基于概率图的作战任务智能规划方法

针对人工调配作战资源及规划方案效率低下的问题,本文提出一种基于概率图的作战任务智能规划方法,通过统计分析判定任务间因果关系,采用GNN抽取任务中的关键事件构建概率图并计算任务规划方案成功的概率,进而基于时间序列方法预测战场态势变化,实现辅助指挥员智能决策。最后,本文在某联合登岛案例中开展了方法验证,结果表明,所提出的方法可成功实现任务规划并具有可解释性,可实现对战场态势变化的预测和快速响应,在战场上为军队提供强有力的支持。     

一种新的伤害预测方法及其在防空作战态势评估中的应用

针对防空作战态势评估问题,基于空战作战单元少而精、战场态势变化迅速等特点,提出了一种新的伤害预测方法并将其应用于防空作战态势评估中,用以弥补传统方法在局部战场的实时性分析能力的不足,给出了伤害预测方法的基本原理及其广义化,以及伤害评估的量化方法,建立了基于伤害预测方法的态势评估模型。仿真实验结果表明,伤害预测方法能够对防空作战态势做出有效的评估,并取得较好的实时效果。     

合成部队多阶段作战任务成功概率仿真评估

考虑战场环境和战时装备维修保障评估合成部队多阶段作战任务成功概率, 对于辅助合成部队作战任务规划和装备维修保障决策具有重要的现实意义。在分析合成部队装备和合成部队装备维修保障模式的基础上, 构建了战时合成部队多阶段任务剖面; 通过对合成部队作战过程的分析, 提出了战时合成部队各阶段任务成功要求; 充分考虑合成部队多作战单元任务的协同性、合成部队装备的多样性及其战时随机共因失效(random common cause failure, RCCF)、战场环境下敌方火力打击和阶段任务时间的随机性、换件修理时间的不确定性等复杂因素, 利用蒙特卡罗仿真(Monte Carlo simulation, MCS)原理给出了合成部队多阶段作战任务成功概率评估的详细仿真流程, 并通过算例进行仿真和结果分析。研究结果表明:本文模型可用于合成部队多阶段作战任务成功概率评估和战斗阶段持续时间优化, 并为战时合成部队备件携行方案优化奠定了模型基础。     

防空仿真系统中多层次飞行靶标作战规划研究

提出了防空虚拟战场中多层次多智能飞行靶标协同作战的仿真方法,给出了机群的战术和航路规划算法.研究了分层作战计划并制定了战术编队和队形保持方法,根据虚拟战场威胁情况建立飞行路径图,并对路径图进行了多样化处理和约束处理,利用遗传算法针对长机进行航路规划.针对飞行器实施作战任务过程中可能面临的新威胁,设计了实时重规划方法.仿真实例验证了多层靶标规划的可行性和机动性,可作为其他作战仿真系统中空袭方的执行参考.     

战场资源的裁剪与聚类方法研究

战场资源的裁剪是从战场态势的全局资源视图产生基于任务的战术视图。通过对功能能力、作战平台资源和作战任务的定义,提出了基于任务的作战资源实体剪裁方法,包括作战使命的分解、资源实体裁剪过程的数学描述以及作战资源实体分配到任务的匹配算法,并以联合战役为例,分析并设计了从联合战役作战资源的全局视图生成基于任务的战术资源视图。     

基于本体的无人系统任务规划研究综述

作战知识是提高无人系统的自主作战能力的重要因素。如何系统规范地存储和表示作战知识, 使无人系统能够根据高层任务指令, 自主完成任务规划, 并基于不断更新的战场知识进行重规划和智能决策, 是一个新的研究领域。首先, 通过对任务规划领域概念、规划方法和知识表示方法的梳理, 提出了基于本体的任务规划框架。然后, 总结了本体在机器人、无人系统、军事任务规划等领域的应用情况, 分析了当前研究的特点和不足, 并提出了该领域的重要研究方向。最后, 针对构建无人系统任务规划本体时应遵循的原则和需要关注的关键能力指标进行了论述。     

作战任务优选建模及求解方法研究

针对作战任务规划中的任务优选问题，结合属性图与影响网定义一种作战任务图，以描述任务、效果及其相互之间的关系。基于作战任务图构建任务优选模型，提出作战效果网络传播算法和资源约束判断算法，并利用改进的差分进化算法进行求解。实验结果表明，作战任务图能够形象地描述作战任务及效果之间的关系，而基于作战任务图的模型及求解方法具有可行性和有效性。     

基于UML的作战任务规划和推演控制算法研究

军事作战任务规划和态势推演的控制算法是实现军事作战仿真的重要条件.简洁的作战任务规划和高效的推演控制算法能够极大地提高作战仿真的效率.概述了作战任务规划系统的构成,提出了面向对象的实体模型建模方法和实体行为的描述规范,以此来创建概念模型.在此基础上提出了基于UML的作战任务两层规划方法和基于解析信息存储结构的推演控制算法.并且应用到作战想定编辑和推演工具的开发中.给出了作战任务的实例验证.     

