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。     

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。     

考虑期望体系效能衰减的舰艇编队等级修理计划优化

舰艇编队等级修理计划优化直接关系到各类战训任务的有效完成和修理经费的科学使用。基于“定期与'双控’相结合”修理模式, 考虑舰艇编队的体系化运用、舰艇效能衰减特性以及决策者期望和偏好, 运用前景理论综合构建舰艇编队期望体系效能模型, 进而以体系效能价值函数最大为目标, 以修理工期、跨期修理、修理经费、装备效能、在航率等为约束条件, 系统构建面向舰艇编队的等级修理计划优化模型, 最后运用基于混合编码的粒子群优化算法对模型进行求解。结果表明, 该方法相对传统的计划编制方法, 舰艇编队体系效能和分项效能更高, 舰艇使用与修理之间的关系协调更好, 对于科学编制舰艇编队等级修理计划, 确保舰艇编队战训任务有效完成能够提供有力的技术支撑。     

舰艇编队防御BM/C3仿真模型框架研究

面向舰艇编队防御BM／C^3建模仿真在武器系统效能评估中的应用需求，研究了舰艇编队防御BM／C^3系统的组成和功能。根据系统的自治性，层次性，动态性，复杂性，关键性特点，采用OEM建模方法分析了舰艇编队防御BM／C^3仿真模型体系的构成，模型间的静态和动态关系，并提出通过描述模型的内部活动，外部接口，底层支持来建立典型的指挥决策模型。最后，给出一个单舰指挥决策模型实例。     

UUV编队协同最优扩方应召搜索方法

针对螺旋应召搜索方法理论上可行但实际上无法实现的问题，提出了基于改进的粒子群优化（particle swarm optimization，PSO）算法的无人水下航行器（unmanned underwater vehicle，UUV）编队协同最优扩方应召搜索水下匀速直线运动目标的方法。首先，根据UUV的搜索宽度，建立了最优转向角模型，给出了采用改进的PSO算法的具体求解流程，并在此基础上继续探讨当目标速度未知情况下的搜索计划。然后，根据投放方式的不同，探讨了UUV编队的几种协同搜索方法。最后，通过仿真实验，证明了该方法的有效性，并根据仿真结果给出了对未来UUV 装备技术发展方向的建议。     

基于角色映射的舰艇协同防空CGF技术

以红蓝双方海上舰艇编队对抗为背景,以测试舰艇的协同攻击计划方案为目的,基于动态角色映射技术,在传统的兵力生成技术基础上,将角色理论技术引入到舰艇协同防空模拟系统中,定义了仿真模型的角色资源映射的机制,并验证了舰艇协同防空过程.     

综合作战区舰载预警机防空警戒控制策略研究

为了研究航母编队在综合作战区内针对多威胁来源指派舰载预警机实施防空警戒时的控制策略问题,首先分析了舰载预警机巡逻策略生成的流程,以流程为主线,依次研究了敌方机场的作战能力及作战剖面、护航舰艇编队及舰载预警机的警戒区域,在此基础上,以空域栅格为单位,研究其对应的预警效果和威胁程度的评价方法;然后通过分析实际需求,提出了“指定架次型”“不考虑成本不指定架次型”和“考虑成本不指定架次型”3类可实现警戒接班任务的巡逻策略规划模型并分别针对性地提出了多主单从结构的多种群并行遗传算法模型求解方法。仿真结果表明,所提出的模型能够实现相应的巡逻策略规划功能,所提出的模型求解算法能够实现对相应模型的高效求解,即模型和算法的有效性得到了验证。     

编队干扰方案协同决策研究

为了解决在舰艇编队反导作战过程中考虑协同时的编队干扰作战方案动态优选问题,提出了基于协同的编队干扰方案决策方法.以协同理论为依据,定义了干扰方案之间的协同度,给出了协同度的求解方法,并与动态规划原理有机结合,找到了一种基于协同的多阶段多方案优化策略.将该方法应用于解决编队干扰方案协同决策的优化中,在给定的战术想定条件下,使用该方法得出了协同情况下的全程干扰效能指数,结论明确合理.     

基于多分辨率的海军作战仿真建模研究

分析"作战实验室"建设对现代作战仿真技术的主要挑战,指出采用多分辨率建模技术,实现不同分辨率模型的平滑变换,是解决现代舰艇编队作战仿真的有效方法;在解析多分辨率建模相关概念的基础上,分析了舰艇编队作战仿真多分辨率建模的必要性;最后,采用面向对象的分析方法给出了舰艇编队作战仿真模型体系,并对模型聚合解聚问题进行了分析.     

