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OOA的信息化防空ATBM指挥控制仿真模型研究

在仿真逼近信息化防空ATBM（Anti-Tactical Ballistic Missile）作战指挥控制的概念模型和软件实现模型两个层面上，采用面向对象方法，探讨了信息化防空ATBM作战指挥控制对象模型和防空ATBM作战指挥控制对象类概念，提出了信息化防空ATBM指挥控制对象结构，研究了这些对象的属性、操作和交互作用关系，给出了信息化条件下防空ATBM作战指挥控制仿真的对象模型和对象分类结构。     

不确定环境下编队对地攻防对抗决策方法研究

以对策论为理论基础,以编队协同对地攻防对抗作战为背景,建立了动态对抗决策模型.针对不确定环境下的军事指挥决策问题,提出了不确定影响因子概念,反映战场不确定环境对各参战单元产生的影响程度,建立了不确定环境下的对抗决策模型.并通过不确定模拟方法进行解算,结合双矩阵对策方法得到对抗策略平衡点.仿真结果表明,该算法能够合理处理战场不确定环境带来的影响,客观分析作战结果,为作战指挥决策提供有力的决策支持,仿真结果合理有效.     

任务流驱动的指挥信息系统动态超网络模型

针对传统指挥信息系统建模方法在描述系统内在机理时存在的片面、静态和同质化等问题,提出任务流驱动的指挥信息系统动态超网络建模方法。首先构造指挥信息系统多作用域结构空间,通过使命任务空间、逻辑功能空间和物理实体空间及其相互作用关系,描述指挥信息系统内在运行机制;在此基础上,用超网络理论描述指挥信息系统功能网络,进而构建了任务流驱动的指挥信息系统动态超网络模型,并定义了相关参数。最后通过仿真分析验证了模型的有效性和可用性。     

基于信息熵的复杂作战网络动态演化研究

网络中心战、分布式和分散式指挥控制逐渐替代传统的以平台为中心的作战形态和集中式指挥控制,信息成为一种作战能力。结合新型信息化武器装备体系作战环,构建了基于信息熵的复杂作战网络模型,提出了信息化武器装备体系作战能力的度量方法。以提高作战能力作为网络演化动力,设计了复杂作战网络的动态演化规则,构建了择优演化和随机演化2种作战网络演化模型。结合典型信息化武器装备体系作战案例,对其作战网络动态演化进行分析,揭示了复杂武器装备体系整体作战能力与武器装备单元微观变化之间的规律,为信息化武器装备体系作战效能设计与优化提供理论依据。     

面向动态任务的作战单元两等级两层级可修复备件优化

针对作战单元执行任务前备件保障方案制定难的问题,在对作战任务和备件保障系统分析的基础上,对可修复备件控制多级技术（multi-echelon technique for recoverable item control, METRIC）经典模型进行了扩展,提出了作战任务和保障能力动态变化条件下的作战单元两等级两层级任务成功性评估模型。以备件购置费用为优化目标函数,作战单元任务成功性为约束条件,建立了基于作战单元任务成功性的备件优化模型,运用边际效应方法给出了优化模型的求解方法。通过应用实例给出了相应的备件优化方案和优化备件方案下的作战单元任务成功性评估曲线。该模型可为装备保障指挥人员根据作战任务和保障环境制定备件保障方案提供一定的决策支持。     

一种计算机网络对抗战术情报的生成模型

情报提供及时、完整、准确的对抗态势,使得作战的指挥决策者能顺利完成决策任务.情报生成是保证情报质量的关键,现有计算机网络对抗缺少独立的情报生成系统.基于着色Petri网,为计算机网络对抗的战术情报提出一种生成模型.明确计算机网络对抗的作用对象及情报外延,形式地定义情报生成活动及过程,在此基础上建立战术情报生成的CPN模型.该模型通过CPN Tool2.2进行仿真和分析,验证了该模型提供的情报生成过程的计算可行性和有效性,为相应的软件系统设计提供依据.     

无人作战飞机任务规划与控制单元仿真系统

首先对无人作战飞机任务规划与控制单元的总体方案进行设计,对仿真系统的各功能模块进行了描述.然后提出了分层递阶的任务规划与控制功能结构及其逻辑框架,并给出基于可扩展标记语言的任务链模型.最后实现了控制单元指挥多编队无人作战飞机协同作战的仿真,并对进一步的研究进行了展望.     

基于局域世界的加权指控网络演化模型

为动态评估指挥控制网络面向复杂任务和对抗环境下的内在机理和外在行为,采用复杂网络理论分析了指控网络的动态特性,综合考虑了指控网络实体及网络结构关系的异质性,建立了基于多属性加权的指控网络模型;制定了指控网络节点和边的加入或删除规则、局域世界规则和边权演化规则,提出了基于局域世界的加权指控网络演化模型。仿真实验表明,模型具有贴近战场实况、遵循幂率分布、作战效率高等特点,可为指挥控制系统的网络化建设提供理论依据。     

聚合级装备作战单元机动防空任务可靠性仿真

装备作战单元的任务可靠性是装备作战单元作战效能的一个重要因素,也是衡量装备作战单元其它性能的重要基础之一.采用平均故障间隔时间作为装备作战单元任务可靠性的评价参数,分析了聚合级装备作战单元的层次,剖析了其平均故障间隔时间的含义,给出了其在机动防空任务下平均故障间隔时间的仿真方法和仿真流程,应用Petri网技术在ExSpect仿真环境下建立了聚合级装备作战单元的任务可靠性仿真模型,实现对聚合级各层装备作战单元平均故障间隔时间的仿真.最后,通过实例,验证了模型的正确性和实用性.