战争复杂网络研究概述

复杂网络已经成为战争复杂系统研究的重要理论基础.简要介绍了战争复杂网络在体系理论、关键基础设施、社会群体行为,以及信息传播方面的研究情况.     

基于复杂网络的作战体系网络建模与优化研究

作战体系是研究信息化战争体系建模和体系对抗的基础,分析了信息化条件下作战体系的网络特性与形成机理,从静态隶属连接和动态交互连接出发建立了反映真实作战体系特性的网络描述模型,以增加网络收益和减小网络成本为优化目标,提出了一种作战体系网络连接优化控制方法,对比仿真分析了网络结构和动态特性对作战体系整体效能的影响规律,仿真结果验证了网络模型和优化方法的有效性,可为作战体系建模深入研究和体系结构整体优化提供理论指导。     

基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗仿真

以复杂系统理论为指导,采用还原论与整体论相结合的研究方法,基于复杂网络拓扑结构、多Agent理论与计算机仿真技术对信息化战争体系对抗作战行为演化的微观作用机制与宏观涌现现象复杂行为机理进行探索性研究,提出基于复杂网络的信息化战争体系对抗建模与仿真的技术路线,建立基于复杂网络与多Agent理论的信息化战争体系对抗仿真模型,分析信息化战争体系对抗建模与仿真的关键技术,探讨信息化战争体系对抗仿真建模的主要方法,并就基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗建模与仿真的发展前景进行了展望。

Abstract：

The micro-interactions and macro-emergence mechanism of evolutive behavior on the combat System of Systems （SoS） created for Net-Centric Operations （NCO） was researched on the guidance of system complexity theory,complexity science and Complex System Theory （CST）,combining Reductionism with Holism,on basis of complex network modeling,multi-agent and computer simulation technology.Then,the technical scheme of Simulation of the SoS vs.the SoS of the Net-Centric Operations （MSSNCO） was put forward,which included constructing simulation models for the SoS vs.SoS of NCO on the basis of Complex Network （CN） and Multi-Agent theory.Successively,the key technique of MSSNCO was summarized;at the same time,the major modeling methods of MSSNCO were analyzed.Lastly,development tendency of CN-based MSSNCO was prospected.     

基于复杂网络的作战体系模型

针对复杂网络的脆弱性问题,面向作战体系的对抗性需求,基于复杂网络理论,利用Agent技术和OODA(观察、判断、决策、行动)作战过程,提出了作战体系模型的杓建方法.采用自底向上方法,该模型可以通过迭代扩充模型的层次,具有Agent属性、层次性、嵌套性、节点和边的冗余性等作战体系用于对抗的属性.对特征参数的仿真试验结果表明,该作战体系模型不仅具有较好的鲁棒性,而且对脆弱性也有明显的改善,能够较好的满足指挥体系在作战中的对抗需求.     

作战体系复杂网络研究

运用仿真方法,探索信息化战争作战体系拓扑网络的连接机制与分布规律,实验发现这一分布是由δ分布、指数分布与幂律分布(尾部)构成的混合分布;当网络规模较大时,节点之间的连接机制成为网络分布形式是否具有幂律尾的唯一决定因素;当尾部接近幂律分布时,常常是近似服从具有长尾的SF分布,但与同规模基于优先连接机制形成的SF网络相比,拥有大得多的Hub节点,分布标度指数λ一般取值于[1.4,2.2]之间.     