Air Target Fuzzy Pattern Recognition Threat-Judgment Model

Abstract: Threat-judgment is a complicated fuzzy inference problem. Up to now no relevant unified theory and measur-ing standard have been developed. It is very difficult to establish a threat-judgment model with high reliability in the airdefense system for the naval warships. Air target threat level judgment is an important component in naval warship com-bat command decision-making systems. According to the threat level judgment of air targets during the air defense of sin-gle naval warship, a fuzzy pattern recognition model for judging the threat from air targets is established. Then an algo-rithm for identifying the parameters in the model is presented. The model has an adaptive feature and can dynamicallyupdate its parameters according to the state change of the attacking targets and the environment. The method presentedhere can be used for the air defense system threat judgment in the naval warships.     

基于GA的编队水下多目标防御火力分配研究

结合舰艇编队对鱼雷防御作战的特点,建立了舰艇编队水下多目标防御火力优化分配模型.为了获得全局最优解,将遗传算法(GA)用于水下多目标防御火力分配优化研究中,给出了基于遗传算法的模型求解方法和步骤.经过实例分析与计算机MATLAB仿真实现,得出编队抗击水下多目标的最优策略,取得了良好的目标分配效果,可为舰艇编队对水下多目标防御作战指挥自动化决策提供科学的参考.     

基于GA_GSQP算法的设备维修计划优化模型

维修工作是提高设备可靠性、保证设备正常运行的有效措施,本文建立了维修费用约束下可靠性最大的预维修计划优化模型.该模型以平均可靠性为优化目标,考虑了维修费用、维修间隔、设备运行总时间等约束.本文建立的模型为一般非线性优化问题,设计了基于全局序列二次规划方法(global sequential quadratic programming,GSQP)的改进遗传算法(GA_GSQP)进行求解.最后,在算例中以GSQP算法、遗传算法和禁忌搜索算法的优化结果作比较,分析了所设计的GA_GSQP遗传算法的优化效果.     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素,为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担,研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先,系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式,基于维修资源约束,面向实际维修任务需求,提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标,建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次,将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题,提出了基于资源约束推进的串行调度机制,并设计了混合教与学优化算法。最后,通过设计仿真案例和算法对比,验证了模型和算法的可行性与有效性,所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能,有一定的工程借鉴意义。     

长贮装备检测周期的优化研究

长贮装备检测后,其可靠性不能完全恢复。应用可靠性理论和模型来确定适合贮存装备规定要求的最佳测试周期,提出了研究这种长贮装备的检测周期的优化模型,并给出了求解该模型的算法实现。     

定期保障策略下远航舰艇备件瞬时短缺数评估模型

定期保障条件下远航舰艇备件保障方案规划是海军装备保障工作的重大课题,目前尚未出现有效的解决方法。分析了远航舰艇定期备件保障系统和保障流程,提出了备件瞬时短缺数的定义和数学模型,根据远航舰艇定期保障中自我保障阶段、定期初始保障阶段和定期循环保障阶段的特点,建立了远海舰艇备件定期保障备件瞬时短缺数概率分布模型。最后,通过实例分析,输出结果表明模型能够反映远航舰艇定期保障备件瞬时短缺数的变化规律,可为装备保障指挥人员备件方案决策提供支持。     

舰艇编队作战仿真系统数据管理研究

针对舰艇编队作战系统的复杂性和易变性,分析了可扩展标记语言XML在分布交互作战仿真系统中的数据表示、传输、处理等方面的特点,给出了不同形式舰艇编队仿真系统想定文件的统一XML表示形式.介绍了在HLA/RTI仿真体系结构下,应用XML进行仿真数据管理的基本方法,实现了一种基于XML数据标准的分布交互仿真支撑框架体系结构.所讨论的内容已经在舰艇编队作战仿真系统中实现,为类似系统的开发提供了可借鉴的开发原型.     

装备体系多阶段任务可靠性高效解析算法

体系作战任务可靠性的实时评估是未来作战的必然要求。为了实时计算装备体系多阶段任务可靠性,基于k/n(G)表决模型,设计了一种考虑冗余的可靠度高效解析算法。在体系结构分析及任务概述基础上,建立了冗余故障树以及由冗余故障树转化的二元决策图(binary decision diagram,BDD)模型。针对传统可靠性解析计算算法复杂度高的问题,本文利用递归算法改进了k/n(G)表决模型的计算过程,提高了计算效率。以航空装备体系远程目标打击任务为例,数值计算表明,本文的改进解析算法有效得出了体系多阶段任务可靠度计算结果,且相比传统算法运算效率得到显著提高,有利于应用到体系作战任务可靠度实时计算评估,指导任务统筹和规划。     

Research on Synergic Decision Making of Surface Fleet Jamming Program

To solve the problem of jamming program optimum selection of naval fleet in antimissile operation, a method of fleet jamming program decisionmaking based on synergy has been provided. The synergy degree among programs is defined and calculated according to the theory of synergy. In combination with dynamic programming methodology, a noval method for solving the multistage multitarget optimization based on synergy to obtain the optimum balanced tactic is given. This method is applied to solve the synergic decision making optimization problem of synthetic antimissile by shipboard jamming system. In a given operation plan, the overall range jamming effective factor can be obtained. The result is clear and reasonable.