基于探索性分析的装甲装备体系效能评估方法

针对装甲装备体系效能评估中需要解决的现实问题,提出一种基于探索性分析的装备体系作战效能评估方法。该方法以探索性分析理论为指导,结合作战模拟与解析模型二者的优势,建立装备体系作战效能模型族,在此基础上针对作战中的不确定因素进行探索性分析与评估。结合坦克编队作战效能评估问题,给出了该方法的分析框架和应用步骤,说明了方法的有效性和可行性。     

信息化战争体系对抗探索性仿真分析方法研究

针对战争复杂问题探索性分析评估的需求，基于国防大学战争模拟系统，提出了进行探索性仿真分析评估的框架。在此基础上，分别从复杂问题的探索性分析、分析结果的实时仿真和模拟结果的综合集成三个方面，对信息化战争体系对抗的探索性仿真分析方法进行了具体地研究，并以战术弹道导弹攻防体系对抗为例，简单描述了仿真应用的构造过程。     

武器效能评估通用框架的形式化描述

武器系统效能分析依赖于很多复杂、相关的因素.其中一些因素是客观可测的,更多的因素是主观和无法直接测量的.形式化描述的这种由四级量度标准和三类算子组成的武器效能评估通用框架,将目前主要的军事系统分析方法统一于一体.在该框架下可以合理地确定任务和任务成功的量度标准及武器装备性能量度到任务效能量度的关键联系,实现军事作战中复杂武器平台内组件的实际性能到基于任务的作战效能的映射,从而有效地对武器装备系统和武器装备体系的效能进行评估.该框架为在统一的方法和指导下进行武器装备系统和武器装备体系效能分析奠定了基础.     

基于计算实验的探索性分析框架研究

提出基于计算实验的探索性分析方法,该方法可用于复杂系统的不确定性分析,既适合对其进行高层次规划与论证,又适合对其进行详细评估.提出了实验规划的概念,从整体上将仿真实验的各准备步骤进行统筹规划.结合实验规划,以信息化作战体系对抗为例,给出了基于计算实验的探索性分析框架的组成和过程.本框架已初步成功应用于C4ISR系统的效能评估.     

基于效能评估的复杂电磁环境探索性仿真方法

提出了基于效能评估的复杂电磁环境探索性仿真方法,该方法以利用精细的电磁对抗分析模型和构造基于复杂电磁环境不确定性Shannon概率熵测度的参数不确定空间为基础,采用可视化和探索性分析手段,从武器装备效能角度对复杂电磁环境问题进行了仿真分析研究;最后,结合雷达探测效能分析给出了一个应用该方法来刻画复杂电磁环境特征的应用示例.     

基于置信规则推理的武器装备体系贡献度评估

针对武器装备体系贡献度评估中存在任务与能力关联复杂、数据处理缺乏有效性等问题,提出了基于置信规则推理的体系贡献度评估方法。首先,搭建了体系贡献度评估框架,通过使命分解和作战体系分析建立了“任务-能力”关联矩阵,并在此基础上构建了网络化多层次的评估指标体系。然后,利用基于置信规则推理的评估方法对体系作战效能进行推理。最后,根据体系贡献度评估模型计算武器装备体系贡献度。以空中遮断作战体系为例进行分析验证,结果表明该方法有效反映了体系的涌现性,客观评估了武器装备的体系贡献度,能够为装备迭代更新、作战体系发展规划提供理论支持。     

复杂体系效能测度建模研究

根据复杂体系的概念及其所呈现出的多种特性,提出了复杂体系“两层四级”的效能测度建模框架,并针对复杂体系内部的相互位置层次及其功能关联定义了度量实体、层级映射、系统关联性和软构层等相关概念,清晰地阐释了复杂体系效能测度建模时体系层次映射的实质;最后,进行了复杂体系效能测度的通用建模设计,从而为复杂体系的效能评估以及体系改进和优化提供一定的理论指导.     

