基于分布式仿真的C4ISR效能评估系统设计与实现

C4ISR是取得信息化战争中信息优势的根本保障,评估其对作战结果的影响是一个具有挑战性的难题。依据C4ISR系统作战效能评估的需求提出了基于战场实体的C4ISR体系对抗仿真评估系统总体结构,重点研究了对抗条件下C4ISR系统作战效能评估指标体系和评估模型。针对仿真实现的需要,分别建立了信息优势和决策优势定量化度量公式,给出了信息优势和决策优势评估算法。最后,结合具体战役作战想定分析了仿真评估结果,验证了评估模型的合理性、有效性。     

指挥自动化系统效能评估方法探索

从分析C4ISR系统的工作流程入手,采用动态分析与静态分析相结合的方法,综合考虑C4ISR系统在物理域和认知域对系统效能的影响,构建了五层结构C4ISR系统综合效能评估指标体系。在此基础上,充分考虑各层之间相互关系及其对系统效能的影响,自底向上分别采用了层次分析法、网络分析法和云模型对相关层进行评估,对复杂系统综合效能的评估方法进行了探索。     

面向作战模型的C4ISR系统影响元建模方法

以C4ISR系统对火力毁伤过程影响的功能描述为重点,采用影响元建模方法,建立由系统能力、人员行为和人机交互三维矢量所构成的C4ISR系统的矢量空间模型,运用模糊综合评价方法获得C4ISR系统的信息支援能力系数量化指标,最后通过算例对模型进行验证,所得结果可作为作战模型的影响系数进行效能评估.     

战术数据链作战效能仿真

战术数据链是C4ISR系统的重要组成部分,其作战效能的评估是我军数据链系统发展中迫切需要解决的关键问题.监视是战术数据链的主要作战任务.讨论了战术数据链监视效能评估指标,建立了战术数据链监视效能仿真模型,利用对美军11号链的研究实例说明了战术数据链作战效能仿真研究的方法.建立的仿真模型和研究方法对战术数据链建设具有指导意义.     

基于Elman神经网络的作战效能预测模型研究

针对军事系统作战效能预测问题,采用基于支持向量回归的指标权重挖掘方法,通过比较偏导确定影响作战效能的关键因素,将优化后的效能指标和效能值分别作为模型的输入和输出,建立基于Elman神经网络的效能预测模型。并将其应用于C4ISR系统的动态作战效能预测分析中。结果表明,该方法能够减少不确定因素的影响,在一定程度上降低了预测模型的复杂度,为科学预测军事系统作战效能提供了有效的技术支撑。     

C4ISR系统信息优势评估模型研究

为保证未来信息化战争中的制信息权,解决C4ISR系统作战效能评估问题,提出了一种基于信息熵的C4ISR信息优势评估模型.首先从信息优势的角度分析了信息域中各个过程的信息转换质量,给出了传感器域模型、通信域模型和信息融合域模型,进而构建了C4ISR的信息优势评估模型.最后通过基于HLA的信息优势评估仿真验证了模型的合理性、有效性.     

C4ISR系统作战效能评估指标体系研究

从C4ISR系统物理域、信息域和认知域三个层面建立了C4ISR系统包括信息优势、决策优势和兵力倍增优势的递进的作战效能评估指标体系;通过在典型的作战场景中考察红、蓝双方的交战过程,定量分析了对目标态势获取及更新的时限要求,将其用于信息优势中信息时效性的度量;同时考虑到了对作战对方的信息能力的影响较全面地建立了信息优势的度量指标。     

基于影响图方法的C4ISR作战模型

影响图建模方法可对复杂系统进行规范化建模。包括C~4ISR系统的现代战争系统由武器子系统、通信子系统、指控子系统和探测子系统组成,是一类复杂系统。首先确定了表征这些子系统的参量指标,然后采用影响图方法建立了现代作战的影响图模型,进而建立了微分方程形式的C~4ISR作战模型。应用微分方程稳定性理论对C~4ISR作战模型进行分析,研究了C~4ISR系统对现代作战的影响。     

面向目标的C4ISR系统效能概念建模与一致性分析方法

为了解决C4ISR系统效能需求的获取与验证问题, 从C4ISR系统的软目标分析出发, 构造了C4ISR系统能力元本体, 提出了 一种本体引导的C4ISR系统效能需求获取算法; 利用UML Profile扩展机制, 设计了效能概念的对象建模方法; 探讨了基于本体概念推理的效能概念模型一致性检验算法, 研究了从UML模型到描述逻辑本体的映射算法; 最后以一个防空系统效能分析案例, 说明方法的理论可行性.     

基于OPN的C4ISR装备体系作战需求验证模型建立方法

作战需求验证是C4ISR装备体系需求开发过程的重要环节,仿真是作战需求验证的一种有效手段,而验证模型的建立是进行仿真验证的前提和关键.针对现有C4ISR装备体系作战需求仿真验证方法在验证模型的建模语言、建模方法等方面的不足,提出采用对象Petri网(OPN)建立仿真验证模型,深入剖析了建立验证模型所需的作战需求描述信息,研究了验证模型的建立过程,可有效支持作战需求验证仿真系统的构建.     

