基于GA的编队水下多目标防御火力分配研究

结合舰艇编队对鱼雷防御作战的特点,建立了舰艇编队水下多目标防御火力优化分配模型.为了获得全局最优解,将遗传算法(GA)用于水下多目标防御火力分配优化研究中,给出了基于遗传算法的模型求解方法和步骤.经过实例分析与计算机MATLAB仿真实现,得出编队抗击水下多目标的最优策略,取得了良好的目标分配效果,可为舰艇编队对水下多目标防御作战指挥自动化决策提供科学的参考.     

贝叶斯网络在战术态势评估中的应用

首先提出了一种新的战术态势评估的定义,即战术态势评估是对特定战场环境中敌方、我方、中立方所具有的各种战斗力要素的当前状态的描述和未来发展趋势的预测。接着介绍了空-地战中红方飞机与蓝方导弹阵地的对抗场景,在此基础上建立了红方飞行员通过机载电子装备的状态判断蓝方高射武器的型号和状态的贝叶斯网络,然后运用所建立的网络动态演示了在空-地战中态势评估的内容和结果,最后讨论了在战术态势评估中运用贝叶斯网络的若干问题。     

战略核武器作战对抗数学模型

一、问题概述 假设红(A)、蓝(B)两方进行战略核武器作战对抗。红方首先发动核进攻,蓝方进行核反击。红蓝双方都拥有若干核武器,如地下并发射的洲际弹道导弹、战略轰炸机运载的核武器及核潜艇发射酌远程战略导弹等。为简化计,假设这类目标是点目标。双方袭击的另一类目标是面目标,它包括双方主要     

多目标多阶段最优化决策方法及软件开发

一、引言 文献[1]针对一定实际问题探讨了多目标多阶段最优化决策方法。[1]中提出了“可行状态点”、“可行边”及“可行策略”的概念和定义;给出了在给定约束目标下(例如工期约束条件)判别网络中各可行点、可行边和可行策略的三个充要条件;并应用动态规划方法,根据最终优化目标(例如总工时费用目标)确定出方案最优策略(网络最优路径),即多目标多阶段问题的最优决策方案。文献[1]给出的理论和方法适用于处理实际中存在的一类或几类多目标多阶段问题的优化决策(例如[1]中给出的     

两种射击方式下航空武器作战效能计算及其比较分析

齐射与连射是空一地攻击中最常采用的两种射击方式，以往的研究集中于独立连射下武器射击效能，而对齐射方式下武器射击效能未予足够重视。针对该问题，文章提出了对单个坚固目标攻击时，两种不同射击方式下空-地武器作战效能计算方法，而对每一种射击方式又考虑了多种不同情形，并进行定量的比较分析，为空-地武器的射击决策提供了依据。     

面向LVC训练的蓝方虚拟实体近距空战决策建模

真实-虚拟-构造为近距空战对抗训练提供了有力支撑。针对课题对蓝方虚拟实体的实际决策建模需求, 在对比分析深度强化学习与经典智能优化方法的基础上, 从优化理论的角度对神经网络的权值空间和结构空间进行定义, 提出基于智能优化的进化神经网络决策模型及其求解方法。首先,分析近距空战战术特点, 战机飞行运动模型, 实际决策建模需求。其次,分别设计战机关键飞行状态、动作空间、适应度函数, 实现蓝方端到端感知与决策。最后, 给出基于经典遗传神经网络的决策模型及求解示例。结果表明, 所提方法可实现蓝方战机通过对抗数据来学习对手作战特点的功能, 验证了模型及方法的有效性; 同时所提方法对目前智能优化及其改进算法, 以及不同结构神经网络具有通用性。     

基于仿真的闭环反导舰炮效能评定

根据闭环反导舰炮的误差分类和闭环校正原理,建立了一次射击过程中各类射击误差序列的仿真模型,给出了脱靶量估计的卡尔曼滤波方程,较详细地仿真了闭环反导舰炮的脱靶量估计和闭环校正过程。针对闭环舰炮所射击的来袭导弹目标特点,建立了射击提前点解算、目标命中面积计算等仿真中所涉及的数学模型。还给出了命中事件模拟、毁伤事件模拟和仿真次数计算的方法,从而建立了闭环反导舰炮对导弹目标射击一个航路的完整仿真数学模型。最后给出了仿真结果,进行了简单分析。     

弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配模型研究

在弹炮结合防空武器系统集群防御阵地,针对来袭目标群进行合理的火力分配是集群防御阵地实现射击效益最大化的重要因素,也是当前亟需解决的关键问题.在考虑弹炮结合防空武器系统自身结构特点的基础上,针对弹炮结合防空武器系统集群防御的特点,综合处理各种信息,基于非线性二次最优规划理论建立了弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配模型,并给出其相应的控制算法和流程图,实例仿真验证了算法的有效性和合理性.理论分析表明,该控制算法对弹炮结合防空武器系统集群防御的火力分配具有良好的支撑作用,为进一步研制弹炮结合防空武器系统集群防御的协同作战框架具有一定的参考意义.     