基于仿真的复杂武器系统作战效能评估框架研究

复杂武器系统作战效能评估是军方和工业方共同关心的科学问题。指出了现有武器装备作战效能仿真评估缺乏面向复杂武器系统的针对性、缺乏以仿真方法为主导的形式化评估框架等问题。采用“性能-效果-效能”分层的思路搭建了基于仿真的复杂武器系统作战效能评估指标体系框架,并进行了形式化研究。该框架综合考虑不同种类的仿真输入、效果指标和效能指标,能够一体化地指导复杂武器系统的作战效能仿真评估工作。结合弹道导弹的作战效能评估进行了案例研究。     

可组合的Agent体系仿真模型框架研究

当前基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法被军事仿真界普遍认为是军事作战研究、特别是网络中心战(network centric war, NCW)环境下的网络中心作战研究的最佳方法。针对体系效能评估应用,需要在统一的作战概念框架下形成可重用的体系模型框架,能够根据体系(system of systems, SOS)效能评估需求定义和灵活组合不同的作战实体Agent模型,支持对不同体系效能评估问题的研究。基于ABMS开发方法,在统一的作战概念模型框架下对物理域、信息域、认知域和社会域进行合理抽象,建立了可组合的体系仿真模型框架,据此开发了面向体系效能分析应用的仿真平台,用户可以根据体系效能评估问题和作战背景,快速定义和组合不同的作战实体Agent模型形成体系仿真应用系统,进行体系对抗仿真分析与评估。     

空中远程作战体系效能评估的组合分析方法

针对体系效能评估方法复杂多样,评估周期长、费用成本高等问题,利用组合分析方法设计了一种仿真分析算法,对作战体系效能评估问题进行研究。以空中远程作战体系为研究对象,在模块化体系结构基础上,通过组合不同组件模块,生成了若干备选方案。对比不同选项方案,采用拟线性近似方法以及优化算法进一步评估各选项效能与费用,分析了有效边界与凸形边界上备选方案的筛选过程,得到了最优备选方案结果,为决策者提供了决策依据。仿真结果表明,该方法快捷有效,从大量备选方案能筛选得到最优方案,同时体现了体系作战的涌现性特点,有效分析了具体任务下体系效能的评估问题,为体系效能评估提供了一个新的思路。     

战争系统体系能力需求的建模与仿真

战争是一个典型的复杂系统，战争系统的需求论证必须适应信息化战争条件下体系对抗和整体性的特征，需要用新的理论和方法来指导。论文重点从战争系统体系需求的描述框架，基于效果的体系能力规划，探索性仿真实验，以及综合实验评估分析等不同侧面对战争系统体系能力需求论证进行探讨。     

改进的体系进化架构优化设计方法

针对体系的复杂性、自主性和演化性特点, 提出一套能够对体系开展优化设计的流程方法。通过引入联合能力集成与开发系统的需求分析方法对体系进化架构进行改进, 提升体系进化架构对需求的获取能力。并在进化算法优化的过程中, 对体系级、系统级和子系统级各层设计变量采用一体化编码形式纳入到进化架构中。最后, 以海上救援问题作为应用案例, 验证了优化设计方法的可行性。     

基于Sobol敏感性分析的装备体系保障效能评估

现代化作战都趋向于体系与体系间的对抗,装备体系保障能力已经成为影响装备体系作战能力的关键。为了定量衡量装备体系保障的效果,需要对装备体系保障效能进行科学的量化评估。首先进行装备体系保障能力分析,得出装备体系保障能力指标。其次,基于Sobol敏感性分析方法,对装备体系可用度进行敏感性分析,得到装备体系保障能力指标的重要程度。然后,基于Sobol敏感性分析,综合采用幂指数法提出装备体系保障效能评估方法。最后,通过多智能体仿真方法对某装备体系保障效能进行仿真评估,验证了所提方法有效性。     

基于面向对象思想的SoS体系结构设计方法

针对一类由众多组件系统集结而成的系统之系统（system of systems, SoS）以美国国防部体系结构框架（DoDAF）为标准,提出了一种基于面向对象思想的SoS体系结构DoDAF作战视图产品五阶段迭代设计方法。利用UML静态和动态建模机制的特点,采用自顶向下、自底向上相结合的方式实现SoS体系结构作战视图产品的面向对象描述。以一个战术导弹防御（tactical missile defense, TMD）系统为例,详细说明SoS体系结构DoDAF作战视图产品的面向对象设计过程,并总结了该方法的两大优越特性：横向通用性与纵向可复用性,以及由此给SoS体系结构带来的“柔性”优势。这是传统设计方法所不能实现的。     

