信息论在作战效能评估中的应用研究

基于信息论的基本理论,改进了信息熵函数,提出一种用于评估作战效能的不确定性度量评估方法.该方法能十分简便地分析出各种信息对整个作战效能的影响程度.     

基于ONM的无人机信息支援远程体系作战能力评估

提出无人机远程信息支援体系的顶层作战概念,建立远程作战的OODA环模型。对无人机信息支援下的远程作战体系进行深入研究,探索作战网络节点和边的建模方法,构建作战网络模型。基于信息熵度量作战过程的不确定性程度,提出基于OODA环和作战网络模型的体系作战能力评估方法。通过实例分析,验证评估方法的适用性。通过对评估结果的分析,辨识对作战能力影响较大的节点,对比不同作战环的作战能力,生成作战环信息流程建议。     

基于作战环和改进信息熵的体系效能评估方法

针对信息化条件下作战体系中装备种类繁多、关系复杂的问题,以敌方目标为牵引,提出了一种基于作战环和改进信息熵的体系效能评估方法。将装备和关联关系抽象为节点和边,根据节点的战技指标确定边的度量指标,构建了基于作战环的作战体系网络模型。提出了基于邻接矩阵的作战环数量确定方法和基于改进信息熵的作战环效能评估方法,根据各目标节点参与的作战环数量及其效能,建立了作战体系效能评估模型。以某打击大型水面舰艇作战体系为例进行分析,结果表明所提方法充分考虑了各装备和关联关系的异质性与不确定性,能够全面客观地评估体系效能,为作战体系效能评估和结构优化提供方法支撑。     

基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估方法

针对武器装备作战能力幂指数评估模型中评估指标之间存在相互依赖或影响关系, 以及评估过程主观性较强的情况, 提出了基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估框架. 研究了该框架中涉及的两项关键技术, 即网络化评估指标体系设计与优化方法及基于专家和仿真数据的ANP超矩阵构建方法. 以潜艇反舰作战能力评估为例, 构建了相应的网络化评估指标体系, 得到了基于ANP和仿真的潜艇反舰作战能力幂指数评估模型, 并将评估结果与传统的基于AHP方法的幂指数评估模型的结果比较分析, 验证了方法的合理性和有效性.     

无人战斗机态势评估变精度粗集决策方法

为了解决在态势评估中一般粗糙集决策方法仅对规则进行提取而不完成规则匹配的问题,提出了基于加权相似性度量的无人战斗机（unmanned combat aerial vehicle, UCAV）态势评估的变精度粗集决策方法。建立了UCAV态势评估决策信息系统模型,基于正确分类率β的确定原则,给出了β值的确定方法,在该β值下从决策模型中提取出了决策规则。提出了基于互信息度的属性相对重要度计算方法,并依据相对重要度给出了属性的客观权重,结合专家经验形成了属性的综合权重。提出了基于属性综合权重的加权相似性度量方法,通过比较当前对象与决策信息系统中所有对象的相似程度给出决策结果,完成对该对象作战意图的预测。结果表明,该方法有利于UCAV对对象作战意图的预测和判断。     

基于装备作战效能的复杂电磁环境下训练效果评估

训练效果的准确评估是改进训练方法提高训练效果的基础.复杂电磁环境下的训练对象是装备操作人员与指挥人员,目的是通过训练提高操作人员与指挥人员应对复杂电磁环境的能力.由于复杂电磁环境下训练的复杂性和不确定性,对指挥人员、操作人员的能力及其战术水平进行量化入模十分困难,直接建立指标体系对训练效果进行评估很难实现.提出了一种基于武器装备作战效能的训练效果评估方法,通过武器装备的作战效能反映操作人员和指挥人员的能力;通过训练前后武器作战效能的提高量化值对训练的效果进行评估.实例表明,该方法可以很好的解决复杂电磁环境下训练效果评估问题.     

基于ANP的武器装备体系能力有限层次评估方法

针对武器装备体系作战能力的综合评估问题,基于网络分析的思想提出了一种“有限层次”评估方法。考虑能力之间的相关性,建立了多级式网络化能力指标体系,基于能力需求设置了“等效处理”模块,实现了武器装备体系的装备性能向能力映射,建立了作战能力评估的“有限层次”模型,再利用网络分析法确定各指标权重。然后设计了综合能力图谱来直观、全面反映系统的作战能力。最后以某型装甲装备体系为例进行分析,验证所提算法的有效性。     

基于QFD和组合赋权TOPSIS的体系贡献率能效评估

武器装备体系贡献率是指单件装备在武器装备体系或作战体系构成中,按照体系的总目标和运行规律,对体系的整体性能(如体系作战能力或作战效能)贡献的大小。首先建立能力效能综合的贡献率评估框架,在此框架下提出层次化的体系贡献率评估思路。然后借助面向关系的质量功能展开量化矩阵方法,将仿真实验中能力/效能度量指标数据映射到需求度量矩阵,再以度量集对需求集的敏感度和拟合优度作为依据,构建度量指标的组合权重。最后,利用逼近理想解排序法对体系方案贡献度进行排序,并以无人集群执行火力打击任务作为算例,验证了该方法的可行性。     

基于深度贝叶斯网络学习的不确定性建模方法

战场态势评估涉及很多不确定因素,对不确定性进行仿真建模能够提高态势评估的能力。针对参战对象多元、不确定性增多导致的无法全面准确表达不确定性问题,提出了基于记忆模块和变分自编码器的深度贝叶斯网络模型。采用生成模型设计了基于深度贝叶斯网络学习的态势评估模型;阐述了融合记忆模块的深度生成模型原理和模型的学习与推理过程;以某空袭行动为例构建贝叶斯网络,对所提方法进行了验证。结果表明：深度神经网络能够逼近隐变量的非线性变换,设计的记忆模块能存储深度神经网络提取的大量局部特征,通过学习自动得到了贝叶斯网络条件概率,增强了不确定性建模能力。     