火力打击对防空群射击指挥效率的影响评估

针对现代防空作战中各种火力对抗异常残酷和激烈的实际,利用概率论和防空作战运筹方法,论述了敌人火力打击对防空群射击指挥效率影响的主要特点和评估方法,建立了指挥通信设备战损、群指挥所生存能力对射击指挥效率影响的评估模型.结合示例计算,描述了射击指挥方式与杀伤目标数之间的数量关系,归纳了遭受敌人火力打击时射击指挥效率变化的基本规律,分析了一个和两个群指挥所持续射击指挥的满足性.研究表明,对抗条件下的防空作战效果及其相关指标可以在战前评估.     

近程反导舰炮武器系统射击效率评估

近程舰炮武器系统担负着舰艇末端防空反导任务。提出了一种评估反导射击效率的方法,该方法选取了单目标毁伤概率、毁伤目标数学期望、服务概率作为射击效率指标。在确定舰炮武器系统有效射击区域的基础上,分析了反导可射击条件,研究了对单目标沿其航路射击的可射击时间、点射次数、受到各次点射的概率,利用经验公式得到单目标毁伤概率。然后,研究了多座舰炮对群目标射击时毁伤目标数学期望、服务概率两项评估指标的计算方法。实例计算分析表明该方法有效可行。     

Optimal index shooting policy for layered missile defense system

In order to cope with the increasing threat of the ballistic missile(BM)in a shorter reaction time,the shooting policy of the layered defense system needs to be optimized.The main decisionmaking problem of shooting optimization is how to choose the next BM which needs to be shot according to the previous engagements and results,thus maximizing the expected return of BMs killed or minimizing the cost of BMs penetration.Motivated by this,this study aims to determine an optimal shooting policy for a two-layer missile defense(TLMD)system.This paper considers a scenario in which the TLMD system wishes to shoot at a collection of BMs one at a time,and to maximize the return obtained from BMs killed before the system demise.To provide a policy analysis tool,this paper develops a general model for shooting decision-making,the shooting engagements can be described as a discounted reward Markov decision process.The index shooting policy is a strategy that can effectively balance the shooting returns and the risk that the defense mission fails,and the goal is to maximize the return obtained from BMs killed before the system demise.The numerical results show that the index policy is better than a range of competitors,especially the mean returns and the mean killing BM number.     

复杂外形飞行器目标的射线追踪法效率改进

针对计算效率是制约射线追踪（shooting and bouncing ray, SBR）法在复杂外形飞行器目标上应用的主要因素,在射线管口面确定和反射点求解两方面给出效率改进措施。把目标面元数据变换到入射坐标系中,在入射平面上投影并划分射线带,根据所有面元投影数据找到射线带的两个端点,所有射线带的集合即为射线管口面。对复杂外形飞行器目标在每个射线带上设置多个片段,完全避免不与目标相交的废射线管的产生。坐标变换之后入射方向与一根坐标轴平行,采用分组法加速第一次求交判断。在第二次及以后的求交判断中,根据射线方向将目标所在空间分为可见区和不可见区,仅对可见区的面元进行求交判断。对具有耦合特性的复杂外形飞行器目标进行了编程计算,对比分析了两种求交判断加速方法的效果,讨论了分组边长对分组法效率的影响。计算结果显示,该方法对复杂外形飞行器目标的计算效率为普通SBR法的7~8倍。     

Multi-Objective Cooperative Salvo Attack Against Group Target

This paper proposes a solution for the problem of cooperative salvo attack of multiple cruise missiles against targets in a group. Synchronization of the arrival time of missiles to hit their common target, minimizing the time consumption of attack and maximizing the expected damage to group targets are taken into consideration simultaneously. These operational objectives result in a hierarchical mixed-variable optimization problem which includes two types of subproblems, namely the multi-objective missile-target assignment(MOMTA) problem at the upper level and the time-optimal coordinated path planning(TOCPP) problems at the lower level. In order to solve the challenging problem, a recently proposed coordinated path planning method is employed to solve the TOCPP problems to achieve the soonest salvo attack against each target. With the aim of finding a more competent solver for MOMTA, three state-of-the-art multi-objective optimization methods(MOMs),namely NSGA-II, MOEA/D and DMOEA-εC, are adopted. Finally, a typical example is used to demonstrate the advantage of the proposed method. A simple rule-based method is also employed for comparison. Comparative results show that DMOEA-εC is the best choice among the three MOMs for solving the MOMTA problem. The combination of DMOEA-εC for MOMTA and the coordinated path planning method for TOCPP can generate obviously better salvo attack schemes than the rule-based method.     

