潜艇位置散布规律与搜潜效能评估模型研究

针对当前搜潜效能评估中对潜艇位置的假设存在不合理的情况,提出了执行巡逻搜索和应召搜索任务时的潜艇位置散布模型,在此基础上,建立了声纳浮标阵搜潜概率的评估模型,并采用计算机仿真评估方法证明了模型的正确性,计算结果也表明对潜搜索评估结果与潜艇位置的散布规律假设密切相关,必须根据情况合理地选择模型.     

基于先验目标分布的磁探仪应召搜潜范围分析

根据磁探仪应召搜潜的特点,运用概率论和最优搜索理论对磁探仪应召搜潜的搜索半径进行研究。在建立目标初始位置的散布模型和目标航速航向模型的基础上,推导出磁探仪执行应召搜索时的搜潜概率解析模型,确定了搜索概率最大时的圆周搜索半径,建立了反潜巡逻机利用磁探仪执行应召搜潜时的航路模型。在不同条件下,利用解析模型计算得到的搜索概率与蒙特卡罗仿真结果基本一致;与传统的应召搜索方法相比,改进后的搜索方法能使搜潜效能得到明显提高。     

舰载直升机吊放声呐搜潜效率的仿真研究

以往对于直升机吊放声呐搜潜效率的处理过于简便,与实际状况不符。深入分析了吊放声呐在水平面和垂直面内搜潜的过程,并通过仿真研究了吊放声呐的搜潜效率,分析了影响搜潜效率的因素,可为反潜作战研究提供参考。     

基于先验目标航向的吊放声纳应召搜潜建模与仿真研究

针对已知目标的大概航向,需在有限范围内确定目标存在区的情况下,建立了利用吊放声纳的扇形和弧形应召搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对应召搜索概率的影响.结果表明,初始航向角度的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较小;不同潜艇运动模型中,吊放声纳间距的变化对弧形和扇形的应召搜索概率影响较大.     

警戒海域反潜直升机优化调度研究

在区域反潜中如何调度反潜直升机群是当前水下网络中心战的研究难点。为了能够利用有限的直升机资源最大限度地覆盖警戒海域, 提出一种二阶段的反潜机调度策略。把警戒海域栅格化为若干监测区, 通过历史数据或经验预估各监测区的报警率和期望搜潜响应时间, 提出基于超立方体排队论的反潜排队模型和迭代求解算法, 以输入的报警率作为事件到达率, 期望响应时间为平均服务时间, 输出校正系数和直升机繁忙概率等统计结果作为反潜规划模型的输入参数, 并提出逼近求解算法计算得到反潜直升机的部署及分派策略。最后, 通过仿真案例验证了调度策略的有效性。     

对潜的吊放声纳应召搜索技术仿真研究

通过建立反潜机的方形、扇形和螺旋线形应召搜索模型,分析讨论了潜艇航速和航向的变化对吊放声纳搜索概率的影响,并进行了仿真比较.结果表明,随着潜艇航速、航向角度的增加,吊放声纳搜索概率不断下降,且航速、航向变化对螺旋线形搜索的搜潜概率影响要小于方形搜索和扇形搜索.同时也表明潜艇以远离当前吊放点为规避航向且全速规避时会明显降低吊放声纳的搜索概率,这对潜艇规避对抗吊放声纳搜索具有实际的指导意义.     

声纳浮标与磁探联合搜潜仿真研究

在声纳浮标和磁探搜潜原理的基础上,建立了在被动全向声纳浮标探测到潜艇目标的条件下,利用磁探仪对潜艇进行定位的相关数学模型,仿真分析了声纳浮标作用范围、磁探仪高度、潜艇下潜深度等因素对搜潜概率及搜潜效率的影响,获得了有益的效果.     

基于遗传算法的对潜螺旋搜索

针对应召反潜中敌潜艇直线型规避行为,提出了一种基于遗传算法的对潜螺旋搜索方法.首先建立每段搜索路径中的搜索概率模型,再利用遗传算法对此模型进行优化,选取满足搜索概率最大的搜索器转向角.在搜索任务中要利用上一阶段的探测情况来实时地确定下一阶段的搜索路径,不断地排除敌潜艇不存在区域的角度,具有在短时间内搜索范围大、搜索效率高的特点.与传统螺旋搜索法相比,较好地提高了搜索概率.     

水面舰艇对潜搜索仿真与分析

研究舰艇编队的优化配置方法和兵力机动方法对于提高水面舰艇编队对潜搜索效率有着重要的意义.在认真研究对潜搜索过程的基础上,建立了水面舰艇编队对潜搜索效率的数学模型,分析了对潜搜索效率的主要影响因素,并进行了仿真计算,据此得出了不同舰艇数目的编队对潜搜索时相邻舰艇间的最佳距离以及编队对潜搜索的最小速度值,并对传统战法中舰艇编队的机动策略提出了改进意见.     