基于改进D-S证据理论的相控阵雷达作战效能评估

针对相控阵雷达作战效能评估中战场环境等不确定因素的影响,采用改进Dempster-Shafer(D-S)证据理论对其进行作战效能评估方法的优化。首先,通过构建相控阵雷达作战效能评估指标体系,明确评估指标并赋值权。其次,引入Kulsinski差异和模糊熵方法,对传统的D-S证据理论进行改进,减少指标在融合过程中的融合权重不确定性的影响。最后,通过改进D-S证据理论对评估指标进行数据融合,建立评估准确性较高的相控阵雷达作战效能评估模型。通过算例验证分析,所提方法能够有效减少融合过程中的不确定性影响,可实现相控阵雷达作战效能评估的目的,提高作战效能评估精度。     

面向任务与基于ANP的网络信息体系能力需求满足度分析方法

针对目前在网络信息体系能力评估领域凸显的评估针对性较弱、能力关联性缺失等典型问题,以使命任务为牵引,基于复杂网络分析思想提出了一种网络信息体系能力需求满足度分析方法.该方法通过使命任务分解,将其关联映射到具体能力上,获取特定使命任务下的网络信息体系能力需求;以现有系统技战术性能指标为依据,借助能力满足度理论实现能力值量化,同时利用ANP进行能力相关性建模,获取网络化能力指标权重;进而通过多维能力融合及综合能力图谱,分析并展现体系现有能力水平之于特定使命任务的满足程度.最后以海军某使命下的体系能力需求为典型案例,检验该方法的可用性和有效性.     

基于Stacking集成元模型的作战体系能力图谱生成方法

作战体系能力图谱是从整体分析作战体系能力的有效方法。针对生成作战体系能力图谱时, 需要对海量实验空间进行仿真而带来时效性较差的问题, 提出一种基于Stacking集成元模型的作战体系能力图谱生成方法。该方法通过建立元模型替代仿真模型, 能够快速准确生成作战体系能力图谱。针对各类元模型适用场景有限、性能波动较大的问题, 提出采用Stacking方法对多种元模型进行集成, 提高不同应用环境下元模型的鲁棒性; 针对建立元模型时精度与效率的矛盾问题, 提出适用于体系能力图谱生成的序贯采样策略, 通过计算拟合不确定性, 选取高价值样本, 在达到相同准确性指标的同时减少采样次数。最后, 通过实验案例分析, 证明了所提方法的有效性。     

任务准备阶段复杂武器系统战备完好率评估模型

武器系统的战备完好性是体现武器系统性能的重要指标之一,而对于那些任务执行期间很难或根本不能进行维修保障的任务而言,任务准备阶段的维修保障能力对于武器系统战备完好性具有重要影响。在分析任务准备阶段单台装备及装备群的战备完好率评估模型的基础上,获得复杂武器系统战备完好率评估指标。最后,通过计算某复杂武器系统某次任务准备阶段的战备完好率来说明该模型的有效性与实用性。     

装备体系需求开发研究：能力-任务匹配方法

针对装备体系需求开发的重点,即作战领域到技术领域的指标映射,提出了能力-任务匹配方法。通过分析装备体系需求指标的结构,建立了依靠功能活动来联系的基于任务要求、能力要求和能力缝隙的装备体系需求数学模型。在此基础上提出通过作战任务分析、功能活动分析、作战能力分析和能力缝隙分析四个阶段实现能力 任务匹配,给出了具体步骤和相应的模型。以“空中封锁”示例说明了方法的可行性。     

支持追溯分析的武器装备仿真评估框架及应用

针对通常作战效能评估缺乏追因分析的问题，新方法论提出了效能-能力双层指标体系，利用仿真实验数据，采用效用函数法及TOPSIS法，分别对武器装备作战效能及其各大组件能力进行评估，进而追溯分析出武器装备作战效能的影响因素。以装甲装备的军事对抗仿真评估为例，最终的评估和分析结果表明，评估方法可行，评估结果合理可信，的确具有较好的追溯功能。     

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。     

复杂系统能力需求模型的仿真技术与实现

为了实现复杂系统能力需求模型的仿真,提出了一种基于能力元概念构建仿真虚拟机实现能力需求模型可执行仿真的方法。首先采用巴科斯范式对需求模型进行形式化规范,再利用UML扩展机制将需求模型映射为仿真实例模型,并提出转换算法。最后,通过构建模型仿真虚拟机,实现了能力需求模型的可执行仿真,示例表明了该仿真方法的可行性。     

基于FA-ER的装备保障资源供给能力评估方法

针对装备保障资源供给能力评估信息主观性和不确定性强、评估结果可信度低的问题,提出了一种基于萤火虫算法和证据推理(firefly algorithm-evidential reasoning, FA-ER)的评估方法。首先，通过直觉模糊熵处理不确定信息,确定初始权重范围。然后，基于后悔函数将证据推理方法的权重求解问题转化为非线性多目标优化问题。最后，采用萤火虫算法计算最优参数,确定最优评估模型并得到最终评估结果。算例分析结果表明,所提方法能够有效解决评估主观性强的问题,提高评估结果的准确度,对装备保障资源供给能力评估问题具有较好的适用性。