任务/资源图模型的任务调度与资源访问仿真分析(Ⅱ)-"爱国者"拦截作战目标过程实例分析

任务/资源图仿真建模方法由于包含丰富的时间属性而非常有利于分析复杂离散实时系统，通过一个仿真实例来分析任务/资源图模型的任务调度和资源访问。首先利用任务资源图模型对“爱国者”防空导弹拦截作战目标过程进行了仿真建模，然后利用RM任务调度方法和PCP资源访问控制协议对该系统进行了可调度性分析，包括单节点调度、多节点调度和端对端调度分析。复杂系统任务执行过程中会出现各种抢占、挂起、资源冲突情况，尤其是对于最坏情况下的任务调度和资源使用情况，通过仿真分析验证了对这些复杂情况的时间序列属性。可调度性分析和仿真分析结果表明任务/资源图模型是一种强有力的复杂离散实时系统分析仿真方法。     

基于选择性维修的装备战场抢修决策建模

装备战场抢修决策是在战场条件下对损伤装备进行抢修决策的过程。针对传统战场抢修决策缺乏定量模型支持的问题,综合考虑抢修时限要求、抢修器材约束、复杂抢修过程等实际情况,基于选择性维修理论,建立了面向随机任务的战场抢修决策模型,为优化生成装备战场抢修方案提供决策模型支持。研究结果表明,选择性维修可有效解决多资源约束情况下面向任务的装备战场抢修决策问题;通过优化抢修任务分工,可缩短装备抢修时间,能有效提高资源利用率和装备任务可靠度。     

地空多元复杂网络用频优选模型研究

针对地空多元复杂网络用频规划和指配问题,提出了一种地空多元复杂网络用频优选模型。首先,将地空多元复杂网络节点以及节点之间关系进行抽象,从角色功能、移动能力和网络结构三方面提出了表现节点重要性的属性指标;然后,将节点作为决策的基本对象,并将节点属性作为影响决策方案的核心要素,利用灰关联投影多属性决策方法对每个决策方案距离理想决策方案的接近程度进行计算,得出决策方案的重要度序列;最后,通过对地空多元复杂用频网络进实例计算,验证了模型的有效性和合理性。     

基于改进粒子群优化的多目标装备保障任务规划方法

针对装备保障任务多目标规划过程中任务与资源匹配复杂、目标权重获取困难和非劣解过多等问题,建立了装备保障任务多目标规划的目标模型和约束模型,提出了一种基于改进粒子群优化的交互式多目标装备保障任务规划方法。通过离散化编码方式和任务优先排序,完成了任务与资源的匹配及任务时序的调整;通过建立目标权重调整模型,实现了根据评价结果调整目标权重的交互过程,解决了目标权重无法精确获取的问题;通过调整后的目标权重构造适应度函数获取一个相对最优解,从而避免了因过多非劣解而导致决策困难的问题。该方法能够较好地实现装备保障的精确化和高效化,在信息化条件下装备保障辅助决策及方案生成中具有重要的参考价值。     

基于Vague集的方案决策模型及其推理机制

针对复杂决策系统的异构性及推理策略协同问题,提出了基于Vague集的方案决策系统框架及推理模型,包括分级策略、多维证据/决策点和方案优选三个子模型。解决了决策目标与动态工作流结合问题,提高了信息融合度和动态决策过程中对非结构化信息处理的有效性。采用嵌入式算法结构解决了资源节约与提高系统重用性的计算问题。通过实例验证了该推理机制及模型的可行性。     

基于多任务学习图卷积模型的航空网络节点分类

准确识别航空网络关键节点, 做好针对性防护, 对于保证航空网络正常运行至关重要。传统的方法, 如基于复杂网络中心性指标的方法, 或基于机器学习的算法, 只单一考虑网络结构或节点特征来评价节点的重要性。然而评价节点的重要性应该同时考虑网络结构特征和节点特征。为解决上述问题, 本文提出了一种名为多任务图卷积网络(multi tasks graph convolution network, MTGCN)航空网络节点分类模型, 该模型在图卷积网络的基础上, 引入多任务学习及自适应加权策略, 将“节点—节点相关性”作为辅助任务加入模型的训练过程中, 并根据训练情况自适应分配各任务权重。3个不同规模的航空网络数据集中的仿真实验表明本文所提模型的性能优于现有的图卷积模型, 为图卷积在航空网络节点分类方向的应用提供了思路。     

