基于复杂网络理论的指挥控制系统自适应重构模型

为研究信息化条件下指挥控制(command and control, C2)系统在对抗环境下的自适应重构机制,基于复杂网络理论和作战指挥原则,从重构触发机制、边的修复策略、结构重组策略和重构评价机制4方面建立了C2系统的自适应重构模型,其中重点研究了边的修复策略和结构重组策略。针对边的修复提出了一种自适应修复策略;而针对结构重组,提出了升级重组、越级重组、转隶重组和组合重组4种重组策略。仿真结果表明,在综合考虑重构效果和成本消耗的情况下,与以往研究相比,边的自适应修复策略为相对较优的边重构策略,而与单一重组相比,组合重组策略为较优的结构重组策略;并且该自适应重构模型能在一定程度上比较客观地反映指挥控制系统的遇袭重构演化过程。     

ExtendSim模型与数据驱动的指控流程建模与分析

联合作战背景下的指控流程(command and control process, CCP)涉及同层级内不同指控单元之间的横向信息交互与不同层级间的纵向信息交互。针对这种复杂化与多元化指控流程,研究了如何利用ExtendSim仿真工具对指控流程进行模型构建、验证、评估与优化。首先,通过对指控流程特点进行分析,抽取通用的要素类型,包括实体和关系要素,并映射到ExtendSim关键模块;其次,构建“指控流程要素-ExtendSim模块”的转换规则,提出构建ExtendSim指控流程模型的方法步骤;然后,研究基于ExtendSim的指控流程可行性验证方法(行为一致性、可执行性、合理性验证),提出了基于ExtendSim的指控流程评估指标(任务平均耗时、任务平均等待时间与任务最大处理容量),并研究了基于ExtendSim的指控流程优化方法;最后,通过一个通用反导指控流程案例,验证了所提建模与分析方法的可行性与有效性,可以为指控流程的建模与分析提供支撑和参考。     

基于区块链的动态指控方法研究

面向动态指控过程中指挥权限跨域重构与资源点对点动态调配需求,基于区块链技术设计了动态指控组织架构模型,在此基础上分别研究了基于认证联盟与共识阈值的权限流转模型、基于任务表单和装备表单的任务执行模型,并依托智能合约建立了应急响应机制,为动态指控中指挥权限可信流转与装备点对点访问提供了解决方案。通过Hyperledger Fabric搭建原型系统,实验结果证明了方案具备可信性与较好的运行效率。     

C2组织结构的适应性设计方法

介绍了指挥控制(command and control,C2)组织和C2组织结构,讨论了C2组织结构的适应性设计问题。分析了组织结构适应性的代价计算,主要由两个方面决定:一个是结构重构代价;另一个是组织性能代价。通过扩展基于粒度计算的组织结构设计方法,提出了组织结构的适应性设计方法,设计过程包括三个阶段:任务集和平台集粒化阶段、粒内规划阶段和决策分层阶段。给出了基于遗传算法的平台集粒化方法。案例分析表明本文的方法具有较好的性能。     

复杂适应组织变革中的变革体应用

复杂适应组织是在复杂动态变化环境条件下能够得到较好生存和发展的一种组织形态，在其自组织发展进程中变革体的工作至关重要。从分析复杂适应组织中变革体在促进自组织过程的作用着手，指出变革体推行组织变革的进程及相应技巧，以期为现实组织发展与变革提供指导意见。     

信息融合技术在某试验指挥控制系统中的应用

针对靶场试验指挥控制系统中的信息融合需求,提出了一种改进的联合卡尔曼滤波算法,用计算加权系数的方法代替原来的计算加权矩阵,从而避免了求解滤波误差方差阵的逆矩阵。以GPS系统和地面某雷达的测量数据为例,对该算法进行了计算机仿真。结果表明,该算法对于抑制滤波发散、提高整个系统的精度和运算速度是行之有效的。     