战争系统基于Agent建模若干问题的讨论

在笔者前期研究工作的基础上，对战争系统Agent建模的若干问题——与传统建模方法的区别、建模理论、实体与Agent、仿真平台相关问题等进行了深入的讨论。研究表明，基于Agent的建模方法在某种程度上优于传统的基于解析公式的建模方法，为战争模拟所面临的典型复杂问题——战争问题分解、战争问题求解、模型颗粒度问题、聚合与解聚问题、实体能力问题和损耗模型问题等的解决提供了新思路和启迪，其将有望成为战争复杂系统建模仿真的突破口。     

基于复杂网络作战体系破击的建模与仿真

在分析体系破击作战机理的基础上,根据从物质世界到观念世界的抽象过程,提出了基于复杂网络的体系破击仿真分析框架,并建立了考虑信息因子和破击能力的作战体系破击新模型。最后通过仿真实验,得到了一些结论:(1)一定条件下,体系破击的能力比攻击信息更加重要;(2)只有在一定的破击能力下,作战体系才对随机攻击表现出鲁棒性,对蓄意攻击表现出脆弱性。     

复杂网络理论下军事体系对抗的研究进展

在概述军事体系对抗的概念和特点的基础上,重点分析了复杂网络理论在体系对抗的认识与构建、内在特性、对抗能力以及效能评估与参数研究等方面的进展。最后对复杂网络理论下体系对抗存在的问题和未来的发展趋势进行了总结和展望。     

基于复杂网络的战场信息共享效能建模与分析

在信息化战争中,战场信息共享是夺取信息优势进而转化为决策和行动优势的基础。针对如何量化信息共享对作战效能的影响,定性描述了信息化战争中信息共享活动的内在本质,采用可清晰反映节点功能和链路类型的作战网络模型生成了不同信息共享程度的作战网络结构,并定义了信息共享效能特征量,仿真分析了信息共享程度对作战网络共享效能指标的影响规律。仿真结果验证了信息共享对提升作战效能的积极影响。     

基于复杂网络的作战模拟组织建模研究

针对作战模拟对模型逼真度的要求,建立真实反映战场行为的组织模型是非常重要的。从复杂网络的观点出发,并结合效用和多Agent理论,分析和描述了真实作战组织的网络特性,综合考虑了实体完成类似任务经历、完成任务的能力素质和当前的心理/生理状态三者对效用的影响权重,提出了适用于作战模拟的动态网络组织形成算法。算法的仿真结果表明,该算法很好地反映了作战模拟中的组织行为特点,且在复杂度方面优于同类算法。     

战争复杂系统与战争模拟研究

信息化战争研究需要系统理论的指导，需要新型的战争模拟手段。从系统复杂性出发，针对信息化战争的变化，介绍了以系统理论为核心、以现代信息技术为手段、面向战争全过程的战争工程的思想，提出了建立面向战争各领域的虚拟全球战争空间的概念模型，并以此为基础研究了战争复杂系统的建模与仿真的有关问题。     

基于建模仿真的体系工程

通过军事、社会、制造等领域中的典型案例,介绍了复杂工程体系的概念和特点以及建模仿真对研究复杂工程体系的意义,以复杂产品制造为例,梳理了从系统工程到基于模型的系统工程(MBSE),再到基于建模仿真的体系工程(MSBS2E)的演变过程,分析了复杂工程体系建模仿真的特点和挑战,介绍了模型理论与方法、计算方法与平台以及不确定性...     

基于Agent的体系对抗仿真建模方法研究

面向信息化战争的武器装备体系对抗仿真，从复杂系统建模的角度对传统系统仿真建模方法提出了严峻挑战。因此，需要以CAS理论为依据，研究新的武器装备体系对抗仿真建模方法，以适应信息化战争模拟的需要。为此，我们在分析体系对抗仿真需求的基础上，从基于Agent的体系对抗仿真建模概念、仿真建模概念框架、仿真建模策略，基于Agent的体系整体“涌现”行为建模等问题入手，探讨了基于Agent的体系对抗仿真建模方法问题，并结合体系对抗仿真实验，研究了基于Agent的实体行为建模、实体交互建模和实体模型结构，提出了基于Agent的体系整体“涌现”行为建模思想和建模规范。     