基于云模型的指挥控制系统效能评估

由于新一代指挥控制系统尚处于研制阶段,对其进行效能评估时存在诸多不确定因素,导致评估指标模糊性和随机性较大,引入云模型理论,将不确定性因素转化为定量化的数字特征,实现了定性指标的定量化处理。以作战指挥控制系统效能评估为背景,首先结合系统特点,在广泛征询专家意见的基础上,构建了评估指标体系;其次,为尽可能避免主观因素影响,利用排队理论求解指标权重,并采用逆向云发生器将不确定性指标转化为定量化的云数字特征;利用云运算规则将指标权重与指标云有效融合得出综合评价云,根据综合评价云与各标准云的相似度大小,得出综合评估结果。最后,通过与经典模糊综合评估法和云重心评判法的对比分析,验证了该算法的可行性。     

基于UML/OCL的C4ISR效能概念建模分析

为了统一描述军事电子信息系统(command control communication computers intelligence surveillance and reconnaissance, C4ISR)系统功能和效能两方面的需求,提出了一种基于统一建模语言/对象约束语言(unified modeling language/object constraint language, UML/OCL)的C4ISR效能概念建模和形式化验证方法。首先,利用效能相关概念扩展了DoDAF 2.0能力元模型,构建一个能够同时引导C4ISR能力的功能分析和效能分析的元模型;将该元模型描述为UML Profile,形成一种基于UML的C4ISR效能概念建模语言,并支持C4ISR效能概念模型检验;最后借助一个假想案例分析说明了该建模语言对C4ISR能力的功能和效能概念建模及模型验证的能力。该方法可弥补UML建模技术在特定领域效能分析方面的不足。     

基于数据挖掘的HLA仿真系统测试与评估

针对高层体系结构(high level architecture,HLA)仿真产生的海量数据,利用数据仓库以及数据挖掘技术进行测试与评估。通过基于HLA的C4ISR系统仿真为例,介绍了仿真数据仓库的存储模型。以战场中感知信息与客观信息的偏差程度作为评估指标,运用商业智能软件COGNOS,对C4ISR系统的情报侦察与电子对抗能力进行评估,发现并改正了仿真过程中出现的问题。实践证明了设计方案的有效性。     

基于正态灰云模型的装备维修保障系统效能评估

装备维修保障系统是一个复杂系统,对其效能进行评估是检验系统保障能力的重要手段。在分析装备维修保障系统构成的基础上,建立装备维修保障系统效能评估指标体系;考虑评估专家对指标权重判断的不确定性,采用区间层次分析法和三元联系数对指标进行赋权;利用正态云模型改进灰色三角白化权函数,提出一种正态灰云效能评估模型,集成了云模型和灰色评估法在处理模糊性、随机性和灰色性复杂问题方面的优势。最后通过实例分析和集对分析法、分形评估算法,验证了本文提出方法的有效性。     

基于云模型和证据理论的装备管理绩效评价

针对部队装备管理绩效影响因素复杂,评价过程具有模糊性、不确定性等特点,提出了基于云模型和改进证据理论的装备管理绩效评价方法。首先,构建了装备管理绩效评价指标体系,采用组合赋权法确定指标权重;然后,借助云模型对评语信息进行建模,构造基本概率分配函数,再引入Jousselme距离,通过计算证据可信度和可靠度得到证据的复合权重,以此作为权重系数对证据源进行修正;最后,采用改进的证据融合规则进行各指标基本概率分配融合,得到综合评价结果。通过实例分析验证了指标体系的科学性和算法的有效性,为部队装备管理绩效评价提供了参考。     

潜空导弹武器系统作战效能评估模型

针对潜空导弹武器系统作战效能评估中不确定性指标难以进行量化的特点,将灰云模型应用到白化权函数中,改进了灰色评估法白化权值的确定方法,实现了定性与定量评估的有效转换.并采用三标度法构造判断矩阵,克服了传统层次分析法求权值不够客观且需要进行一致性检验的缺点,建立了集成灰云模型和改进层次分析法两者优点的作战效能评估模型,提高了效能评估的可信度,为潜空导弹武器系统作战效能的评估提供了有效途径.     

效用函数在防空C3I系统效能评估中的应用

分析了防空C3 I系统效能的评估指标 ,介绍效用函数的特点和用于防空C3 I系统效能评估的可行性。讨论了效能评估指标体系、指标对系统效能的影响、指标的效用函数类型和指标效用值的计算 ,并给出采用多属性决策方法进行系统效能综合评估的模型及实现步骤。通过算例验证了方法和模型的正确性和实用性。     

基于模糊描述逻辑的C4ISR系统上下文环境分析方法

为了实现指挥信息系统自适应的决策支持,将上下文感知技术融入指挥信息系统的分析与设计,首先提出了C4ISR系统上下文元本体,借此定义指挥信息系统上下文环境的基本语义框架。在此基础上,结合元本体以及面向目标的需求分析方法思想,提出了C4ISR系统上下文环境信息获取和建模表示方法。此外,将模糊本体推理技术引入指挥信息系统上下文环境推理分析环节,通过设计上下文环境模型到本体的形式化规约算法,有效地将指挥信息系统的上下文环境信息形式化,并通过本体推理技术,实现了对系统上下文环境的推理分析。