复杂适应组织的特征

作为复杂适应系统的组织被认为是快速、不确定变化环境下的理想组织形式，但不是所有组织都可以看作为复杂适应系统。如同任何其他科学的概念一样，复杂适应系统有其特定内涵、适用范围和条件。本文通过将自然科学有关复杂适应系统的概念、特点类比地应用于有人参与的企业组织，指出作为复杂适应系统的企业组织应具有的主要特征，给出其在现实经济生活中的具体体现以及与传统组织的重要差异。     

兵力组织指挥控制结构适应性调整方法

兵力组织指挥控制(command and control, C2)结构适应性调整问题是指挥自动化领域研究的热点。首先介绍了兵力组织的组成要素,给出了兵力组织C2结构的形式化描述方法,定义了兵力组织C2结构的性能测度指标。然后分析了不同情形下兵力组织指控控制结构适应性调整问题,建立了相应的数学优化模型。最后基于m-best策略提出了一种贪心求解算法,并通过实验证明了该算法的有效性和优越性。     

基于广义连续时间贝叶斯网络的指挥控制网络系统可靠性分析

指挥控制网络作为典型的复杂网络系统,其可靠性通常可以利用动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN)来分析。由于DBN并不能很好地解决包含时间和非时间事件的指挥控制网络系统可靠性问题,因此提出一种具有二态条件概率表的广义连续时间贝叶斯网络(generalized continuous time Bayesian network, GCTBN)的建模方法。在此模型的基础上,得到了不同逻辑门的可靠度算法求解,进而针对指挥控制网络系统提出了无线电传播、通信设备以及网络的可靠性分析方法,从而综合地考虑到指挥控制网络执行不同任务的可靠性问题。通过对指挥控制网络可靠性问题的实际案例分析,验证了所提方法的有效性。     

基于ULMADM的智能指挥控制系统决策分配方法

在智能指挥控制系统设计中,为了充分发挥指挥员与自动化系统的决策优势,需要将决策功能在两者之间进行合理分配. 给出了指挥控制系统决策分配步骤,针对决策分配过程中属性值无法准确测度的特点,采用不确定性语言型多属性决策（ULMADM）方法,基于UEWAA算子确定决策功能的自动化等级范围,基于UEWAA算子和ULHA算子相结合的多属性群决策算法确定决策功能的自动化等级,算例表明ULMADM方法解决决策分配问题的可行性、有效性和通用性.     

C2组织资源集成策略与方法

资源集成是C² (command and control)组织设计的前提和基础. 针对信息化战场C² 组织区域的分布性与协作的同步性以及结构的适应性需求提出了C² 组织作战资源集成的冗余性策略、协作策略、消耗性策略以及任务执行效率原则和资源价值成本原则, 建立了C² 组织资源集成策略的描述, 以集成策略为依据设计了作战资源集成优化的动态列表规划方法.     

基于IP-ACO算法的航天器测控资源调度技术

采用多目标蚁群优化算法对航天器测控资源调度问题进行研究。在分析中低轨道航天器测控特点的基础上,综合考虑包括测控时间窗口约束和设备切换时间约束在内的多类复杂约束条件,建立多目标航天器测控资源调度模型。在Pareto蚁群优化算法的基础上,引入蚁群社会中的分工协作思想并构建测控任务时间约束有向图,设计基于任务选择期望的状态转移规则和基于自适应网格技术的权重更新策略,从而提高算法求解性能。仿真实验结果表明该方法能有效解决多目标航天器测控资源调度问题。     

基于改进层次聚类法的指挥控制资源部署

以网络化作战战场资源部署为研究背景,对战术指挥控制资源部署问题进行了描述。以决策实体工作负载的均方根最小为目标函数,建立了指挥控制资源部署问题的数学模型,提出了基于改进层次聚类法的指挥控制资源部署算法。该算法以作战任务-平台资源的分配结果为输入信息,对可部署决策实体数目范围设定、决策实体合并项选择和决策实体能力约束判定进行了改进,着重分析了每一层聚类的N-best备选策略和决策实体合并项选择方法。通过一个作战想定,分别从目标函数值、搜索空间大小两个方面对本算法和其他算法进行了比较。     

