基于指派模型的导弹装备体系弹种优化设计

针对体系作战中多弹种协同完成多类型作战任务的需求, 建立了以导弹装备体系效能为引导的弹种优化设计结构框架, 以综合考虑任务、成本和风险影响因素的装备体系效能最优为目标, 构建了指派模型, 并给出了该模型的约束条件。针对该优化问题的可行解空间较大、计算时间较长的特点, 设计了基于作战环的模型快速求解方法, 以加快设计过程。算例分析结果表明: 该指派模型能够实现导弹装备体系中最优弹种设计方案的求解, 同时引入作战环可以极大地缩小可行域, 从而显著提高设计计算效率。     

基于匈牙利-模拟退火算法的多阶段武器目标分配方法

针对现代化战争中远程精确制导武器成本高昂以及武器发射平台数量有限的问题，研究了多阶段武器目标分配问题，以最小化武器成本为优化目标，建立了混合整数非线性规划模型。设计了一种集成匈牙利和模拟退火的混合智能搜索算法，首先根据待攻击目标的时空状态与毁伤特性确定打击阶段、标记可松弛性。在模拟退火的框架下，基于目标的松弛性调整攻击阶段，再通过匈牙利算法计算每个阶段武器和目标的精确匹配方案。通过启发式算法和精确求解技术的结合，在保证求解质量的前提下，极大减少了计算时间。通过计算实验，与变邻域搜索算法进行了对比分析，验证了该算法在求解多阶段武器目标分配问题的有效性。仿真结果表明，所提算法在计算时间和求解效果上优于变邻域搜索算法。     

面向不确定多任务场景的海上联合作战装备体系贡献率评估方法

针对海上联合作战装备型种多样、体系构成复杂、能力生成涉及因素多等特点, 提出了一种面向不确定任务场景的装备体系贡献率评估方法。首先, 分析了海上联合作战装备体系结构、不确定型多任务场景组成和装备体系效能评估指标构成; 然后, 基于直觉模糊综合评估提出了面向不确定多任务场景的装备体系贡献率评估方法; 最后, 通过一个实例对体系贡献率评估方法的计算过程进行分析, 说明了本文所提方法针对海上联合作战装备体系贡献率评估的有效性。     

基于灰关联度的多目标规划新求解算法

针对多目标规划的求解问题,提出了一种新的基于灰色关联度的求解算法, 该算法将多目标规划模型的多个目标函数理想值组成一个理想目标向量。在相同的约束条件下,基于目标函数向量与理想目标向量之间的灰色关联度而构造一个实值偏好函数。通过最大化这个实值偏好函数,可把多目标规划问题转变为单目标规划问题,并给出了基于遗传算法的求解步骤。通过实际算例表明,该算法正确有效,且相对于线性加权和法、平方加权和法和理想点法而言,具有较好的综合距离均衡性能。     

电子中介中具有模糊信息且需求不可分的多属性商品交易匹配问题

以B2C型电子中介中买卖双方商品交易为实际背景, 研究了模糊信息且需求不可分情形下多属性商品交易的优化匹配问题. 首先, 在给出问题描述的基础上, 建立了电子中介中具有模糊信息且需求不可分的多属性商品交易匹配模型, 并从买卖双方视角提出了新的基于改进模糊信息公理的交易匹配度计算方法. 模型属于一类带约束的非线性多目标通用指派问题, 其优化目标是实现买卖双方交易匹配度和交易数量的最大化. 接着, 针对模型的特点和NP-hard性质, 设计了一种新颖的多目标离散差分进化算法对之进行求解. 最后, 通过多个数值算例的计算并与相关算法进行对比分析, 说明了模型的可行性和算法的有效性.     