半导体封装测试系统的生产能力规划

半导体封装测试生产线的流程复杂，资源多样。其生产能力规划需要解决生产任务在多个工厂的分配．资源在各个工厂优化安排的问题。当生产能力不足时．还需对如何优化地购进资源进行决策。文章介绍了半导体封装测试生产能力规划需要考虑的各个环节．提出生产过程模型单元（PPM）思想，建立了具有流程适应性的线性规划模型．解决了生产能力分配问题。在前一个问题求解结果基础上，还采用派生模型解决了制定资源购进计划的问题。模型已经成功应用在Intel公司的封装测试生产线上，与原来采用的电子表格的能力规划方法比较：实现了计划制订的自动化；规划时间从原来的22小时降低到目前的2小时；资源的优化分配方案帮助减少了资源的购买量，已为企业节约成本约240万美元。     

多技能资源时间窗约束下可中断项目调度的分支定界算法

资源的多技能和时间窗属性是软件开发、工程设计、设备维修等领域在人力资源调度时常考虑的关键因素,而且在很多实际项目中,任务的执行允许中断.研究一类资源具有多技能和时间窗约束的任务可中断项目调度问题,建立了相应的整数规划模型,设计了一种分支定界算法构造搜索树进行求解,搜索树的每个节点代表一个任务组合,同时为减少分支节点数,提出了两个有效的剪枝规则,并设计了节点优先规则,对各节点任务组合则采用贪婪算法来进行资源约束判断.利用改进的PSPLIB案例库设计多组计算实验,实验结果检验了优选策略的有效性,经与CPLEX模型求解和基本启发式方法的对比揭示了算法在解决这类问题上的效率和有效性,求解结果可为实际项目调度提供决策依据.     

基于无标度网络的制造网格资源配置仿真研究

为了研究制造网格资源配置的效率变化问题,结合制造资源的分布性、多样性等特点,应用无标度网络理论建立了制造网格资源配置的网络模型。通过对复杂网络的统计指标值和属性函数数值的计算,选择出合适的资源配置方案,实现全局资源优化配置。运用该模型和资源配置评价指标,通过仿真实验数据分析,得出资源配置的效率随着制造网格结构演化的变化规律:节点数不变时,整体资源配置效率在平均值上下摆动;任务节点数增加时,整体资源配置效率缓慢下降,趋于一个定值。该研究结果可以作为制造企业优化资源配置、选择全局优化方案的理论参考。     

兵力编成裁剪算法研究：决策结点裁剪

由于决策实体控制战场作战平台资源实体,通过平台资源实体执行作战任务,作战平台资源实体在任务上的聚集导致决策实体间需要复杂的交互协作与交流,兵力编成需要为任务的执行创造良好的交互结构.基于任务执行的兵力编成包括两方面的内容:一是指控决策结点间的协作关系;二是指控决策结点间的指挥关系.本文通过决策实体对平台控制的矢量以及矢量距离的定义,提出了指控决策结点间协作关系优化设计的聚类算法,在聚类过程中通过设置不同的决策实体数量、决策实体能力以及内部协作与外部协作权值,分析比较了不同设置情况下所产生的兵力编成的协作关系与决策者的协作负载.     

自主飞行器扩展态势评估方法研究

自主飞行器在高度不确定环境下执行复杂作战任务,必须同时兼顾任务完成、战略生存和飞行安全进行自主决策。行为能力等级定量反应了平台健康状态和生存、作战能力,是自主决策的前提和依据,战场威胁级别则反应了外部环境的影响。给出了扩展态势评估的定义,研究了基于贝叶斯网络与模糊逻辑的评估算法,建立了评估模型,构建了自主决策算法,依据扩展态势评估结果进行自主决策,仿真并分析了评估和决策结果,表明方法的有效性。     

基于Markov链互模拟的航天器发射任务可靠度模型

状态空间复杂、多过程并发执行和子过程反复迭代的特点, 使航天器发射工程实施全过程的任务可靠性评估难以量化. 通过构建多个并发执行的时间连续的Markov链对航天器发射工程状态转移约束关系进行描述, 采用互模拟时间等价关系简化航天器发射工程实施过程的状态空间, 利用连续时间Markov链的概率转移特性进行建模与分析, 得到了全系统、全过程的航天器发射任务可靠度模型. 数值验证表明该模型可用于航天器发射任务工期推演、可靠度评估以及薄弱环节分析.     

