基于超网络模型武器装备体系抗毁性分析

针对现有的网络抗毁性分析方法无法体现装备体系网络抗毁性评估的缺陷,提出了一种基于超网络抗毁性评估方法。通过对超网络模型节点与边的结构关系分析,建立起装备体系超网络模型,由此总结出网络自然连通度、分类度与分类度分布、子网聚类系数等抗毁性测度指标,并对超网络下的装备体系抗毁性进行仿真分析,得出不同攻击策略下装备体系网络抗毁性的变化规律,对装备体系建设具有一定的借鉴作用。     

岛礁防空电子对抗装备体系构建与效能评估

考虑到岛礁作战电磁环境复杂、机动性差等局限性，结合以马赛克战为代表的决策中心战的特点，借鉴OODA (observe, orient, decide, act)作战循环理论的概念，对基于马赛克战的岛礁防空电子对抗装备体系进行构建，并基于复杂网络理论对装备体系进行效能评估。根据作战想定，首先基于美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework, DoDAF)2.0对装备体系进行建模，并通过系统建模语言(system modeling language, SysML)对模型各视图进行可视化呈现。接着，结合复杂网络分析方法，以自然连通度对武器装备体系进行抗毁性评估，以级联失效后的网络最大联通片规模对武器装备体系的鲁棒性进行评估，分别对中心式作战网和马赛克式作战网进行抗毁性和鲁棒性仿真实验。结果表明，马赛克式作战网的抗毁性和鲁棒性均更胜一筹，为未来的装备体系构建及技术发展提供借鉴。     

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。     

基于有向自然连通度的作战网络抗毁性研究

介绍了作战环的概念,建立了基于作战环的武器装备体系作战网络模型,提出了有向自然连通度指标作为作战网络抗毁性测度。为验证其可行性与有效性,设计了3个仿真实验:边减少、边增加与连接概率增加仿真实验,比较分析有向自然连通度与Laplace矩阵谱半径分别作为抗毁性测度指标的评估效果。研究表明:与Laplace矩阵谱半径指标相比,有向自然连通度指标更加敏感精准;抑制作战网络侦察节点侦察能力对抗毁性影响最为显著;可以通过提高武器装备体系侦察信息准确性、指控能力、火力打击能力及通信能力来增强作战网络抗毁性。     

网络信息体系双层异质相依网络模型鲁棒性

网络信息体系(networked information system of system, NISoS)是构建新体制下联合作战武器装备体系的基础支撑。针对NISoS结构模型单一和鲁棒性评估指标粗糙等问题, 首先基于复杂相依网络理论分析了体系结构特征和级联衰退过程, 构建了体系双层异质相依网络模型(two-layer heterogeneous interdependent network model, THINM); 其次借鉴现代循环作战理论提出基于信息驱动链网融合(C-SDI link number and network scale, C-SDILNNS)指标的网络信息体系鲁棒性评估方法; 最后对比分析了不同失效策略和评估指标下的网络信息体系鲁棒性能。仿真结果表明, THINM能够较好反映网络信息体系结构特征, 通过C-SDILNNS指标可以精细刻画多种攻击方式和攻击强度下的体系鲁棒性。     

基于节点防护能力的指挥控制系统网络抗毁性分析方法

针对指挥控制系统抗毁性分析方法中通信网络的作用和节点防护能力表征不足的问题,建立指挥机构依赖于通信节点的双层网络模型,从维持系统运行的角度定义节点的防护能力;在此基础上分析节点依赖因素下的失效机理,按照作战实施情况将攻击策略分为攻心、断链和打尾3种,并区分优先攻击指挥机构和优先攻击通信节点两种情况,提出抗毁性动态指标、模式指标和系统指标对指挥控制系统抗毁性进行评估。案例分析表明,该抗毁性分析方法具有一定的参考价值,实验结果还表明系统在优先攻击通信节点情况下的抗毁性较差。     

