面向任务的装备保障体系多Agent建模与评估方法

随着战争形态向着体系化、智能化转变, 装备保障体系有了新挑战。同时, 动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势, 动态支撑作战任务。目前, 装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配, 不能充分体现装备保障体系自主性等问题。首先, 基于多Agent方法, 从结构和流程两个方面对装备保障体系的任务层、基地层、装备层建模, 重点考虑保障任务中时间和空间约束问题; 其次, 提出面向任务的装备保障体系评价指标, 构建指标模型; 最后, 通过对典型作战任务对应保障活动进行仿真, 验证模型的合理性和有效性, 并完成装备保障体系的效能评估。本研究可为装备保障体系结构优化、流程设计等工作提供参考。     

兵力编成裁剪问题的定义与描述

由于指挥官控制战场作战资源实体，作战实体资源在任务上的聚集导致决策实体间需要复杂的交互协作。基于任务的兵力编成裁剪包括两方面的内容：一是裁剪指控决策结点，优化协作关系；二是裁剪指控结构，兵力优化编成。通过决策实体建模、协作关系定义以及兵力编成的描述，提出了基于任务的兵力编成裁剪问题的数学描述。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

基于Agent的装备体系基础模型建模分析

针对装备体系效能分析、装备采办等应用的建模需求,建立了包括类型、属性、交互、规则的装备体系七元组描述模型,构建了基于Agent的基础模型框架。重点研究模型中的交互元组,定义了消息的格式,采用AUML描述了通信协议。另外,根据各元组特点,设计了Agent内部结构。针对装备内部的信息/行为交互,建立了基于活动图的Agent内部活动模型。最后,给出一个实例说明建模的流程与Agent的活动过程。     

通用雷达装备模拟训练系统及其关键技术研究

针对当前模拟训练系统功能单一、型号专用、开发效率低、水平参差不齐等问题，提出了基于PLSE（Product Line Software Engineering）理论的仿真平台概念、通用雷达装备全任务模拟训练系统概念和面向领域的研究方法。建立了外观模型、机理模型、人机交互模型、训练评估模型和系统结构模型的模拟训练系统模型体系，基于此提出了模拟训练系统的四种典型模式。攻克了全任务模拟训练系统研发中的四项关键技术：①提出并实现了面向维修案例的故障建模、仿真和评估方法；②采用USB（Universal Serial Bus）技术建立了基于实装专用部件的人机交互设备通用设计方法；③应用分布仿真高层体系结构HLA／RTI解决了模拟训练系统中的紧耦合交互问题；④建立了基于组件技术的模型规范和软件体系结构，实现组合式的仿真应用构建模式。最后介绍了针对通用雷达装备领域构建的仿真平台和一种虚拟式全任务模拟训练系统。     

基于信息流的反导体系结构超网络均衡模型研究

从反导体系结构信息链路出发,对由感知、指控和火力实体节点构成的反导交战程序链的信息流价值需求均衡进行研究.首先,给出了反导体系结构交战程序链信息关系建模的相关假设,基于信息价值需求,分别对反导体系结构交战程序链的各级优化条件进行分析,建立了反导体系结构超网络信息价值需求均衡优化模型;其次,运用变分不等式理论,对该均衡优化模型进行分析与转化,利用模糊事件的可信性测度理论,推导了指控节点,火力节点的模糊信息量需求期望,冗余期望和缺额期望,建立了具有模糊需求的反导体系超网络均衡状态满足的变分不等式模型,设计了求解均衡解的修正投影算法;通过算例讨论了模糊需求对反导体系超网络均衡解的影响,最后验证了方法的可行性.     

北斗卫星导航系统效能综合建模与分析研究EI北大核心CSCDCSSCI

针对卫星导航系统效能要素多样、作用关系复杂的特点,构建了基于质量特性视角的导航系统效能指标体系,研究提出一种综合考虑空间信号精度、卫星平均中断间隔时间、卫星在轨测试时间、运载火箭可靠性、星间逻辑关系等要素的导航系统效能集成分析方法.该方法采用广义随机Petri网构建导航单星可用性模型,考虑随机故障和耗损故障构建导航单星可靠性模型,采用应力-强度分析构建导航单星能力模型,综合星间逻辑关系并运用动态贝叶斯网络开展导航系统效能建模与分析.北斗卫星导航系统仿真算例验证了方法的有效性和可行性,并对其他卫星系统效能分析具有一定的参考价值.     

