舰艇编队的舰载装备协同问题研究

舰艇编队是现代海战主要采用的对抗形式之一，本文应用可靠性理论研究了舰艇编队的舰载装备协同问题。首先，利用可靠度概念给出了舰艇编队的舰载装备协同质量的量化方法；然后，建立了有限资源约束下的最大舰载装备协同质量的舰艇编队模型，并给出了基于遗传算法的模型求解算法。大量仿真计算表明了所建模型与算法的有效性。     

基于编队时间序列的舰船修理结构模型

单艘舰船的部署能力主要取决于其修理结构,而编队的使用需求对单舰修理结构的制定具有重要的影响。针对编队的使用需求,采用时间序列法对舰船修理结构进行优化研究。首先从改变舰船基地级修理间隔期的角度出发,建立编队条件下舰船修理结构的优化模型。然后针对模型的组合优化问题,利用遗传算法实现模型的优化求解。最后采用编队算例进行求解验证,实验结果表明：调整编队中各舰船的修理结构后,编队服役期内可用舰艇的数量的波动幅度明显减小,且可用舰艇数量较小的时间点显著减少,从而提高了编队的整体部署能力。     

舰艇编队协同防空体系免疫多智能体模型

针对舰艇编队协同防空问题, 根据舰艇编队协同防空体系与生物免疫系统防御机制和性质相似的特点, 实现了二者在结构和功能上的映射. 在此基础上, 结合多智能体理论与方法, 设计了舰艇编队协同防空体系的监测、调节和抗体等免疫智能体的功能结构模型, 构建出一种新颖的舰艇编队协同防空体系免疫多智能体(IMA)系统模型, 提出了免疫多智能体系统的形式化描述, 分析了舰艇编队协同防空体系免疫多智能体系统的免疫应答过程和机制. 该模型的防御机制具有自学习、自适应、自组织的特性, 充分体现了舰艇编队协同防空体系的协同防御机制和性质, 为舰艇编队协同防空体系研究开拓了一种新思路.     

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。     

水面舰艇编队对反舰导弹的威胁判断研究

现代海战中,对空防御已经成为水面舰艇编队防御的主要内容。对来袭空中目标的有效防御是建立在及时而正确的判断基础之上的,而对空中目标的威胁判断又是对空火力有效分配和积极防御的基础。水面舰艇编队面临的空中威胁以反舰导弹为首要,本文通过为编队划分威胁判断区域,并在不同区域选取合理的指标,建立基于模糊集合理论的水面舰艇编队对反舰导弹的威胁判断数学模型。     

舰艇编队保障系统的备件短缺风险研究

针对舰艇编队存在备件短缺风险的问题,提出舰艇编队保障系统的概念,给出舰艇编队使用可用度的计算方法,讨论三者之间的关系并建立数学模型。考虑实际中,执行复杂任务的舰艇编队其部件具有不同的寿命分布,替换时间差别大,不少备件维修后能够继续使用以及备件可修次数受限的情况,建立多可修备件的短缺风险计算模型及其与舰艇编队使用可用度的关系模型。最后通过实例对模型进行仿真,对降低备件短缺风险,提高舰船装备使用可用度有一定的参考价值。     

基于多分辨率建模的坦克编队作战效能分析

针对装备体系效能分析中子系统效能难以聚合成为体系整体效能这一问题,提出采用多分辨率建模技术加以解决。参照装备体系的层次结构建立效能指标体系和多分辨率效能模型;运用作战能力指数法和作战毁伤评估作为武器装备子系统作战能力度量,在此基础上建立兰彻斯特方程作战模型;通过采集实体仿真数据进行参数估计,求解兰彻斯特方程,分析装备体系的整体作战效能。最后,通过团级坦克编队军事对抗仿真,分析其作战效能,结果表明该方法是可行的。     

基于复杂网络的舰艇编队网络中心战模型研究

借鉴美军网络中心战思想,构建了一个基于复杂网络的舰艇编队网络中心战模型,在模型中提出了将不同舰艇的传感器与决策器互联.应用复杂网络的若干特征参数分别对网络中心战模型和传统作战模型的作战网络效能进行了仿真分析.通过仿真结果的对比,从量化的角度说明了在网络中心战条件下,舰艇间实现战场信息互通和共享能够大大提高舰艇编队的作战效能.该模型进一步可用于网络中心战系统的结构性、安全性问题的研究.     

航天装备体系作战效能的Agent综合方法

分析总结了航天装备体系作战效能评估的原则,提出了航天装备体系作战效能评估的Agent综合方法,将任务按子系统进行自然分解,分剐分析和仿真,得到各子系统的综合性能指标。以此为基础建立Agent效能综合模型,重,占考虑各子系统闽的交互、作战对抗和智能性等复杂因素,根据作战对抗仿真结呆得到体系作战效能。该方法避免了建立过于复杂的仿真系统,又比用各子系统效能指标进行简单的数学运算得到体系效能保留了更丰富的交互因素和系统细节,有利于得到符合实际的结论。通过案例研究,表明了所提出方法的有效性。     

体系作战效能评估与优化方法综述

分析了体系作战效能评估与优化的特点,基于“整体论”提出了将体系作战效能评估与优化划分为综合评估、分析、优化3个阶段的思路,针对3个阶段需要解决的实际问题,归纳总结了适用于解决各阶段问题的典型方法,并对比分析了不同方法的优缺点。针对“整体论”思想指导下体系作战效能评估与优化在实施中面临的实际困难,从综合应用框架设计、评估指标体系构建、试验推演模式创新等方面提出了下一步的研究方向,为体系作战效能评估与优化方法的有效落地提供了支撑。     

多指标约束下舰载装备维修级别建模与优化

修理级别分析(level of repair analysis, LORA)是装备综合保障性工程中的一项重要内容,针对现有关于LORA问题研究的不完善之处,以舰载装备维修保障为背景,综合考虑维修费用和维修效果,建立LORA协同规划数学模型。根据模糊优选理论,给出基于正负理想方案的多指标LORA决策隶属度优化目标函数,运用自适应粒子群算法对LORA模型进行求解,通过算例给出了优化结果,分析LORA决策的一般规律,证明方法的合理性及LORA模型的正确性。提出的LORA决策模型是现有研究基础上的重要补充,对于完善装备维修保障决策理论具有重要意义,为装备维修保障工作的开展提供决策支持。     

延迟修理的修理工多重休假可修系统更换模型

针对有延迟修理的修理工多重休假单部件可修系统,提出了一种维修更换模型。系统发生故障时可能因修理工的休假或故障情况而得不到及时修理,因此系统可处于工作、修理和待修三种状态。假设系统每次维修后均不能“修复如新”和系统每次故障以概率1-p延迟修理的情况下,以系统的故障次数N为更换策略,通过扩展几何过程理论建立数学模型,求出了系统经长期运行单位时间内期望效益的明显表达式。最后,通过数值例子验证了该方法的有效性。