基于杀伤链的作战体系网络关键节点识别方法

针对作战体系(operational system-of-system, SOS)因装备功能各异、交互关系复杂、高对抗性导致的关键装备难以识别的问题,引入杀伤链的分析思想对其进行求解。首先,提出了作战体系网络模型构建方法,给出了杀伤链的定义与基本类型。其次,提出了基于蒙特卡罗抽样的网络状态转化方法,实现了网络边权值与边存在性的转化;根据子图同构匹配理论,给出了基于改进Ullmann算法的杀伤链搜索方法;以对杀伤链形成的综合影响为切入点,构建了节点重要度指标R。最后,利用所提方法对某空中拦截任务体系网络的关键节点进行识别,并与现有方法的结果进行对比,验证了所提方法的合理性和有效性。     

基于作战环的不同节点攻击策略下的作战网络效能评估

基于作战环思想, 以作战网络抽象模型为基础, 围绕作战环的分类、定义、形式化描述、数学模型等基本问题开展了理论研究, 进一步丰富了作战环理论体系。同时, 以能否快速有效打击对方目标实体为根本依据, 建立了基于目标节点打击率和基于目标节点打击效率的作战网络效能评估指标。通过仿真实验, 将作战环相关理论运用于不同节点攻击策略下的作战网络效能评估, 为实际作战体系对抗中双方的攻击与防护提供应用指导, 也为进一步开展基于作战环的作战网络应用研究提供参考借鉴。     

装备保障体系关键节点分析

装备保障体系在现代战争中发挥着重要的后勤保障作用。一旦保障体系中的关键保障节点遭到袭击, 将会严重影响到系统保障能力的发挥。因此, 研究装备保障体系中的关键节点识别技术, 找出薄弱环节, 对于未来战争有着重要意义。本文以复杂网络为理论基础, 提出了一种衡量保障节点重要性的指标。该节点重要性指标一方面衡量保障节点在一定空间范围内的连接能力, 另一方面按照新提出的面向任务需求的路由方式, 衡量保障节点的全局运输能力。通过与另外6种节点的重要性指标对比, 结果从多方面证明了所提的节点重要性指标在识别关键节点时的有效性及适用性。     

基于标签传播识别网络中的关键节点

基于标签传播动力学提出了一种识别网络关键节点的算法,主要思想是把每个节点接收到不同标签的数量作为判断节点重要性的指标。应用两种不同的传播模型,在不同网络上与其它中心性指标作比较。结果表明:基于标签传播的中心性指标比其它的中心性方法可以更好地识别网络中的关键节点。基于标签传播的中心性指标还具有以下优势:不需要利用网络的结构信息,因此可以推广到大规模网络上;揭示了一种现象——好的接收者往往也是好的传播者。     

基于K-shell的超网络关键节点识别方法

将K-shell指标扩展到超网络中,避免了超网络中超度较大、但位于超网络边缘位置的节点对挖掘关键节点带来的影响.由于K-shell方法的局限性,导致节点排序结果过于粗糙.针对这一问题,结合超度和K-shell(ks)值利用欧式距离公式提出识别超网络关键节点的ksd指标,并利用蛋白复合物超网络进行验证.实验证明,ksd指...     

基于作战网络可靠度的体系贡献率评估

针对武器装备体系中日益复杂的装备种类、交互关系和大量兼具多种功能的综合型武器装备,建立了包含综合型装备的武器装备体系作战环网络描述模型.首先,结合网络可靠度思想对现有的作战环网络能力求解方法进行改进,分别给出了基于不交最小路的精确求解方法和基于谱半径的蒙特卡罗近似求解方法.之后,给出了一种改善的综合型装备体系贡献率评估...     

基于Agent的卫星体系作战分析仿真框架研究

分析了开展卫星体系作战分析仿真研究的重要性,基于Agent方法进行了卫星体系作战分析仿真建模,把仿真实体高度抽象为Agent实体、设备实体和环境实体三种类型,建立了Agent实体的物理层、信息层和认知层模型。提出了作战分析仿真的实现方案。最后总结了这种仿真框架的特点和长处。     

一种基于图的作战仿真需求模型

阐述了作战仿真需求的研究现状,分析了作战仿真需求开发过程,包括需求获取、需求分析、需求描述和需求验证.针对目前作战仿真需求开发方法的不足,提出了需求图模型,以定量的、结构化和形式化相结合的方法来获取、分析和描述作战仿真需求.最后以"光学成像侦察卫星仿真实验"为例进一步描述了需求图的建模过程.通过实例分析,验证了需求图模型的可用性.     

