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DoDAF的装备体系任务建模与仿真

装备体系任务建模与仿真是对装备体系进行模型验证和分析的基础。以四元组（目标,装备,活动,关系）为基础,建立了装备体系任务的描述模型,并基于美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF）,提出了基于活动建模的装备体系任务静态模型建模方法和采用IDEF3语言来建立装备体系任务仿真模型的方法以及其具体建模步骤。最后以航母体系的典型任务为例,对上述建模与仿真方法进行应用,证明了所提方法的有效性。     

网络体系效能评估改进FDNA模型

网络体系(system of system, SoS)的效能评估是SoS建设和分析的重点问题。传统功能依赖网络分析(functional dependency network analysis, FDNA)方法可以展示SoS“松散耦合”特性, 但缺乏对组件系统的运行独立性、效能衰减性、拓扑规律性等特征的关注。针对此, 在考虑多态问题的基础上, 通过Markov过程分析, 推导组件系统的自主效能衰减函数与系数, 改进了传统方法中的固定参数, 求得节点的动态效能值。在界定“相关SoS”概念的基础上, 计算组件系统可靠度的重要度, 识别关键节点, 构建网络SoS效能评估函数。以五节点航天SoS为例, 演示评估过程并验证了方法的可行性。     

基于Sobol敏感性分析的装备体系保障效能评估

现代化作战都趋向于体系与体系间的对抗,装备体系保障能力已经成为影响装备体系作战能力的关键.为了定量衡量装备体系保障的效果,需要对装备体系保障效能进行科学的量化评估.首先进行装备体系保障能力分析,得出装备体系保障能力指标.其次,基于Sobol敏感性分析方法,对装备体系可用度进行敏感性分析,得到装备体系保障能力指标的重要程...     

基于Agent的装备体系基础模型建模分析

针对装备体系效能分析、装备采办等应用的建模需求,建立了包括类型、属性、交互、规则的装备体系七元组描述模型,构建了基于Agent的基础模型框架。重点研究模型中的交互元组,定义了消息的格式,采用AUML描述了通信协议。另外,根据各元组特点,设计了Agent内部结构。针对装备内部的信息/行为交互,建立了基于活动图的Agent内部活动模型。最后,给出一个实例说明建模的流程与Agent的活动过程。     

装备体系需求开发研究：能力-任务匹配方法

针对装备体系需求开发的重点,即作战领域到技术领域的指标映射,提出了能力-任务匹配方法。通过分析装备体系需求指标的结构,建立了依靠功能活动来联系的基于任务要求、能力要求和能力缝隙的装备体系需求数学模型。在此基础上提出通过作战任务分析、功能活动分析、作战能力分析和能力缝隙分析四个阶段实现能力 任务匹配,给出了具体步骤和相应的模型。以“空中封锁”示例说明了方法的可行性。     

基于综合微观分析的装备体系需求开发方法

针对装备体系需求问题, 为了使军事与技术、简单与复杂有机结合起来, 提出基于综合微观分析的需求开发方法. 将构成装备体系需求映像的上层需求与下层需求看成一个二维的概念平面, “分析解释”上层需求指标的上层需求模型从“宏观约束"角度指导下层需求开发, “分析解释”下层需求指标的下层需求模型从“微观机制”角度解决宏观问题, 实现从上到下、又从下到上的装备体系需求双向开发. 实例表明采用该方法能够系统地开发装备体系需求.     

用于装备体系分析的探索性分析及其工具研究

探索性分析是用于武器装备体系分析研究的一种有效分析方法,通过探索性分析,人们易于理解不确定性因素的影响,全面把握各种关键要素。分析研究了探索性分析基本方法和软件环境,并构建了相应的辅助工具,可有效解决分析过程中探索空间大、计算过程复杂等问题。

Abstract：

Exploratory analysis is an efficient analysis method for Study of Weapon Systems of Systems. The effect of uncertainties was understood easy by exploratory analysis, and many key elements are held. The actual computation method and software environment of exploratory analysis were studied, and the assistance tool was developed, which could resolve effectively problem of the too large space and complex computation procedure.     

基于功能和联接的装备体系结构

体系结构是装备体系开发的前提。针对装备体系特点,借鉴美国国防部体系架构框架(department of defense architecture framework, DoDAF)建立了一个基于功能和联接的装备体系结构框架,并且在此框架下提出了基于功能和联接的装备体系结构建模方法。该方法通过分析装备体实体及其关系,给出了一种装备体系结构不同视图产品的开发流程。最后,以航母体系的典型任务为例进行了实例分析,验证了框架和方法的可行性。     

基于群体决策的装备重要性多想定空间分析

为提高对装备论证不确定性因素的定量分析能力,依据未来可能承担任务、应具备能力、拟发展装备间内在逻辑关系,提出了基于群体决策的装备重要性多想定空间分析方法。实例应用表明：对比多个典型想定牵引发展的装备体系能兼顾其未来应用的多种可能,有助于解决应急调整装备建设方案带来的后续难题;突出了体系作战能力在装备需求论证中的纽带作用;对可能受主观因素影响的模型权重、输入变量等进行探索性分析,提高了重点装备选择的科学可信性。     

