面向联合战斗仿真的多Agent协作体系研究

基于多Agent理论对战术级联合作战系统进行建模仿真,不仅可以充分利用Agent的描述能力对单个参战单元进行建模,而且可以利用多Agent协作模拟大量战斗单元的协同作战行为.所研究的协作体系主要面向信息化战争条件下的自同步作战仿真.首先对自同步作战的概念、特点以及需求等进行了讨论,以指导多Agent协作体系的开发,然后研究了一套适合于多Agent自主协同的协作体系.其目的是用于自同步作战仿真,从而用于联合作战协同方式方法的预先研究.     

基于多层时序网络的作战体系协同分析

针对作战体系结构动态演化、受人主导和涉及多域交互等特点,建立了体系协同多层时序网络模型。在多层时序网络模型基础上对传统网络指标进行了重新定义,分析了体系协同中的指控行为模式,挖掘了体系协同指标,提出了采用对比和相关性分析体系域内协同和跨域协同的方法。基于兵棋推演数据对模型和分析方法进行了实证分析,验证了所提方法的有效性。     

食品质量链协同系统中的序参量识别研究

序参量是协同系统演化中表明系统新结构宏观有序程度的参量.针对食品质量链协同系统中的序参量问题,提出一种基于灰色关联度与属性约简的食品质量链协同系统序参量识别方法.首先,分析序参量原理在食品质量链协同系统中的作用.然后,确定食品质量链协同要素,建立表征食品质量链系统的状态参量,接着提出本文的序参量求解方法.该方法基于灰色关联度定义和求解各状态参量的参量重要度,定义状态参量重叠关系以使属性约简的结果中不存在重叠度较高的状态参量,并在此基础上应用属性约简原理提出序参量求解的具体步骤.最后,将提出的序参量识别方法应用到具体乳制品质量链中,验证了所提出方法的有效性.本文以整个食品质量链为研究对象,首次建立了食品质量链系统的状态参量体系,为解决食品质量安全问题提供理论参考.对食品质量链序参量的识别方法进行改进,丰富了协同学理论及其应用,有利于优化食品质量链系统,预防食品质量问题的出现.     

复合系统理论在联合作战中应用的研究

介绍了复杂系统理论及复合系统理论，运用复合系统理论分析了联合作战的作战能力量化问题。提出了将联合作战中武器装备打击能力、机动能力、防护能力、信息能力、保障能力作为组合系统序参量，通过计算序参量的有序度及复合系统协调度来研究与量化联合作战的“联合增效”作用，由此量化出联合作战部队的综合作战能力。     

基于杀伤网贡献率的动态体系节点重要度评估

针对当前作战体系节点重要度评估存在的节点功能异质性及多样性刻画、体系模型动态性构建、体系作战能力计算等研究不够充分的问题，建立了面向动态作战体系的杀伤网能力模型，提出了杀伤网能力动态计算模型方法和搜索算法。考虑杀伤链的数量和质量，提出了杀伤网能力指数和基于杀伤网能力指数贡献率的节点重要度评估模型。在仿真模拟实验中，对比了不同时空状态下，按杀伤网能力指数、度中心性等7种攻击方式对网络进行打击后的杀伤网能力指数的下降程度。仿真结果显示，所提方法明显优于其他基准方法，验证了所提算法的合理性。     

基于边权拓扑的作战体系演化生长模型

为探寻信息化时代的战争规律,对使用兰彻斯特方程集判定各项作战能力指标的方法进行补充.初步探讨将复杂网络理论引入信息化作战体系的研究,在分析作战体系关键特征的基础上,将各作战单元间的关系进行数学抽象,使用加权的拓扑模型动态模拟其演化生长,得到与实际数据相符的作战体系边权演化模型.仿真实验得到的结论是,作战体系具有幂律性质所反映出的自相似性,具有一种分形结构.并将加权网络的同步能力引申为体系作战能力,应用于辅助作战分析决策,取得了良好效果.     