军事体系对抗复杂系统概念建模方法

在分析军事体系对抗复杂性的基础上,根据典型化和模块化的总体建模思路,提出基于复杂系统分析的军事体系对抗概念模型建模方法。以航空武器装备体系对抗作为分析对象,结合权威参考文献进行概念模型结构化描述,应用UML统一建模语言和Petri网络进行概念模型形式化描述,采用马尔科夫链对典型的空中进攻战役过程进行数理化描述,通过应用实例对建模方法的有效性和可行性进行验证。     

基于FMECA的复杂装备故障预测贝叶斯网络建模

针对复杂装备故障预测问题, 本文提出一种基于故障模式, 影响及危害性分析(failure mode, effects and criticality analysis, FMECA)知识的 故障预测贝叶斯网络模型(failure prediction Bayesian network, FPBN)建模方法. 首先, 在分析现有FMECA知识所包含故障信息的基础上, 提出了基于FMECA单元的FPBN网络结构转化方法和FPBN概率 参数计算方法, 建立起对应的FPBN单元模型. 然后, 对复杂装备各组成部分对应的FPBN单元模型进行连接, 构建整体系统的FPBN集成模型. 最后, 根据某机载平视显示器(head up display, HUD) FMECA知识, 建立了HUD电子组件的FPBN模型实例. 实例分析结果表明, 基于FMECA知识建立的FPBN模型具有不确定性表达和定量 分析方法的优势, 能够准确、有效地进行复杂装备故障预测.     

基于行为的网络化作战复杂网络模型研究

作为网络中心战建模研究的重要成果,信息时代战斗模型(Information Age Combat Model,IACM)第一次成功地将复杂网络理论引入到网络中心战的建模中,并在此基础上建立了作战效能评估方法.但是该模型仍然存在很多缺陷,包括:边的歧义性,度量指标不完善等.提出了一种基于行为的改进IACM模型,有效解决了IACM中边的歧义性问题.在此基础上,提出了基于网络子图的评估指标最后对两种模型的评估指标进行对比分析,结果表明新指标能更加准确地评估网络的作战效能.     

基于结构建模的装备体系结构可靠性混合模型

针对武器装备体系复杂多样的特点,从结构角度分析了装备体系可靠性。在体系结构层次划分的基础上,提出了一种兼具无标度和小世界特性的混合模型描述体系结构。在随机故障和蓄意攻击两种失效模式下,对本文建立的混合模型和无标度（Albert-lásló Barabasi and Réka Albert, BA）模型、小世界（word small, WS）模型的结构可靠度进行对比分析。结果表明,3种模型结构可靠度随失效率增加均呈现不同程度下降,而混合模型下降最缓慢。因此,使用该混合模型对武器装备体系结构可靠度进行评估是可行的,有利于为保护体系关键节点和链路提供决策依据,从而进一步优化体系结构。     

关键基础设施建模仿真中的几个复杂网络问题

国家关键基础设施是由相互关联的电力、通信、交通等多个领域的网络系统共同构成的巨型复杂网络体系,建模仿真是研究其复杂性规律最为有效可行的手段。运用复杂网络、复杂系统等理论工具,分析了该网络体系的复杂性特征及成因,探讨了建模仿真研究中最值得关注的研究热点和难点问题,提出了对其大规模网络体系结构、多尺度动力学行为等核心复杂性特征进行建模仿真的思路和方法。     

复杂网络理论在反恐战争中的应用

结合杂志复杂系统与网络特刊中的两篇论文,讨论了目前使用复杂网络方法在研究恐怖主义集团过程中数据收集方法的不足之处,分析了最新的数据收集手段和其发展方向.同时研究了复杂网络理论只能处理静态网络和易受噪声影响的局限性,分析了动态网络分析技术的优势,指出了复杂网络理论对于网络中心战的重要性.最后,简要评述了复杂网络在反恐战争中应用的现状、意义和缺陷.     

系统科学与复杂网络研究

从模型的角度出发，分析系统科学所讨论的几类模型，总结研究这些模型的主要概念和主要方法；依据当前复杂网络研究的实际，提出系统科学和复杂网络结合研究的思路、具体方法、应注意的问题。