作战计划拟制中行动方案的形式化建模

作战计划拟制是一个复杂、多标准的决策过程,带有高度的不确定性,如何辅助作战计划拟制的进行是军方面对的一个重要的问题.将作战计划拟制过程视为一个系统,对其中的关键性要素之间的关系进行分析,并讨论在状态空间中行动方案的开发与分析,最后提出一种形式化建模的方法,采用有限自动机和形式化语言来解决行动方案的逻辑特征以及定量特征问题.     

作战计划的本体建模研究

作战计划为指挥员提供先进的决策辅助,需要明确有关作战过程相应的信息需求,并依赖于作战过程的形式化领域模型(本体)的开发。研究了相关文献中的作战行动规划过程模型,综述了若干通用计划本体的开发,如计划概念要素、知识表示技术等,为进一步研究作战行动过程提供了足够的、不同模型的信息。     

导弹力量作战行动规划综述

导弹力量作战行动规划在导弹力量作战指挥决策中具有重要作用。针对导弹力量作战行动规划中的实际问题,分析了导弹力量作战行动规划的特点,对其主要内容进行了描述,提出了导弹力量作战行动规划的基本方法和相关规划模型,构建了导弹力量作战行动效能评估指标体系,给出了相应的效能评估方法。研究结果可为导弹力量作战指挥决策提供支持,对提高常规导弹力量作战效能和整体作战能力具有参考价值,并为后续的具体研究提供一定的理论基础。     

导弹力量作战行动规划综述

导弹力量作战行动规划在导弹力量作战指挥决策中具有重要作用。针对导弹力量作战行动规划中的实际问题,分析了导弹力量作战行动规划的特点,对其主要内容进行了描述,提出了导弹力量作战行动规划的基本方法和相关规划模型,构建了导弹力量作战行动效能评估指标体系,给出了相应的效能评估方法。研究结果可为导弹力量作战指挥决策提供支持,对提高常规导弹力量作战效能和整体作战能力具有参考价值,并为后续的具体研究提供一定的理论基础。     

可组构的作战行动建模研究

作战行动建模是作战模拟的核心和基础，实现作战行动建模的可组构有着非常重要的研究价值，它可极大提高作战模拟开发的效益，便于实现对作战行动过程进行更为细致仿真分析。从作战行动建模可组构问题入手，分析了国内外对这一问题的研究现状，提出了基于作战行动类库、工作流技术和SOA架构技术的三层可组构结构的解决方案，这三层分别是动作层、行动过程层、应用层，并对各个层次上实现可组构的设计思路和实现技术进行了简要的阐述。     

基于Multi Agent的空战作战行为协同方法

针对空战中多种作战行为的最优协同使用,构建了Multi Agent模型,该模型由网络接口层、中央协调层和作战行动层三层组成。在中央协调层中,提出了中央协调算法以实现作战行为的协调使用。该算法通过引入影响因子建立综合作战效能模型,反映了多种软硬杀伤武器、飞行控制系统和传感器系统协同使用时各作战行为的交互影响作用。综合上层全局作战意图和底层行动单元获取的信息,得到所有协同方案的预估综合作战效能。通过以综合作战效能预估值最大为准则,动态寻优所有组合空间的方法,可获得最佳协同方案。通过仿真得到在动态战场态势下的作战行为组合为最佳协同方案,表明了该协同方法的正确性。     

基于CCM组件的防空兵作战行动仿真

基于组件技术的作战行动建模,较好的解决了模型重用性和仿真应用之间互操作问题,是联合作战仿真的基础,它可极大提高作战仿真开发的效率.针对当前联合作战仿真的需求,运用基于CCM组件技术的HLA仿真思想,在分析防空兵作战行动和任务的特点下,以Rose为工具建立防空兵作战基本行动的概念模型,并设计了防空兵作战基本行动类库;尔后论述了基于CCM纽件技术的防空兵作战行动纽件设计思路;最后设计了基于CCM组件和HLA技术的防空兵作战行动仿真的基本框架.     