基于影响图方法的C4ISR作战模型

影响图建模方法可对复杂系统进行规范化建模。包括C~4ISR系统的现代战争系统由武器子系统、通信子系统、指控子系统和探测子系统组成,是一类复杂系统。首先确定了表征这些子系统的参量指标,然后采用影响图方法建立了现代作战的影响图模型,进而建立了微分方程形式的C~4ISR作战模型。应用微分方程稳定性理论对C~4ISR作战模型进行分析,研究了C~4ISR系统对现代作战的影响。     

基于功能依赖网的体系效能评估方法

建设与发展有效的装备体系需要依赖合理的效能评估方法。诸多评估方法在复杂依赖关系的量化分析上存在不足,因此引入功能依赖网络分析(functional dependency network analysis, FDNA)法,通过双依赖参数、分段线性模型等捕捉体系复杂依赖关系及其造成的级联效应。进而立足FDNA方法的优点,突破其局限性,提出基于作战环的功能依赖网络建模规范,通过链路健康指数、综合依赖关键度、多系统冗余表决系统等调整、新增、完善效能聚合模型,形成可捕捉和反映更广泛作战场景的扩展FDNA(extended FDNA, E-FDNA)方法。以海上防空反导体系为例,通过与现有FDNA系列方法以及复杂网络方法在体系效能值、关键系统识别等方面的对比分析,验证了E-FDNA方法的可行性和有效性,为装备体系的效能评估提供了新方法。     

基于最小连通支配集的复杂网络关键节点与连边识别方法

复杂网络关键节点与关键连边在网络中均起着十分重要的作用,目前的识别方法往往无法做到同时识别,并且识别指标角度较为单一。为解决上述问题,提出一种基于最小连通支配集(minimum connected dominatingset,MCDS)的复杂网络关键节点与连边识别方法,通过使用免疫粒子群(immune particle swarm optimization,IPSO)算法寻找网络最小连通支配集,构建核心骨干网,实现对复杂网络关键节点与连边的同时识别。该算法在求解过程中引入免疫机制指导粒子节点搜索方向、加快算法收敛速度,同时优化搜索节点质量。经实验验证表明,所提识别方法能够有效识别网络中的关键节点与关键连边。     

基于概率图的作战任务智能规划方法

针对人工调配作战资源及规划方案效率低下的问题,本文提出一种基于概率图的作战任务智能规划方法,通过统计分析判定任务间因果关系,采用GNN抽取任务中的关键事件构建概率图并计算任务规划方案成功的概率,进而基于时间序列方法预测战场态势变化,实现辅助指挥员智能决策。最后,本文在某联合登岛案例中开展了方法验证,结果表明,所提出的方法可成功实现任务规划并具有可解释性,可实现对战场态势变化的预测和快速响应,在战场上为军队提供强有力的支持。     

基于概率图的作战任务智能规划方法

针对人工调配作战资源及规划方案效率低下的问题,本文提出一种基于概率图的作战任务智能规划方法,通过统计分析判定任务间因果关系,采用GNN抽取任务中的关键事件构建概率图并计算任务规划方案成功的概率,进而基于时间序列方法预测战场态势变化,实现辅助指挥员智能决策。最后,本文在某联合登岛案例中开展了方法验证,结果表明,所提出的方法可成功实现任务规划并具有可解释性,可实现对战场态势变化的预测和快速响应,在战场上为军队提供强有力的支持。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

基于Petri网的作战系统时间与精度分析

为了分析整个舰载作战系统中时间与精度之间的相互关系,利用Petri网原理对舰载作战过程的整个流程进行了建模。通过对作战系统中各阶段时间的重新定义,并结合已有的舰载作战系统时间和精度估算法,对系统各个阶段的精度和时间进行了估计,分析了系统时间、最高精度和前期阶段精度之间的相关性。试验结果表明,最高精度要求越高,系统时间越长;最高精度一定时,前期精度越高,系统时间越短。     