基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估

从体系角度出发,提出一种基于武器装备体系作战网络模型的装备贡献度评估方法。首先,将武器装备与装备间关系分别抽象为作战网络中节点与边,建立了基于作战指标的节点与边关系描述模型。然后,构造基于作战环的综合影响指标对武器装备体系作战网络作战能力进行评估,同时建立装备的贡献度评价模型衡量单装备在武器装备体系中的贡献程度。最后,以导弹防御体系为例分析验证了提出方法的可行性。结果显示决策类节点在武器装备体系中扮演重要角色。     

基于作战环的武器装备体系贡献度评估

从体系的角度出发,考虑装备之间的关联关系,本文基于作战环理论构建武器装备体系的网络化评估模型。首先,构建武器装备的能力指标体系,借助能力需求满足度对装备间的相互作用关系进行定量描述。其次,提出体系作战能力和作战环数两个评价指标,对武器装备体系进行综合评估。然后,引入贡献度的概念建立模型计算各装备对体系的贡献,根据各装备贡献度找到优先发展的装备。最后,以海上反击作战为例建立作战网络模型,应用本文提出的研究方法进行实践分析,为武器装备的优化配置提供理论支持。     

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。     

基于杀伤网评估的装备组合多目标优化

杀伤网作为众多新型作战理念中均有涉及的概念,将替代杀伤链成为新型作战方式下战斗力生成的主要模式。本文基于杀伤网的评估,对传统的装备组合问题进行多目标优化。首先,基于多层网络模型,构建杀伤网的网络化描述方法。其次,基于杀伤网的特点,构建3个评估指标:冗余性指标、风险性指标、敏捷性指标,并给出了3个评估指标的计算模型。然后,构建了基于杀伤网评估指标的装备组合规划模型,并给出了基于启发式算法的装备组合多目标优化方法。最后，进行示例研究,通过评估两种具有不同装备组成和网络结构的杀伤网,对比其优劣,然后针对第一种包含无人装备的杀伤网进行装备组合优化,分别验证了评估模型的合理性以及优化模型的有效性。     

Analysis on Chinese Airline Network Invulnerability

Air transportation systems are often subject to failures or attacks induced by unexpected abominable weather or temporal airspace occupation, while complex networks have been springing up as a convenient yet efficient tool to represent and analyze various realistic complex systems such as realistic airline system. In terms of Chinese airline network formed during the spring festival timespan, structural empirical research and invulnerability simulation analysis against various deliberate attack strategies were made using complex network theory, where nodes and edges denotes domestic airports and direct flights between them respectively. The analysis results indicate: The presented airline network is a small net-work with scale-free characteristics, and correlation shows remarkable hierarchical structure and obvious assortative characteristics; The network shows obvious invulnerability under deliberate node attack, while shows partly robustness under edge attack even with obvious attack effects against various attack strategies.     

基于不对称依赖的相依网络级联故障分析

针对已有关于相依网络级联故障研究中未考虑有向依赖边的问题,展开了基于不对称依赖的相依网络级联故障分析,构建了基于负载-容量的级联故障模型,提出基于连通分量的相依网络鲁棒性测度方法,开展了不同网络组合、耦合方式、容忍系数和移除比例在不同攻击模式下的网络鲁棒性研究。结果表明,随机攻击模式下不对称相依网络鲁棒性与以往研究结论类似,蓄意攻击模式下不对称相依网络鲁棒性则取决于攻击范围和容忍系数的大小。通过一则作战网络示例分析证明了所提方法的实际应用价值,对完善相依网络理论研究具有一定的参考意义。     

面向体系贡献率的装备体系评估方法研究综述

面向体系贡献率,总结了武器装备体系贡献率评估的研究现状并分析了研究的技术难点,对基于作战环、复杂网络、证据推理、灰靶理论、贝叶斯网络、结构方程模型、探索性分析等目前用于评估武器装备体系贡献率的方法进行了综述,对比分析了不同评估方法的优缺点。从装备体系构成及贡献率评估特点出发,采用基于作战环和复杂网络的武器装备体系评估方法,能够全面反映装备在体系作战中的各类关系,支持从体系的角度对武器装备的贡献率进行多维度评估,更能贴近评估装备对于体系贡献的衡量。     