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。     

新一代分布式作战仿真的一种解决方案--联邦式作战仿真

针对当前作战仿真技术远不能满足军事需求的问题 ,提出了“联邦式作战仿真”的概念和方法 ,给出了联邦式作战仿真的三级抽象开发策略、技术框架 ,分析了运用该技术方案解决各种技术难题的基本原理     

基于复杂网络的作战体系模型

针对复杂网络的脆弱性问题,面向作战体系的对抗性需求,基于复杂网络理论,利用Agent技术和OODA(观察、判断、决策、行动)作战过程,提出了作战体系模型的杓建方法.采用自底向上方法,该模型可以通过迭代扩充模型的层次,具有Agent属性、层次性、嵌套性、节点和边的冗余性等作战体系用于对抗的属性.对特征参数的仿真试验结果表明,该作战体系模型不仅具有较好的鲁棒性,而且对脆弱性也有明显的改善,能够较好的满足指挥体系在作战中的对抗需求.     

基于DINs和PSO的组织行动过程选择方法

有效的行动过程是组织成功完成使命的关键.提出了使用动态影响网对行动过程问题进行建模的方法, 通过引入因果强度参数, 替代贝叶斯网络中的条件概率表, 缓解模型在知识获取方面的瓶颈问题, 给出了利用因果强度参数进行概率传播的具体计算方法; 并用粒子群优化算法对模型进行优化求解. 最后结合一个联合作战的想定, 验证了方法可行性和有效性.     

基于语义推理的作战计划验证方法

针对联合作战计划编制过程中的作战行动过程验证问题,在已有计划表示和计划推理相关研究的基础上,从知识管理的角度,提出了一种基于语义推理的联合作战行动过程验证方法。通过对计划知识进行基于本体的表示、基于描述逻辑及一阶谓词逻辑的逻辑推理,以实现对联合作战行动过程的验证。并以某联合作战行动过程的验证为例进行了实验。实验表明,该方法可实现对专家知识的扩展,能够发现联合作战行动过程开发的异常与不兼容,由此提高作战计划正确性检验的效率。     

不确定条件下后装协同保障链优化调度

后装保障链是联合作战环境下的重要支撑, 针对保障链中的2个重要节点-前进基地和保障基地的资源协调问题, 提出了考虑不确定因素影响的优化模型及基于信息共享的协同保障算法; 为了解决保障数据样本较小情况下的不确定参数估算问题, 利用模糊规划方法把不确定优化模型转化为概率约束模型; 并利用增强ε-约束法来估算多目标Pareto解, 帮助后装指挥人员在难以事先给出权重的情况下选择合适的解决方案; 为了解决规划模型的计算复杂性过大的问题, 设计了嵌入自适应大规模邻域搜索的Memetic算法进行求解。最后通过仿真实验对模型和算法的有效性进行了验证。     

基于区间数多属性决策的导弹突防效能评估方法

随着导弹攻防对抗技术的复杂性、不确定性日益增强,导弹突防效能评估问题也日益复杂。考虑区间数理论处理不确定问题的优越性,建立了基于区间数多属性决策的导弹突防效能评估模型,对导弹突防效能评估指标体系构建、权重确定和信息集结方法进行了研究。在此基础上,采用区间数多属性决策方法对几种导弹突防方案进行了突防效能排序计算,验证了采用区间数多属性决策方法评估导弹突防效能的有效性和可行性。     

复杂系统管理中的仿真方法研究：挑战与机遇

近年来,随着工业技术和社会生产力的发展,很多系统呈现出复杂性和不确定性两个显著的特征,其中复杂性可以进一步刻画为大规模、网络化和动态性等。计算机仿真是这类复杂系统建模的重要工具,可以用来解决复杂系统管理中的很多问题。系统的复杂性和不确定性也给现今的仿真工具带来了很多挑战,在建模、预测和优化领域都有很多问题亟待解决。包括高性能计算、大数据和人工智能技术在内的很多新兴技术则为解决这些挑战带来了机遇,这些技术与仿真工具的深度融合将是下一代仿真工具研发的关键。     

