正常防控的节点和用于确定是否适合紧急防控的节点以及紧急防控引用节点；并设有威胁评估节点和与威胁评估节点同级的选择节点。
10、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，所述威胁评估节点与所述用于确定是否适合正常防控的节点、所述用于确定是否适合紧急防控的节点以及所述紧急防控引用节点同级，所述威胁评估节点用于分析灾害威胁等级和空间距离以供所述任务层确定需要采用的防控方式。
11、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，与威胁评估节点同级的选择节点中的至少一个选择节点的下一级节点包括常规防控引用节点和占位防控引用节点。
12、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，与威胁评估节点同级的选择节点中的至少一个选择节点的下一级节点包括用于确定是否有防控目标的节点和用于选定防控目标的节点。
13、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，预设的灾害威胁等级包括低级、中高级和高级；预设的所述空间距离包括远距离、中远距离和近距离；当灾害威胁等级被评定为低级且空间距离被评定为远距离时，所述任务层采用常规防控方式，所述行动层行为树基于所述常规防控引用节点确定动作配置；当灾害威胁等级被评定为中高级和/或空间距离被评定为中远距离，所述任务层采用占位防控方式，所述行动层行为树基于所述占位防控引用节点确定动作配置；当灾害威胁等级被评定为高级且空间距离被评定为近距离时，所述任务层采用紧急防控方式，所述行动层行为树基于所述紧急防控引用节点确定动作配置。
14、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，所述决策规则编辑器用于以可视化的方式录入专家经验知识，并适于与软件代码解耦。
15、在根据本技术所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统的一实施方式中，所述决策调度引擎适于通过数据订阅接口与所述仿真推演系统解耦。
16、通过对随后的描述和附图的理解，本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
17、本技术的这些和其他目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
1.一种基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，包括决策模拟系统和仿真推演系统，其中，所述决策模拟系统和所述仿真推演系统可交互地相互连接；所述决策模拟系统包括决策规则编辑器和决策调度引擎，所述决策规则编辑器用于生成决策规则脚本文件，所述决策调度引擎可通信地连接于所述决策规则编辑器，用于实时获取仿真推演数据和基于所述决策规则编辑器的决策规则脚本文件生成行动指令以及将所述行动指令发送至所述仿真推演系统；其中，所述决策规则编辑器包括依次可通信地连接地使命层、任务层和行动层；所述使命层用于基于应急仿真中的事件状态将应急处置意图抽象化为应急使命；所述任务层用于基于使命层的应急使命分解为细化任务；所述行动层用于基于任务层的细化任务进行动作配置；所述使命层包括使命层行为树；所述任务层包括任务层行为树；所述行动层包括行动层行为树；所述使命层行为树、所述任务层行为树和所述行动层行为树之间通过引用节点进行链接；其中，所述使命层行为树以防控引用节点、搜救引用节点、急救引用节点、转移引用节点作为所述使命层行为树的最低级节点和所述任务层行为树的根节点，并设有态势处理节点和黑板装饰节点。
2.根据权利要求1所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，所述态势处理节点和所述黑板装饰节点设置于所述使命层行为树的最低级节点的上一层级，所述态势处理节点用于将所述行动层行为树的叶子节点的状态信息写入所述黑板装饰节点；所述状态信息包括仿真推演系统的仿真实体模型状态、动作执行状态和任务目标完成状态。
3.根据权利要求2所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，所述任务层行为树包括用于确定是否适合正常防控的节点和用于确定是否适合紧急防控的节点以及紧急防控引用节点；并设有威胁评估节点和与威胁评估节点同级的选择节点。
4.根据权利要求3所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，所述威胁评估节点与所述用于确定是否适合正常防控的节点、所述用于确定是否适合紧急防控的节点以及所述紧急防控引用节点同级，所述威胁评估节点用于分析灾害威胁等级和空间距离以供任务层确定需要采用的防控方式。
5.根据权利要求4所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，与威胁评估节点同级的选择节点中的至少一个选择节点的下一级节点包括常规防控引用节点和占位防控引用节点。
6.根据权利要求5所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，与威胁评估节点同级的选择节点中的至少一个选择节点的下一级节点包括用于确定是否有防控目标的节点和用于选定防控目标的节点。
7.根据权利要求5所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，预设的灾害威胁等级包括低级、中高级和高级；预设的所述空间距离包括远距离、中远距离和近距离；当灾害威胁等级被评定为低级且空间距离被评定为远距离时，所述任务层采用常规防控方式，所述行动层行为树基于所述常规防控引用节点确定动作配置；当灾害威胁等级被评定为中高级和/或空间距离被评定为中远距离，所述任务层采用占位防控方式，所述行动层行为树基于所述占位防控引用节点确定动作配置；当灾害威胁等级被评定为高级且空间距离被评定为近距离时，所述任务层采用紧急防控方式，所述行动层行为树基于所述紧急防控引用节点确定动作配置。
8.根据权利要求1所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，所述决策规则编辑器用于以可视化的方式录入专家经验知识，并适于与软件代码解耦。
9.根据权利要求1所述的基于行为树与多分辨率解聚的应急决策仿真模拟系统，其特征在于，所述决策调度引擎适于通过数据订阅接口与所述仿真推演系统解耦。