基于Petri网的武器装备体系能力需求仿真验证方法

为了验证武器装备体系提供的作战能力能否满足作战任务的能力需求,提出了基于Petri网的武器装备体系能力需求仿真验证方法.首先研究了作战任务及其作战能力需求的形式化描述方法,然后对研究了武器装备体系作战能力的形式化描述方法,最后,研究了在考虑概率和资源冲突的情况下,如何构建基于Petri网的仿真模型.最后进行了案例分析,证明了该方法的可用性.     

机群多编队作战网络自同步

提出机群多编队协同作战复杂网络模型,基于复杂网络自同步原理,研究网络节点动力学和耦合强度给定不变情况下,网络拓扑结构对作战网络同步能力的影响。针对作战网络特点,以最大化网络同步能力和不同层级指控节点效能为优化目标,作战网络指控结构和作战环境对通信拓扑的限制为约束条件,建立作战网络自同步优化模型。采用遗传算法,通过调整作战节点之间的通信结构对上述模型求解。仿真实验表明,获得的优化网络在保持作战网络结构特点的同时,具备更小的网络特征值比和更快的一致性收敛速度。     

联合作战力量协同机理研究

利用系统科学协同理论中的自组织理论模型,对联合作战系统内各军兵种之间的力量协同机理进行研究.分析了联合作战系统的序参量以及控制参量;并对联合作战系统的受力进行了分析;最后研究了联合作战系统的自组织协同演化方程,给出了相关结论.     

预警作战体系超网络建模及结构分析

针对预警作战体系的特殊性,在多视图模型要素基础上,抽取作战任务、作战活动、作战能力和武器系统等实体类元模型及其相关关系类元模型,构建预警作战体系超网络。其次,分别从一模、二模、三模3个层次分析预警作战体系的结构性质,提出系统重要度、系统实际能力水平、系统能力缺失、系统能力冗余、系统潜在能力水平、系统协同需求等测度指标。最后,给出了打破传统树形指挥结构、重点发展以卫星通讯系统为主的战略支援力量,灵活使用战略指控系统等建议。     

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。     

基于时间约束的作战决策同步策略研究

为了量化作战体系的决策同步性能,提出了基于时间视角的作战决策时滞耦合同步模型,在此基础上,提出基于时间约束的作战决策同步策略,以提升作战体系的决策同步性能。仿真案例表明,该模型解决了以往基于沟通的作战决策同步模型的沟通策略不符合作战实际以及沟通后决策水平不一致的缺点,并且所提出的决策同步策略,能保证作战体系在有限时间内的整体决策水平基本一致。通过对比分析相关研究方法可知,该模型及决策同步策略更加符合实际网络化体系的作战决策过程,为后续进一步作战行动同步以及体系结构优化研究奠定基础。     

可组合的Agent体系仿真模型框架研究

当前基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法被军事仿真界普遍认为是军事作战研究、特别是网络中心战(network centric war, NCW)环境下的网络中心作战研究的最佳方法。针对体系效能评估应用,需要在统一的作战概念框架下形成可重用的体系模型框架,能够根据体系(system of systems, SOS)效能评估需求定义和灵活组合不同的作战实体Agent模型,支持对不同体系效能评估问题的研究。基于ABMS开发方法,在统一的作战概念模型框架下对物理域、信息域、认知域和社会域进行合理抽象,建立了可组合的体系仿真模型框架,据此开发了面向体系效能分析应用的仿真平台,用户可以根据体系效能评估问题和作战背景,快速定义和组合不同的作战实体Agent模型形成体系仿真应用系统,进行体系对抗仿真分析与评估。     