基于GroIMP的水稻功能与结构仿真模型研究

为探索植物仿真模型构建方法及提高仿真模型构建效率,设计并实现了一个基于相关生长语法RGG及扩展L系统的植物模型构建语言XL的水稻秧苗功能与结构模型.该模型包含了光环境模块、植物结构模型、生理功能模型以及环境设置模块,从而能够在植物外部形态层面及内部生理功能层面同时来描述虚拟植物的生长过程,并通过对植物生理过程与形态结构及环境因子的交互作用的考虑,能够在开源及交互的建模平台GroIMP上实现对虚拟植物的生长状态进行综合预测与动态可视化.简要地介绍了模型中主要模及子模型构建的主要方法及模型构建的关键步骤,并通过模型的图形、数据输出验证了模型的有效性.经过简单地扩展,构建的模型可以直接应用到水稻整个生长期的建模仿真研究中.     

基于模糊云模型的C4ISR系统效能需求建模与分析方法

在C⁴ISR系统能力需求开发过程中,非功能性需求建模是一个难点,在综合模糊统一建模语言(unified modeling language,UML)与云模型的基础上,提出了一种面向C⁴ISR系统效能需求的建模与分析方法。首先,从系统效能需求建模入手,提出一种兼顾C⁴ISR系统功能和效能综合建模的需求分析框架,并通过扩展传统的UML来提高其领域适用性,实现对效能等模糊信息的建模。其次,结合该框架设计了一种效能云模型逆向生成算法,并提出基于云模型的综合效能评估函数构建方法,可以实现对系统效能的定量分析,评价系统完成使命任务的效果。最后,通过一个精简的区域防空系统案例验证了方法的可行性与正确性。     

天基信息支援体系离散事件仿真与效能评估

针对天基信息支援体系效能评估中存在的准确性与实时性无法兼顾的问题,以体系仿真为基础,提出一种基于离散事件仿真的效能评估模型构建方法。首先,基于仿真工具建立离散事件仿真模型,对体系的结构与运作流程进行模拟,并基于仿真模型构建评估指标体系,生成效能评估数据样本。之后,利用深度学习对复杂映射的强大表现能力基于深度置信网络构建效能评估代理模型,结合无监督预训练和有监督调优实现网络的训练和参数优化。最后,对仿真生成的测试集样本进行评估模型验证实验。结果表明,所提方法在计算快速的同时对原评估模型有很高的还原度。     

Command and control model based on complex information relation integration北大核心CSCD

In order to describe collaborative decision-making process, the command and control model is put forward based on complex information relation integrtion and OODA. The characteristics of individual decision-making are analyzed, the complex information relation is considered as the cause of OODA difficulty to describe collaborative decision-making exactly. From the perspective of armament system of systems combat, the information, data, intelligence and knowledge is defined based on knowledge management and Shannon's entropy theory. The basic element is confirmed and the information flow way is analyzed which in the physical, information, cognitive and social domains. From the perspective of information, the armament system of systems complex networks model framework is put forward based on the idea of using OODA to guide armament system of systems complex networks model design. The data, information, intelligence and knowledge flow is analyzed and the describing meta-model is put forward. Using the reticular structure of OODA to describe collaborative decision-making idea is proposed, the command and control model is put forward based on the idea, the simulating tool ExtendSim is used for simulation analysis and results show that our work offer a reference for innovate command and control thory. ©, 2015, The Journal Agency of Complex Systems and Complexity Science. All right reserved.     

基于区块链的动态指控方法研究

面向动态指控过程中指挥权限跨域重构与资源点对点动态调配需求, 基于区块链技术设计了动态指控组织架构模型, 在此基础上分别研究了基于认证联盟与共识阈值的权限流转模型、基于任务表单和装备表单的任务执行模型, 并依托智能合约建立了应急响应机制, 为动态指控中指挥权限可信流转与装备点对点访问提供了解决方案。通过Hyperledger Fabric搭建原型系统, 实验结果证明了方案具备可信性与较好的运行效率。     

基于Petri网的指挥控制流程仿真方法

作战指挥控制流程是影响军队作战效能的重要因素。从作战指挥控制流程的特点出发,分析了作战指挥控制流程的基本要素,提出了基于Petri网的作战指挥控制流程建模和仿真方法,建立了相应的点火规则和冲突分析算法,设计和开发了作战指挥控制流程仿真环境。通过对作战指挥控制流程的仿真,实现了对流程的定量化分析,为流程的优化和改进提供了决策支持。     