基于系统动力学的海上反舰兵力损耗分析

为了研究海上反舰作战中的双方兵力损耗,以及电子设备对兵力损耗的影响,在提炼红方反舰和蓝方防守动态对抗系统关键因素的基础上,分析了变量间的反馈关系,构建了基于兰彻斯特方程的系统动力学模型并在VENSIM软件平台上仿真,比较了蓝方电子干扰和侦察设备处理信号强度不同时的模拟结果。仿真分析表明,在蓝方电子干扰和侦察设备处理信号强度程度相当时,蓝方的兵力损耗减少,而红方的损耗增多,为双方作战中减少兵力损耗提供了一定的理论支撑。     

针对要点防空模型的作战兵力优化研究

为了在现代化联合防空作战中,根据蓝方火力配置,红方能够做出最优的兵力分配,使防空效能最大化.从要点防空的任务角度出发,对作战兵力分配进行建模优化,并对优化后的兵力分配效能进行评估.首先选定任务背景为近海小规模局部战争,对复杂作战情况进行抽象得到模型.对模型进行优化,求解得到红方最优兵力分配结果,提出一种新方法,简化了对...     

对多波次目标直接分配到弹的反导火力规划方法

火力规划是反导力量作战运用的重中之重,对多波次目标的反导火力安排与分配是一个复杂的不确定多约束优化问题。在对反导火力规划问题分析的基础上,给出了弹 目分配时机、模型思路和假设。分拦截任务分配和弹-目分配两步建立了反导火力规划模型,拦截任务分配中,通过时间段分解将同时需要求解的多个问题转换为多个子时间段的一个问题;弹-目分配中,基于航路捷径、目标落点的不同,拦截弹拦截有利度计算是关键环节。模型突破以往研究目标不考虑时间约束的局限,建立起弹-目-时间对应分配关系,提供一种新的、动态的反导火力规划方法,仿真实例体现了模型较好的工程应用前景。     

基于随机邻域策略和广义反向学习的自适应差分进化算法

全局探索和局部开发能力之间的平衡以及对控制参数的整定是影响差分进化(differential evolution, DE)算法性能的主要因素。针对这两个问题, 提出一种基于随机邻域策略和广义反向学习的自适应DE算法。首先, 在每一代进化过程中, 算法从当前种群为每一个体随机选择相应的邻域, 其中最优个体作为基向量执行变异操作, 邻域中个体数量随进化动态更新。其次, 采用基于历史存档的自适应参数整定方法, 进化进程中根据“精英”信息动态更新算法各参数。最后, 在初始化和每一代进化结束阶段, 执行基于广义反向学习策略的种群初始化和种群“代跳”操作。通过基于27个标准测试函数的3组仿真实验, 验证了所提算法具有寻优精度高、收敛速度快、鲁棒性强的优点。     

以目标类型为主的一种威胁评估方法

结合现代防空作战的特点和指挥自动化系统的工作要求，对影响目标威胁评估的属性进行了分析，根据多属性决策理论和方法，提出了一种目标威胁评估方法。首先对目标类型进行分类；然后对影响目标威胁评估的各个属性进行划分；最后依据多属性决策方法，建立了目标威胁评估的数学模型，并通过示例介绍了威胁评估的求解过程。仿真结果表明，该模型能够有效目标威胁评估问题，能够有助于指挥员进行目标分配和提高防空武器系统性能。     

自适应差分进化算法求解多平台多武器-目标分配问题

针对水面舰艇编队防空反导作战中的武器-目标分配问题,建立了编队防空火力分配模型,将自适应差分进化算法应用到模型的求解与仿真中,并根据参数优化,改善了问题求解的收敛特性。针对模型求解的特殊要求,采用适当的编码方案,使种群个体编码满足约束条件,利用混沌序列初始化种群,加强种群的搜索多样性,变异、交叉参数的动态自适应策略和混沌序列扰动避免算法陷入局部最优等方法对算法进行优化改进,较方便快捷地解决了多平台多类型武器-目标分配问题。实例证明,该方法能够获得满意的结果,与其他智能算法相比,在优化性能上有较大改进。     

Attack and Defense Strategies in Complex Networks Based on Game Theory

To investigate the attack and defense strategies in complex networks, the authors propose a two-player zero-sum static game model with complete information which considers attack and defense strategies simultaneously. The authors assume that both the attacker and defender have two typical strategies: Targeted strategy and random strategy. The authors explore the Nash equilibriums of the attacker-defender game and demonstrate that when the attacker's attack resources are not so significantly abundant as the defender's resources, there exists a pure-strategy Nash equilibrium in both model networks and real-world networks, in which the defender protects the hub targets with large degrees preferentially, while the attacker prefers selecting the targets randomly. When the attack resources are much higher than defense resources, both the attacker and the defender adopt the targeted strategy in equilibriums. This paper provides a new theoretical framework for the study of attack and defense strategies in complex networks.