基于功能依赖的网络信息体系建模及重心分析

功能依赖是大型复杂系统性能或体系能力生成的重要影响因素之一, 各类要素实体间功能依赖关系的表示、识别和度量是复杂体系研究的重要问题。通过对网络信息体系(networked information system of systems, NISoS)中要素系统间交互行为的依赖性分析, 基于功能依赖网络(function dependency network, FDN)构建了NISoS依赖网络模型(dependency network model of NISoS, DNMN)。综合考虑NISoS作战属性与任务完成效果, 提出了体系节点重要性的度量指标, 在此基础上给出了一种体系重心度量方法。最后, 通过某海上方向联合作战NISoS实例计算, 演示验证了提出的体系模型和重心度量方法的有效性。     

对武器装备体系效能评估的几点看法

效能评估是武器装备体系优化的基础,但是武器装备体系效能评估还处于开始阶段,缺乏完整的理论体系.本文从现有文献中归纳出体系及武器装备体系的定义,提出将武器装备体系分为国家武器装备体系和作战武器装备体系,并给出各自的效能定义.接着对比分析静态和动态两类效能评估方法的特点,指出装备体系效能评估需要两类方法结合使用.最后说明了需要进一步研究的问题:包括武器装备体系及武器装备体系效能的概念;武器装备体系效能指标的选取;效能的综合;以及在体系动态效能评估中有关对人的行为建模问题、子模型的分辨率问题和固定想定的问题.     

基于UML的武器装备体系需求描述

为克服用户和分析设计人员间的交流障碍,保证武器装备需求的正确性和可操作性,在给出武器装备体系需求分析过程的基础上,分析了利用UML对武器装备体系进行需求描述的方法和步骤。以海上目标监视与打击体系为例,给出利用UML中的用例图、类图、活动图、协作图对体系顶层需求进行描述的方法。结果表明利用UML进行需求描述可确定为满足需求所需的关键系统及其相互关系,描述过程完整、易于理解和操作。     

基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估方法

针对武器装备作战能力幂指数评估模型中评估指标之间存在相互依赖或影响关系, 以及评估过程主观性较强的情况, 提出了基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估框架. 研究了该框架中涉及的两项关键技术, 即网络化评估指标体系设计与优化方法及基于专家和仿真数据的ANP超矩阵构建方法. 以潜艇反舰作战能力评估为例, 构建了相应的网络化评估指标体系, 得到了基于ANP和仿真的潜艇反舰作战能力幂指数评估模型, 并将评估结果与传统的基于AHP方法的幂指数评估模型的结果比较分析, 验证了方法的合理性和有效性.     

考虑动态重构的装备体系可用性及弹性分析

要素协同作战框架下武器装备体系具有可动态重构的系统特性,既增加了体系的复杂性和交互性,又使其具有了更为明显的弹性特征.本文首先提出了装备体系弹性多层级评价方法,确定了组成体系的关键装备要素.其次,以典型的关键装备要素——武器系统为对象,提出了基于动态双阈值多状态权重k-out-of-n系统模型的装备体系的性能可用性及弹...     

基于STPA-ANP模型的民机系统安全性分析

随着民机系统复杂程度不断提高, 传统的安全性分析方法已不能完全满足危险源高效识别的要求, 为有效分析和评估民机系统安全性, 提出系统理论过程分析(system-theory process analysis, STPA)和网络分析法(analytic network process, ANP)相结合的安全性分析方法。针对STPA没有给出完整的关键致因分析与评估过程, 将STPA与ANP关键结构对应结合, 对危险控制动作进行致因分析和评估, 得到危险控制动作关键致因。以某型民机数字式飞控系统为例展开分析, 通过形式化建模验证及仿真验证, 证明该模型方法可以准确和完整地识别分析系统潜在危险并确定危险关键致因, 为民机系统安全性分析提供支持。     

综合防御系统对光电制导武器的拦截效能分析

针对综合防御系统(SDS)对光电制导武器系统(EOGWS)的拦截效能分析,提出了一种基于拦截模式的分析思路。与传统的"敌情-我情-作战环境"作战效能分析思路不同,根据综合防御系统的作战使用特点,构造出所有可能的4种拦截模式。以毁伤概率和平均毁伤目标数作为拦截效能指标,分析了综合防御系统对光电照射平台、光电制导武器和光电制导武器系统的拦截效能,描述了各拦截模式下效能指标的变化规律,明确了各拦截模式发挥最大效能时应采取的战术措施。     

关于武器装备体系论证方法的思考

针对武器装备体系建设的特点,简述了目前武器装备体系论证特点和存在的方法问题.通过分析武器装备体系论证手段,剖析武器装备体系论证方法,提出应合理建立武器装备体系论证方法体系,形成武器装备体系论证方法论,以适应在信息化条件下武器装备体系建设的论证要求.依据上述方法论结合武器装备体系论证的特点,建立了软件综合集成环境,环境中每个软件工具或软件分系统,可根据不同论证任务,灵活形成针对该论证任务的软件环境,以满足相应论证任务的需要,体现定性分析与定量评估相结合.