基于信息加工理论的指挥决策行为建模研究

分析了指挥决策行为建模在模拟训练、方案推演及指挥信息系统辅助决策功能设计开发等方面的需求。简要回顾了指挥决策行为建模的现状并梳理了建模难点,明确了指挥决策行为建模的目标。从信息加工的视角出发,结合信息加工理论的理论基础和指挥决策的信息特征论证了信息加工理论在指挥决策建模中的适用性。给出了指挥决策信息的分类及指挥决策信息向量描述方式,对指挥决策信息感知、信息综合处理和指控信息生成三个信息加工环节进行了建模,并建立了指挥决策信息加工流程。结合应用情况,对指挥决策信息加工一般过程模型的适用性和局限性进行了分析。     

面向任务的网络信息体系建模分析方法研究

网络信息体系作为信息化时代体系作战能力的催化剂和融合剂,正在改变着信息化作战形态及战斗力生成模式。本文在分析网络信息体系概念内涵的基础上,引入任务与体系的关联映射规则,提出了一种综合考虑超网络和服务化特征的网络信息体系“两维四网”模型构建及特性分析方法,并以空中突击作战为例,以服务信息流模体时延、任务执行精度、资源冗余度为特征度量指标,通过仿真实验验证了模型与方法的可行性和合理性。     

基于广义连续时间贝叶斯网络的指挥控制网络系统可靠性分析

指挥控制网络作为典型的复杂网络系统，其可靠性通常可以利用动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)来分析。由于DBN并不能很好地解决包含时间和非时间事件的指挥控制网络系统可靠性问题，因此提出一种具有二态条件概率表的广义连续时间贝叶斯网络(generalized continuous time Bayesian network, GCTBN)的建模方法。在此模型的基础上，得到了不同逻辑门的可靠度算法求解，进而针对指挥控制网络系统提出了无线电传播、通信设备以及网络的可靠性分析方法，从而综合地考虑到指挥控制网络执行不同任务的可靠性问题。通过对指挥控制网络可靠性问题的实际案例分析，验证了所提方法的有效性。     

作战指挥机构的建模与仿真研究

分析了信息技术带给作战指挥的机遇与挑战：信息技术为大大提高指挥效能创造了客观前提，但是使这种有利条件变为现实还需要有创新的作战指挥理论来支持。在借鉴企业信息化过程中所走的弯路，以及通过建立工作流的模型辅助领域专家进行企业工作流程重组得到了成功经验的基础上，提出在当前大力进行指挥自动化建设的同时，势必要变革作战指挥机构组织方式、工作流程、信息流程，建模与仿真方法是这一过程中不可缺少的一个环节。说明了两种仿真系统（人在环仿真系统与无人在环仿真系统）的构造思路，并着重分析了无人在环仿真系统建模的关键要素：组织结构、工作流程、信息流程、指挥手段、指挥者行为等，说明了各个要素的建模重点以及建模方法等。     

作战概念牵引的作战效能仿真评估指标构建方法研究

在对作战概念及其要素进行分析的基础上,提出了 作战概念牵引的作战效能仿真评估框架,并基于此框架提出了作战概念牵引的作战效能仿真评估指标构建基本思路,而后围绕基于描述的作战任务建模、基于分解的作战活动建模、基于效果的作战效能指标选取等具体方法进行了研究,最后以"有人/无人协同"作战概念牵引的地面突击分队山地要点夺控进攻战...     

网络化作战C2系统建模与仿真研究

信息化战争的体系对抗建模必须考虑网络化C2系统的建模问题.从实际需求出发,分析了信息网络及指挥机构建模问题,研究了C2组织结构中指挥决策节点的行为过程及其之间的信息交换关系,将整个C2组织结构看作耦合的两个网络：信息网络和指挥网络.建立了耦合的信息/指挥网络Agent模型和决策实体之间的信息流结构模型.设计并实现了一个基于网络化C2系统的信息化战争仿真实验平台.     

编队协同空战的信息交互策略

通过分析现有空战指挥控制通讯方法在编队协同空战中的局限性，编队协同空战的指挥控制关系以及编队协同空战指挥控制对通讯的需求，指出编队协同空战的通讯指挥控制是一个递阶通讯关系。提出基于通讯时间区间和言语行为理论的编队协同空战的通讯行为。针对空战的任务阶段和作战态势对通讯的需求，设计了战役作战阶段和战术作战阶段的信息交互策略。并以2对4空战为例，进行了仿真。仿真结果表明有效的信息交互策略，可提供编队整体的作战效能。