基于本体和BN的无人车行为决策方法

和高速交通环境比,城市交通环境具有更高的复杂性和不确定性,因此无人驾驶车辆行为决策系统要能给出驾驶场景下安全有效的驾驶动作。本文提出一种将本体语义表示与贝叶斯网络(Bayesian network, BN)概率推理相结合的行为决策模型。从驾驶场景中的多源异构信息和领域专家经验出发,建立本体并进行概率扩展,将其转换为BN,通过BN推理得到当前驾驶场景下的最佳驾驶动作。该方法既实现了驾驶场景领域知识的形式化描述和共享,又考虑到了驾驶场景中存在的不确定性。最后，通过Prescan/Simulink联合仿真实验验证了所提方法在无人驾驶车辆行为决策上的有效性。     

基于置信规则库的并发故障诊断方法

针对具有不确定性的并发故障诊断问题,提出基于属性权重和权衡分析的置信规则库(belief rule base, BRB)诊断方法。以属性权重大小来表示属性与特定故障模式之间的相关性,设计能够反映故障模型约束的基于差分进化的优化算法,通过相邻故障模式置信度与预设阈值的权衡分析完成对并发故障诊断。该方法仅需构造单个置信规则库来有效处理各种不确定性信息,与已有研究方法相比极大地降低了建模复杂度。诊断结果不仅能得到故障的并发情况,还可分辨故障的主次关系,并且建模和推理过程开放,可解释性强。最后以船用柴油机的并发故障诊断作为实例,验证了所提方法能够有效的诊断出并发故障并且模型具有较好的稳定性。     

Path Optimization of Stochastic Transportation Network Based on Frequency-Domain Spanning Graph Model

Because of the uncertainty, openness, and complexity of modern transportation system, the path optimization becomes a challenge in most cases. To address this challenge, we propose a Frequency-domain Spanning Graph (FSG) method for searching the optimal path of stochastic transportation network in terms of various probability distribution function of path optimization problem. Furthermore, we design an improved algorithm to achieve the FSG model based on generalized adjacency matrix. By using FSG method to execute the mutual transformation of probability function between time-domain and frequency-domain, the quantitative analysis for the dynamic process of pass rate (probability) between node couple O-D (origin node and destination) can be obtained directly, and continuous probability distribution and discrete probability distribution can be handled. In addition, the algorithm is highly effective, and easy to be realized with low complexity. To demonstrate the performance of our method, a detailed example is implemented, and the results show that our method has the feasibility and effectiveness when compared with traditional method.     

基于支持向量机的部队作战效能评估

随着信息化战争复杂性与不确定性的增加,对部队作战效能的评估提出了更高要求。在分析支持向量机和增强最简半自治适应性作战神经网络仿真工具箱（enhanced irreducible semi autonomous adaptive combat neural simulation toolkit, EINSTein）特点的基础上,建立了基于支持向量机的部队作战效能评估模型,完成从评估指标到作战效能值的非线性映射。在一定作战想定背景下,结合EINSTein系统产生的仿真数据对模型进行了验证。仿真结果表明,与误差反向传播神经网络（back propagation neural networks, BPNN）相比,基于支持向量机的效能评估模型能够降低人为因素的影响,更准确地评估部队作战效能,是一种有效的评估方法。     

基于NK模型的突发事件应急管理组织系统适应性研究

突发事件的发生发展具有高度不确定性,机械的应急管理组织系统缺乏适应性,难以有效应对.基于NK模型,以适应度景观的复杂性和动态性刻画应急管理决策情景的不确定性,研究简单稳态、复杂稳态、简单动态、复杂动态情景下,集权、分权和层级等决策模式的组织系统的适应性特征,以及组织文化、决策者能力、信息流等因素的影响机理.结果表明,简单稳态情景下,应采用分权模式且促进信息共享;复杂稳态情景下,宜保持适度集权;动态情景下,应采用层级模式并加强信息沟通.决策者能力与决策重心相一致,能有效增强组织系统的适应性.当信息流超过决策者能力时,具有合作文化的分权模式适应性较好.研究为中国应急管理体系顶层设计与模式重构提供理论方法.