基于图序列的卫星网络时变拓扑可视分析

卫星网络拓扑结构具有典型的时变特征,对时变拓扑的可视化研究有助于直观理解卫星网络随时间的演化状态。从可视化的角度入手,针对上述时变特征,提出一种基于图序列的拓扑可视化方法。首先,设计时变拓扑可视化视图,作为传统两视图结构的重要补充;然后,建立图序列模型,并提出瞬时拓扑图布局算法和拓扑图序列布局算法;最后,通过典型实例验证所提算法的合理性。实验表明,时变拓扑分析视图在卫星网络拓扑信息展示方面能够起到辅助作用,时变拓扑可视化结果可以清晰地展示出视觉元素之间的关系,并支持对拓扑结构进行对比分析,有助于用户发现和理解卫星网络的动态演化规律。     

基于遗传模糊系统的兵棋推演关键点推理方法

近年来,基于人工智能技术的自动化作战推演越发受到重视,但是由于有效地采集作战推演数据难度较大,许多依赖数据学习的人工智能技术效果不佳。在结合专家知识和作战推演数据的基础上研究作战推演中的人工智能技术,是一种可行的替代方案。为此,立足兵棋推演设计了关键点推理遗传模糊系统(genetic fuzzy system, GFS)框架,有效整合了对兵棋专家知识的建模和对兵棋复盘数据的学习,从而提高了关键点的推理质量。进一步以安全点为例,构建了安全点推理GFS,在初始化模糊系统规则库的基础上,通过合理设计遗传算法中的参数编码、适应度函数、遗传算子等,实现了安全点推理模糊系统的遗传调优算法。最后,通过实验仿真展示了所提方法的可行性和实用性。     

基于Agent建模的机载激光武器系统作战效能影响因素分析

为了研究机载激光武器的安装对轰炸机作战效能的影响,提出了基于功能组件的模块化作战仿真框架。采用基于Agent的建模与仿真方法,基于感知、通信、决策、运动、执行的功能对Agent模块进行划分,提出了基于功能组件的模块化作战仿真体系。在此模型框架下,设计机载激光武器系统、雷达系统、导弹等模块的状态机,并建立考虑相对位置变化的详细数学模型,以分析在战斗每一时刻影响作战效能的指标参数变化情况。最后通过对典型突防作战算例的仿真,研究了在动态作战过程中激光武器的发射镜直径和发射功率与目标表面光斑大小和能量密度随相对距离的变化关系,分析了在载机为高速小雷达散射截面积(radar cross section, RCS)和低速大RCS两种情况下,机载激光武器的发射镜直径和发射功率对轰炸机突防效能的影响。分析结果表明,提高机载激光武器的发射功率和发射镜直径对作战效能提升显著,尤其是在载机为低速大RCS的情况下对效能的提升非常显著。     

基于系统依赖图的过程间指针分析方法

针对目前指针分析算法的程序中间表示形式不能充分表示程序的语法结构与语义,因而不适合应用于源代码-源代码级别的程序转换与分析的问题,提出了一种基于系统依赖图的过程间指针别名分析算法。改进了指针别名信息的表示方法,精确描述数组元素和指针数组元素的别名。以系统依赖图作为程序的中间表示形式,在每个过程调用节点,根据是否为递归调用,分别采用改进的Banning算法和函数内联的方法处理因参数传递引起的别名信息。实验结果表明,该方法的准确性高于Wilson算法和Emami算法,且指针分析结果可直接应用于源代码级别的程序分析与转换中。     

基于LabWorks、pRTI的水下战分布交互仿真系统开发研究

分析了构建水下多武器平台作战动态仿真使用的综合环境的需求和意义,提出采用基于高层体系结构(highlevelarchitecture,HLA)先进的建模、开发软件平台LabWorks、pRTI来构建一个开放式、可扩展的水下对抗建模仿真综合环境的构想。并以单潜和单舰水下作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统总体结构及功能需求,并对水下仿真系统的联邦成员开发过程进行研究。目前所建成的仿真系统已投入运行,达到预期设计指标。