基于运动目标预测的多无人机分布式协同搜索

多无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)协同搜索是多UAV协同一个重要研究方向。随着战场环境的复杂化,UAV对动态时敏目标的搜索显得尤为重要。针对动态时敏目标的运动特性,首先建立动态时敏目标的运动预测模型,为了降低由于目标运动造成的不确定性以及优化UAV的搜索性能,在采用贝叶斯理论对目标存在概率进行更新的基础上,研究了一种基于高斯分布的目标转移概率密度,通过计算得到动态时敏目标的存在预测概率,然后合理建立UAV协同搜索的性能指标函数,在分布式模型预测控制框架下,将多UAV集中式在线优化问题转化为各架UAV的分布式在线优化问题,最后对性能指标函数进行优化求解。通过仿真验证了所提方法的有效性。     

未定路网情景下灾后应急物资多方式配送的LRP研究

研究未定路网情景下灾后应急物资多方式配送的定位-路径问题(LRP),综合考虑应急路网连通情况、时间窗限制、车辆随机行驶时间、应急物资满载直配与巡回配送等特性,以应急物资总配送时间最短为目标,构建一个灾后应急物资多方式配送的LRP优化模型,并根据模型特点设计一种混合启发式算法予以求解。最后,通过算例验证了本文模型和算法的可行性与有效性。     

信息化条件下海上编队区域防空目标分配方法

针对现代海上编队作战是基于信息系统的体系作战客观要求,对信息化条件下海上编队区域防空目标分配问题进行了研究,提出了对空防御拦截水平的概念,建立了多层防御模式下的编队区域防空目标分配模型.为了有效求解模型,综合运用交互式决策思想和遗传算法,提出了一种基于遗传算法(GA)的交互式求解模型的方法.在GA设计中,通过对染色体编码、初始化种群、适应度函数以及遗传运算、选择策略等环节的合理设计,保证了产生个体的有效性,提高了搜索质量,加快了搜索速度.仿真结果表明了模型和算法的有效性,从而为有效解决现代海上编队体系作战的区域防空目标分配问题探求了一条新途径.     

大规模应急救援物资运输模型的构建与求解

分析大规模突发性公共事件或自然灾害情况下救援物资运输与商业运输的不同特点，指出救援物资运输问题综合了多货物多起止点网络流问题与多种运输方式满载车辆调度问题，在此基础上为描述该问题设计一种多模式分层网络，并利用延期费用和划分时段的方法构建问题的多目标数学规划模型。提出一个基于拉格朗日松弛法的解决方法，将原问题分解为货物流与车辆流问题两个子问题，通过多货物流与最小费用循环流算法分别求解，最后通过实例计算验证谊解法具有良好的收敛性与计算效率。     

基于分群粒子群优化的传感器调度方法

对面向目标跟踪任务的多传感器多任务调度问题进行研究。考虑到探测目标的运动特性,采用扩展卡尔曼滤波法实施目标跟踪,以成功调度任务的综合优先权、目标跟踪精度以及传感器网络的能源消耗为指标,建立了多传感器多任务调度的混合整数规划模型。提出一种基于分群机制的分群粒子群算法对模型进行求解,该方法通过粒子分群,提高对问题域的全局搜索能力,避免算法过快收敛和发生早熟。实验结果表明,该方法用于传感器调度问题,具有较好的求解性能。     

基于区间直觉模糊数ANP的体系贡献率计算方法

体系贡献率主要用于体系建设中度量装备对体系的贡献程度。为解决目前体系贡献率计算存在的一些问题,提出一种“任务-能力-指标-装备”的多层次装备指标体系结构。考虑了装备指标体系结构、网络分析法和区间直觉模糊数的特点,提出了一种基于区间直觉模糊数的网络分析法以得到更准确的体系贡献率。实验表明,该方法不仅能够解决体系贡献率计算公式现存的问题,而且与AHP(analytic hierarchy process)和ANP(analytic network process)相比,可以得到更准确的体系贡献率,为体系建设提供更有效的支持。     

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。     

体系贡献率评估的研究框架、进展与重点方向

为了适应现代化战争体系对抗的要求,装备系统的发展和运用应该服务于作战体系大局,从体系角度衡量装备对于作战体系的贡献程度,并以此作为装备论证、研制和使用的基本依据.由于作战体系的复杂性,装备系统对作战体系的贡献率(简称体系贡献率)评估研究涉及到多种类型、多个方面的贡献.论文首先从问题域和技术域两个方面建立体系贡献率评估的研究框架;然后在此基础上梳理了国内外的研究进展;最后根据研究框架分析研究现状的不足,并提出了体系贡献率评估的重点研究方向.     