多平台分布式协同作战下基于MPC-MAS的指挥控制模型设计

在瞬息万变的网络化体系作战环境中,如何准确、及时地提取有用信息并作出决策,有效应对实际作战中作战效益低、资源损耗大、作战时间长等问题一直是研究的热点之一。本文以多平台协同完成对来袭目标的拦截任务为背景,提出了一种多平台分布式协同作战下基于模型预测控制(model prediction control, MPC)和多智能体系统(multi-agent system, MAS)的指挥控制系统模型。通过引入分布式多平台协同的模型概念,使各平台之间实现完全信息共享,并且采用全局分布-局部集中的决策结构,设计了分布式指挥控制的协同模型框架,选定蒙特卡罗方法进行仿真实验对比。实验结果证明了该模型具有收敛性好、误差低、损失值低等优点,可以高效地解决分布式环境下协同作战的指挥控制模型构建问题。     

基于故障检测的自适应重构控制及其应用

为了降低加入自适应控制后被控系统的复杂程度,同时使被控系统在发生故障时仍具有良好的性能,提出了故障检测加自适应重构控制的方法,在系统无故障的情况下不加入自适应重构控制,使系统相对简单,同时对系统进行故障检测;当检测到系统发生故障时,加入自适应重构控制,使系统具有良好的性能。采用的故障检测方法和切换开关既简单又有效。通过对一个飞控系统的仿真研究,表明了该方法的有效性。     

有人/无人机编队指挥控制系统结构设计

针对有人/无人机(manned aerial vehicle/unmanned aerial vehicle, MAV/UAV)编队指挥控制系统结构设计问题进行了研究。以未来空中作战为背景,结合MAV/UAV编队作战流程和特征,基于人机合作机制,设计了MAV/UAV编队协同三层递阶式指挥控制结构,分别为任务规划层、协调控制层和功能实现层。在此基础上,分析了系统结构中关键模块如辅助决策模块、人机交互系统、编队控制管理系统和航迹规划路径跟踪系统的内容。最后,设计了人机交互系统指挥界面,并针对典型控制任务进行了仿真验证。     

Adaptive robust dissipative designs on straight path control for underactuated ships

1.INTRODUCTIONIn practice,long-distance navigation tasks of shipsare frequently carried out while traveling via way-points on a straight path at constant cruise speed.Whenthe linear course is tracked,only the yaw mo-ment is served as control input to drive the sway dis-placement,sway velocity and heading angle while thesurge velocityis maintained bythe mainthruster con-trol system,which is referred to as underactuatedconfiguration.So it becomes very difficult to deviseanideal tracking algo…     

Adaptive tracking control of chaotic systems

1 .INTRODUCTIONDuringthelasttwodecades,thestudyofchaoticnonlineardynamicalsystemshasbeenrapidlyexpand ed .Oneofthereasonsfortheinterestsisthatchaoticbehaviorshavebeendiscoveredinmanynonlineardy namicalsystemsinphysics ,chemistry ,biology ,en gineering ,an…     

航天器姿态的神经网络动态逆控制

针对航天器姿态系统,提出了一种基于自适应神经网络动态逆的控制算法。该算法针对滚转、俯仰和偏航三个姿态子系统,设计了两组神经网络:第一组是BP网络,用来逼近三个姿态通道的非线性项,可获得姿态逆模型;第二组是非线性自适应神经网络,用于在线实时地补偿逆模型存在的误差和外加干扰。详细分析了非线性自适应神经网络的拓扑结构、学习规则和调整算法。给出了应用该算法的具体实例,通过仿真实验证明该算法的有效性。     

战场C2组织的描述与设计

为描述并建立信息化战争条件下高效的作战体系,提出了C2组织的概念.定义C2组织的基本元素(组织决策个体、平台实体和任务),并建立了C2组织的描述.基于C2组织的描述明确C2组织设计的任务:组织过程设计与结构设计,分析并建立了设计任务之间的关系.