无人机集群网电攻击行动协同目标分配建模

以一体化综合防空系统中的雷达为作战对象,从体系对抗的高度研究了无人机集群网电攻击行动协同目标分配的思路与方法,并以目标重分配规则与有人机/无人机协同规则为重点构建了基于协同目标分配规则的协同目标分配模型。然后研究了基于智能优化算法的协同目标分配模型求解方法,运用混合离散粒子群优化算法模拟有人机目标分配,运用基于协议规则算法模拟无人机目标分配。最后进行了仿真实验测试,实验结果证明了协同目标分配模型的有效性,并反映了集群自组网状态对于集群作战效能的重大影响,为无人机集群以及反无人机集群的战法设计提供定量依据。     

网络中心化作战体系信息域效能分析

为设计网络中心化作战体系和评估网络中心战对作战结果的影响 ,首先分析了网络中心化作战体系的信息域信息质量转换 ,提出了三个信息质量指示 :完备性、准确性和时效性指标 ,其次研究了信息域的传感器子域、融合子域和通信网络子域的完备性、准确性和时效性指标及其度量 ,最后给出网络中心化作战体系的信息域效能评估模型。     

卫星军事应用系统支援常规导弹作战Petri网建模

针对卫星军事应用系统支援常规导弹作战的复杂性,构建了作战过程的Petri网模型.该模型利用Petri网能够描述同步、并发和冲突等特性,剖析支援作战过程,提炼过程中的事件和条件,确定转移发生的前条件和后条件.最后,通过对模型的分析,可以看到支援作战流程能够顺利进行,以及Petri网中不存在死锁.此结果证明了模型的正确性.     

网络空间生态成熟度建模

针对网络空间安全和集体防御机制,应用软件成熟度方法研究建立网络空间生态成熟度模型。首先,分析了网络空间生态特点及其与决策权、信息共享和要素间协作关系,构建了网络空间生态成熟度的三维五级概念模型,定义了成熟度等级的关键过程域。其次,以作战体系为例,建立了网络空间生态成熟度分级模型,阐述了各级网络结构和要素作用关系。最后,提出了基于信息决策、要素协同和信息共享的成熟度三维能力模型,给出了仿真分析。     

信息支援下的作战体系多层网络建模

在传统作战环的研究中,通常考虑目标、传感、打击和指控4类节点的关系,缺少通信网络对作战体系影响的分析.为此,本文研究了在通信网络信息支援下,作战体系分层模型的构建,并利用超网络理论对各层分别建模,并对信息流、物质流和能量流进行形式化描述.最终形成物理域、信息域和认知域的3层网络模型.同时基于武器装备体系功能和属性的多样...     

递归性结构中技术协同的自组织演化研究

为探测技术系统递归性结构中技术协同的自组织演化过程,本文以太阳能电池技术为例,通过对技术系统层级的模块化和序参量变化的分析,揭示技术协同的自组织在递归性结构中的演化模式,发现技术系统协同是引发自组织演化的内驱力,自组织是协同稳固的保障。对于特定的技术系统,技术协同的自组织演化趋势与该技术生命周期的变化趋势保持一致;对于不同的技术领域,应根据其技术生命周期的发展阶段制定合理有效的技术政策和优化措施,提升我国技术自主创新能力和核心竞争力。     

基于免疫多智能体的舰艇编队协同防空体系模型

借鉴生物免疫系统的性质和机制,结合多智能体理论与方法,提出了一种新的免疫多智能体网络(Immune Multi-Agent Network,IMAN)模型。根据舰艇编队协同防空体系和生物免疫系统在防御功能、自适应和自组织特性上相似的特点,将舰艇编队协同防空体系映射到生物免疫系统之中,设计了舰艇编队协同防空免疫智能体功能结构模型,并综合上述免疫多智能体网络模型IMAN及其免疫防御原理,构建了一种新颖的舰艇编队协同防空体系免疫多智能体网络模型,分析了舰艇编队协同防空体系免疫多智能体的免疫防御机制及其性质,旨在为舰艇编队协同防空体系研究开拓一种新思路,并为建立适合现代实战需要的作战仿真系统提供理论模型。