网络体系效能评估改进FDNA模型

网络体系(system of system, SoS)的效能评估是SoS建设和分析的重点问题。传统功能依赖网络分析(functional dependency network analysis, FDNA)方法可以展示SoS“松散耦合”特性, 但缺乏对组件系统的运行独立性、效能衰减性、拓扑规律性等特征的关注。针对此, 在考虑多态问题的基础上, 通过Markov过程分析, 推导组件系统的自主效能衰减函数与系数, 改进了传统方法中的固定参数, 求得节点的动态效能值。在界定“相关SoS”概念的基础上, 计算组件系统可靠度的重要度, 识别关键节点, 构建网络SoS效能评估函数。以五节点航天SoS为例, 演示评估过程并验证了方法的可行性。     

基于SBCP的武器装备体系演化分析方法

论述了一般系统演化问题的基本概念与研究层次,针对武器装备体系演化问题的具体特点提出了其控制层次的总体设计思想,将仿真技术与约束规划机制相结合提出了基于仿真的约束规划(simulation-Based Constraint Programming,SBCP)集成设计框架,探讨了层次化模型体系构建、体系演化轨迹产生,以及启发式方案搜索机制等主要设计环节,建立了基于SBCP的武器装各体系演化设计过程.SBCP集成设计框架对于具有多层次实体结构的一般系统演化问题也具有借鉴意义.     

不同攻击策略下作战体系网络抗毁性研究

信息化条件下,作战体系网络抗毁性成为提升体系作战效能的重要研究内容。在分析作战体系网络结构以及常用抗毁性测度基础上,提出了基于自然连通度的复杂网络抗毁性测度;依据攻击方掌握信息程度的不同,将攻击策略分为随机攻击、恶意攻击和条件攻击策略3种,以及去点和去边两种攻击方式。在不同的攻击策略下,通过仿真分析探索了不同复杂网络结构与复杂网络抗毁性之间的规律。     

基于任务的体系对抗仿真数据采集方法研究

仿真系统的数据采集是仿真系统应用的重要环节。体系对抗仿真数据采集面临的主要问题是传统的数据采集方法不区分数据的任务属性,导致后期分析任务的完成情况时难以得到相关数据。针对该问题提出了基于任务的数据采集方法,对采集的数据按任务进行组织,支持后期对仿真结果的分析和其他应用。介绍了该方法的主要内容和实现过程,给出该方法一般流程和总体框架。数据采集实例诠释了该方法的实际应用过程,验证了该方法在体系对抗仿真中的实用性。     

基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗仿真

以复杂系统理论为指导,采用还原论与整体论相结合的研究方法,基于复杂网络拓扑结构、多Agent理论与计算机仿真技术对信息化战争体系对抗作战行为演化的微观作用机制与宏观涌现现象复杂行为机理进行探索性研究,提出基于复杂网络的信息化战争体系对抗建模与仿真的技术路线,建立基于复杂网络与多Agent理论的信息化战争体系对抗仿真模型,分析信息化战争体系对抗建模与仿真的关键技术,探讨信息化战争体系对抗仿真建模的主要方法,并就基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗建模与仿真的发展前景进行了展望。

Abstract：

The micro-interactions and macro-emergence mechanism of evolutive behavior on the combat System of Systems （SoS） created for Net-Centric Operations （NCO） was researched on the guidance of system complexity theory,complexity science and Complex System Theory （CST）,combining Reductionism with Holism,on basis of complex network modeling,multi-agent and computer simulation technology.Then,the technical scheme of Simulation of the SoS vs.the SoS of the Net-Centric Operations （MSSNCO） was put forward,which included constructing simulation models for the SoS vs.SoS of NCO on the basis of Complex Network （CN） and Multi-Agent theory.Successively,the key technique of MSSNCO was summarized;at the same time,the major modeling methods of MSSNCO were analyzed.Lastly,development tendency of CN-based MSSNCO was prospected.