基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力, 体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法, 以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义, 并建立了量化韧性的数学模型; 其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标, 并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型; 然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响; 最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性, 为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑, 也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。     

基于SoSE的装备体系RMS论证方法研究

装备体系可靠性、维修性、保障性(reliability-maintainability-supportability,RMS)是装备体系作战效能发挥的基础。体系工程中需求开发过程从能力要求分析开始,然后进行体系结构建模并基于体系结构给出需求方案。装备体系RMS论证即是对装备体系RMS能力要求进行分析并提出RMS指标,也遵循这一过程。首先,基于SoSE需求开发过程和装备体系特点给出装备体系RMS论证框架。接着,基于质量功能展开方法给出装备体系RMS能力要求分析过程,从装备体系使命任务出发,建立装备体系RMS能力要求映射模型,并提出相应的RMS能力指标求解方法。然后,基于面向RMS的装备体系结构框架,将RMS能力分析得出的初步RMS能力指标作为输入,基于多智能体仿真技术提出美国国防部体系架构驱动的装备体系RMS仿真框架,从而通过仿真权衡论证出最终的装备体系RMS指标。最后,对典型使命任务下的航母装备体系舰载机保障过程进行了案例分析。     

复杂系统的可执行模型仿真方法研究

针对复杂系统早期验证评估过程中,由于模型不可执行造成的问题,提出了一种复杂系统可执行模型仿真方法。从复杂系统的精确模型定义入手,将复杂系统模型分为结构模型和行为模型,扩展fUML元模型得到复杂系统的可执行元模型,使用这些元模型来构建复杂系统的可执行模型,并为可执行模型定义了行为语义。为了支持可执行模型的仿真,设计了相应的仿真执行系统,定义模型仿真所需要的仿真语言和执行规约,将行为模型转换为可执行的进程项,依据执行规约对进程项进行仿真执行来实现复杂系统的可执行模型仿真。最后以区域防空系统为例说明了方法的可行性。复杂系统; 可执行模型; 可执行模型代数; 模型验证     

武器装备体系作战能力评估框架

通过对武器装备体系及其作战能力评估的有关问题进行讨论,探索一种可行的体系整体作战能力评估的思路。首先给出了武器装备体系及其作战能力和作战效能的概念,研究了装备作战能力指标的聚合关系及其处理方法。然后分析了以往利用解析法进行作战能力评估的缺陷,提出了折合系数的概念,进而提出了一种武器装备体系作战能力评估框架。     

基于时间Petri网的装备体系可靠性建模与仿真

针对装备体系规模大、层次多、成员彼此分离、不断演化的特点,以及体系可靠性预计与分配困难的问题,在充分研究体系内涵的基础上,结合美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF）和流程分析研究方法,提出了一种基于时间Petri网流程分析的装备体系可靠性建模与分析方法,详细分析了体系结构和使用流程的建模过程,构建了装备体系的可靠性计算模型。以某机场航空保障体系为例,说明了基于流程的体系可靠性建模分析的详细过程,通过ExSpect（Executable Specification Tool）仿真软件,得出了装备体系流程的执行时间和可靠度仿真结果。     

体系对抗仿真中体系效能分析初探

从体系对抗的角度研究战争或作战问题是应对军事变革的一种新思路。本文首先说明信息时代体系对抗仿真的必要性；然后论述系统效能度量分析的基本原理，从而引出体系效能度量分析原理；接着探讨用试探性建模与分析方法来对体系效能进行度量分析，提出一个分析框架；最后概要介绍用试探性建模与分析方法对一个战区级体系对抗模型进行体系效能分析的例子。