The robustness of high-speed railway and civil aviation compound network based on the complex network theory北大核心CSCD

The topological characteristics and robustness of Chinese high-speed railway and civil aviation compound network are analyzed based on the complex network theory. The results include the following points: the high-speed railway and civil aviation compound network and its two subnetworks are scale-free and small-world networks; the robustness of high-speed railway and civil aviation compound network is better under the random attack than under the calculated attack; the robustness of compound network is better than its two subnetworks, whether under the random attack or under the calculated attack. ©, 2015, The Journal Agency of Complex Systems and Complexity Science. All right reserved.     

大规模人群网络流瓶颈识别方法研究

在体育赛事、集会等场合,大规模人群沿路网流动过程中易发生拥塞并诱发恐慌、踩踏等严重事故.因此,理解网络结构对人群流动特征的影响,对大规模人群在网络上的流动进行有效的组织和管理十分必要.首先结合大型活动行人路径选择行为的一般特征,采用交通分配模型将大规模人群分配到具体的网络拓扑结构上,采用非线性行人路阻函数模拟人群拥挤效应;随后,计算路网流量增加条件下人群在各路段走行时间变化率,并提出以路段走行时间变化率排序作为各路段结构重要度排序的方法,据此计算各路段的鲁棒性,确定瓶颈路段.最后,以德国2010年"爱的大游行"踩踏事故为例,分析验证了大规模人群网络流瓶颈识别方法,研究讨论了对路网实施管控的流量阈值以及不同管控条件下网络流的定量演化规律,可为路网的科学管理和规划提供基础数据和理论依据.     

基于贝叶斯网络的机载武器系统综合决策

分析了机载软硬杀伤武器系统的战术使用方式和有效作用空域,给出了软硬杀伤武器系统在空间上的协同使用准则。分析了使用贝叶斯网络进行软硬杀伤武器系统综合决策的知识表示问题,得出了综合决策网络的三种类型的节点:态势节点、传感器节点、武器节点。提出了构建贝叶斯网络进行综合决策的步骤,通过具体实例说明了使用贝叶斯网络进行软硬杀伤武器系统综合决策的过程。     

神经网络的防空导弹武器系统研制费用研究

对应用人工神经网络技术解决防空导弹武器系统研制费用问题进行了探讨，论述了人工神经网络原理，对武器系统的品质因素应用效能函数进行了处理，给出了研制费用的神经网络估算方法。     

基于BP神经网络的弹炮结合系统作战效能评估

以拦截巡航导弹为例,针对抗击低空目标特点,提出了弹炮结合防空武器系统作战效能评价指标体系,简要分析了指标选取的理由。然后,采用专家打分的方法取得了几组训练样本,并对所构造的三层BP神经网络进行训练,当训练精度达到要求后,再运用BP神经网络对几种典型的弹炮结合防空武器系统对巡航导弹的作战效能进行了评估。结果表明,在选定指标的基础上,用训练好的BP神经网络评估弹炮结合防空武器系统作战效能是合理的,减少了评估中的人为因素,使评估的结果更为可信。研究结果可为在现有武器装备的基础上开发和研制新型弹炮结合防空武器系统提供理论参考。     

多波次火力进攻战斗中作战单元使用任务规划

作战单元使用任务的完成是作战训练任务执行的基础和前提。为了保证作战单元能够顺利执行作战训练任务,需要考虑武器系统的可靠性维修性保障性等质量特性对其使用任务进行合理规划。以作战单元多波次进攻战斗为背景,建立了基于任务效能的使用任务规划模型,并提出了一种改进的基于遗传-离散粒子群混合优化算法来求解规划模型。通过与离散粒子群算法和遗传算法的实例比较,结果证明了该方法的有效性和优越性。