飞行作战任务过程的工作流网模型

建立飞行作战任务过程模型是综合运用态势评估、故障诊断等技术设计新一代智能座舱的基础,同时也可应用于飞行员的行为预测及评估。本文以战术轰炸任务为例,介绍了工作流网技术在飞行作战任务建模上的应用。针对传统Petri网不能体现态势变化对飞行员行为的影响,本文设计了带非齐次弧的分层Petri网应用于战术轰炸任务过程的工作流网建模中,使子网变迁的平均实施速率可以随着航线状态的变化而变化,同时给出了利用可达性定理证明工作流网合理性的方法。在子网中,设计了变λ随机Petri网应用于飞行员执行任务过程的建模中,并利用该模型分析了飞行员的稳定工作状态,为飞行员行为预测、评估建立基础。     

基于Agent的作战单元行为规划方法研究

在海军多兵种协同攻击蓝方海上舰艇编队的作战想定背景下,为拟制红方参战兵力联合作战协同行动规划计划,采用智能体理论和多智能体技术,将担负作战任务的作战突击兵力定义为作战单元智能体,建立了作战单元智能体的BDI原型结构模型。基于分布计划的分布规划方法,定义了作战单元智能体的协同作战行为规划范围,建立了其协同行为规划问题求解操作方法类模型和行为规划模型,描述了作战单元智能体拟制协同作战行动计划方案的整个规划过程。通过规划形成决策功能,完成了协同行为规划初步计划方案,通过行动计划管理功能完成领域行为规划库的管理。     

基于鲁棒多目标优化方法的UCAV武器投放规划

研究了无人作战飞机（unmanned combat aerial vehicles, UCAV）对地攻击阶段的武器投放鲁棒性规划问题。针对现有规划方法在处理战场环境扰动、模型不准确、操作偏差等不确定性因素方面存在的不足,提出了一种鲁棒多目标优化求解策略。首先,建立了飞机机动性能、武器装备性能和战场环境等约束条件模型;其次,使用仿真近似法,建立了优化指标模型,并将武器投放规划问题转化为鲁棒多目标优化问题;然后,设计了一种结合蒙特卡罗方法的快速非支配排序遗传算法对问题进行求解,并采用基于基本轨迹片元的机动轨迹生成策略生成武器投放轨迹。仿真结果表明,该方法能够有效提高武器投放规划的鲁棒性。     

基于选择性维修的装备战场抢修决策建模

装备战场抢修决策是在战场条件下对损伤装备进行抢修决策的过程。针对传统战场抢修决策缺乏定量模型支持的问题,综合考虑抢修时限要求、抢修器材约束、复杂抢修过程等实际情况,基于选择性维修理论,建立了面向随机任务的战场抢修决策模型,为优化生成装备战场抢修方案提供决策模型支持。研究结果表明,选择性维修可有效解决多资源约束情况下面向任务的装备战场抢修决策问题;通过优化抢修任务分工,可缩短装备抢修时间,能有效提高资源利用率和装备任务可靠度。     

基于π演算的攻击编队组织的动态演化

根据空战作战任务的特点，对协同攻击任务进行阶段分解和类型分解。建立了基于任务、面向结构、具有集中．分布式指挥控制关系的作战编队组织结构。应用π演算对编队成正的任务角色的指派、维持、更改和角色冲突协调等编队组织动态演化问题进行了研究，使编队成员任务角色可根据空战态势、空战任务和编队成员的生存力等进行及时调整，确保编队有效的实施对目标的协同攻击。     

基于影响图的UCAV编队对地攻击战术决策研究

随着武器的高科技化、战场环境的复杂化、战斗节奏的加快,智能化的战术决策系统在现代战争中占有越来越重要的地位。基于影响图易于进行不确定性推理的优点,提出应用影响图来建立UCAV编队对地攻击智能战术决策系统。建立了UCAV编队对地攻击战术决策的影响图模型,并且对该模型进行了仿真分析。仿真结果表明,基于影响图的战术决策模型能够提高决策的准确度和智能化,而且推理简单,易于实现。     

体系作战下巡航导弹的动态隐身

通过体系作战下的系统作战仿真平台, 利用强化学习方法实时调整巡航导弹航迹, 实现面对敌方传感器的动态隐身。以巡航导弹突防美军“海军综合防空火控”系统为典型作战场景, 基于体系作战仿真平台设计了一种引入动态预警威胁和拦截脱靶量的奖励函数, 使用深度确定性策略梯度算法训练巡航导弹突防模型, 模型训练完成后巡航导弹通过感知预警机和拦截导弹的状态, 改变其机动轨迹以降低探测概率和提高拦截脱靶量, 达到动态隐身的效果, 进而提升其战场生存能力和突防能力。     

基于多目标遗传算法的卫星成像任务调度技术

针对成像卫星的任务调度问题,考虑多种约束条件,提出了成像任务约束图模型。基于多目标优化和遗传算法思想,提出了一种应用于卫星成像任务调度的多目标遗传算法,详细分析了算法的各个关键步骤的设计思想,能够求得基于成像约束图模型的满意解,生成卫星的优化拍摄计划。卫星成像任务调度原型系统的实现和实验结果验证了该模型和算法的合理性和有效性。     

基于功能图的作战体系关键节点分析

目前大多数基于网络拓扑的作战体系关键节点分析方法只是单纯考虑作战节点的拓扑连接关系, 缺乏从实际业务角度考虑体系中各节点在功能之间的相互依赖。而多数基于作战环的作战体系关键节点分析方法又需要分析人员具有很强的专业背景知识, 且存在分析数据难以获取等问题。基于此, 提出了一种基于功能图的作战体系关键节点分析方法。首先, 介绍了基于任务、反映作战体系功能的功能图概念。然后, 提出了基于功能图的度中心性、介数中心性、接近中心性、PageRank算法、节点移除和收缩等关键节点分析方法。最后, 以某作战体系为例, 作战环为其功能图, 采用介数中心性、接近中心性、基于功能图的介数中心性、基于功能图的接近中心性、基于功能图数量的节点移除法等关键节点分析方法对作战体系中关键节点进行分析, 验证了该方法的简单性、可行性及有效性。