针对无人潜航器的反潜策略研究

近年来无人潜航器对国家海洋国土安全带来的威胁逐渐增大, 其低噪声特性和隐蔽入侵方式也给反潜行动带来极大困难。为此，提出了一种两阶段规划算法, 用以学习优化反潜策略, 在部署阶段, 建立了基于不确定性马尔可夫决策过程的反潜资源分配模型, 并设计了鲁棒性部署策略强化学习算法, 用以求解不确定条件下分配模型的纳什均衡解。在搜索阶段, 建立了基于部分可观察马尔可夫决策过程的搜潜模型, 并设计了基于多智能体强化学习的搜潜策略学习算法。最后，通过仿真实验验证了本算法与比对算法相比具有更高的性能。     

航空搜潜装备搜潜范围建模与仿真研究

根据航空搜潜装备的特点，结合主／被动声呐方程、潜艇目标强度、潜艇目标辐射噪声特征、搜潜装备性能、浅海传播损失模型、海洋环境特点等，建立了单基地条件下搜潜装备搜潜范围的数学模型，并以海洋环境噪声的变化为条件，仿真分析了搜潜装备有效搜潜半径随海洋噪声的变化情况。通过本文的研究，可以根据海洋环境等变化，确定出搜潜装备的搜潜范围变化情况，为航空搜潜训练提供了理论依据。     

基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索

本文在对传统螺旋搜索算法研究的基础上,提出了一种基于遗传算法的最优扩展螺旋搜索算法.该算法将遗传算法和扩展螺旋搜索法相结合,优化出搜索器在扩展螺旋搜索时的第一个探测点和运动转向角,为实现水下目标的最优搜索提供了条件.仿真分析了潜艇的运动速度和航向分别变化的情况下,所提算法与传统算法对目标搜索时间和发现概率的差异.由仿真结果可见,该算法可缩短搜索时间,提高发现目标概率.     

反潜CGF系统中吊声传感器的建模方法

提出一种计算机生成兵力(CGF)系统中传感器模型的建模方法。以声纳方程为基础,综合考虑海洋环境及目标声特性,分别建立主、被动式的吊声传感器模型。利用海洋环境数据训练径向基神经网络(简称RBF网络),实时解算不同环境参数时的噪声级。在主动式吊声模型中,考虑声纳的波束方向,便于对目标进行定向等运动分析。通过MATLAB仿真,验证此模型的性能指标优于现有模型的性能,有效为反潜CGF系统服务。     

直升机海上搜救最优模式研究

在给出直升机海上搜救概念的基础上 ,应用人机工程学理论和运筹学原理建立遇险目标及直升机的运动模型和观察人员发现概率模型 ,经仿真计算 ,利用比选法得出了直升机海上搜救的最优模式.     

基于水声环境的潜艇阵地优化方法研究

针对现有阵地伏击战法主要根据作战任务对阵地进行规划的不足及水声环境对潜艇隐蔽性和声纳探测效能的影响,系统分析了水声环境对阵地设伏战法的影响,通过建立声纳探测模型,并针对目标深度不确定情况下的探测对策对我潜艇声纳作用距离进行了量化,提供了潜艇伏击阵地的优化配置方法。仿真结果表明该方法对提高潜艇的攻防能力具有较强的实用性。     

水下战视景仿真系统建模及实时场景渲染方法

针对水下对抗建模中随机误差加入的合理性及复杂环境实时细致再现的问题,提出了一种基于高层体系结构(high level architecture, HLA)和军用仿真平台Flames构建一个可定制、可重用的水下对抗视景系统的设计方法,引入基于分形布朗运动(fractional Brownian motion, fBm)特征约束的随机误差来构建仿真模型,同时开发出基于开放场景图(open scene graph, OSG)视景引擎的海面和水下空间,充分利用图形处理单元(graphic processing unit, GPU)实现海面和海底地形等的快速纹理映射及渲染。该系统能适应潜舰、直升机潜等多种水下对抗样式的视景仿真需求。实际应用结果表明,该系统具有较好的实时性和视觉效果。     

直升机旋翼系统仿真建模研究

以某型直升机飞行模拟器为背景,阐述了如何建立直升机旋翼系统的仿真数学模型.运用旋翼的空气动力学理论,分析了其中的技术要点,有针对性地讨论并设计了一种旋翼系统仿真模型的建模方法,其中根据直升机模拟器飞行动力学仿真的需要对旋翼系统模型进行了适当简化,降低了模型的复杂性.仿真结果表明该模型能够较逼真地模拟直升机的动态特性,实际应用效果验证了所述理论及方法的有效性.     

群体智能算法搜索策略的性质及对停滞现象的影响

群体智能算法模拟生物进化或动物群体协作的搜索机制, 其目标是快速有效地搜索复杂优化问题的解空间, 寻求全局最优解. 本文通过对群体智能算法的搜索机理进行分析, 根据在搜索过程中解集内部结构变化的性质定义了解集多样度, 并在此基础上研究了两种基本的搜索策略--多样化搜索和集中化搜索对解集进化过程中的停滞性的影响, 证明了集中化搜索不可避免地使解集中的候选解逐渐趋于单一, 是导致算法停滞收敛的主要原因; 而多样化搜索能从任何候选解出发搜索到整个编码空间中的任一个点, 即整个空间是多样化搜索的可达域, 但将使算法不收敛. 本文采用三类典型的群体智能算法: 遗传算法、蚁群算法和粒子群算法进行了实验, 验证了上述分析结论的正确性.