基于贝叶斯网络自适应推理的无人机任务决策

针对不确定环境下无人机任务决策问题, 提出一种基于变结构离散动态贝叶斯网络的自适应推理算法. 该算法能够利用软/硬证据和先验信息动态地调整任务决策模型参数, 通过推理和参数学习互动的方式使任务决策模型具备适应动态环境的能力. 仿真证明, 提出的自适应推理算法能够在突发威胁信息不完备、先验参数不精确和先验参数无认知的情况下为无人机任务决策提供保障.     

复杂物流网络区间规划模型及算法

分析复杂物流网络结构特征,考虑物流网络规划设计的不确定性影响,运用区间规划理念,以区间数度量不确定性变量,构建多商品、多层次、多节点的复杂物流网络设计模型。定义风险系数与最大决策偏差,给出适合物流网络不确定性变量的区间运算准则,实现模型的确定性转化。在两层递阶优化求解策略下,结合区间运算与遗传算法,设计了区间分层优化遗传算法的求解模式。算例测试表明该方法具有较强的实用性,可以作为物流网络规划的决策参考方法。     

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。     

基于机会理论的复杂装备系统风险传递GERT研究

针对复杂装备系统任务活动中风险分析传递类型单一、风险机理分析不全面的问题,构建不确定随机图形评审技术模型。首先,根据复杂装备系统的风险特点,基于机会理论提出了风险度,定义不确定随机矩母函数,结合风险基元、风险流构建了图形评审技术(gragh evaluation review technique, GERT)网络分析模型;然后,改进模型通过基元风险度、系统风险度、风险基元重要度等参数,进一步描述风险传递关系;其次,利用矩估计法处理专家信度,采用改进的量子菌群算法求解极大熵模型,分别求得不确定分布函数和概率密度函数,从而得到矩母函数,计算网络模型的参数。最后,选取某型战机执行眼镜蛇机动任务为例,定量评估飞行风险,分析风险机理,验证模型的有效性。     

基于PSO和扩展TOPSIS方法的COA优选方法

作战方案(COA)优选是任务规划系统的重要组成部分,其性能很大程度上决定了任务规划的性能.因此针对任务规划必须符合作战要求和时效性要求,提出了扩展TOPSIS和PSO结合的COA优选方法.首先,为了提高规划的时效性,采用粒子群算法进行搜索优化;对作战要求和作战效能数据进行模糊化处理,生成标准化决策数据,计算每个COA到TOPSIS(逼近于理想解排序)正负理想解的距离;得到COA灰色关联贴进度,作为PSO算法的适应值.文章最后进行实例分析,验证该方法的可行性和有效性.     

面向突发事件的复杂系统应急决策方法研究

突发事件应急决策问题具有典型的复杂系统特性,本文深入分析了传统决策问题和应急决策问题的差异,考虑应急决策问题的特殊约束条件,提出了面向突发事件的复杂系统应急决策方法——"基于跨域仿真的应急决策方法",该方法由三条基本准则、跨域仿真模型、基于跨域仿真的决策支持模型三部分组成.三条基本准则包括动态锚定、有效策略、底线原则,分别针对应急决策面临的决策目标动态不确定、方案评估缺乏评价依据、决策调整难以实施三大难题给出了解决途径;跨域仿真采用"数据-模型"融合的方式解决突发事件仿真的"仿不准"难题;基于跨域仿真的决策模型实现了复杂突发事件的有效决策.本文提出的基于跨域仿真的应急决策方法具有一定的方法论意义,可推广适用于多种具有复杂系统特征的广义决策问题.     

拓展的C2OWA 算子及其在不确定多属性决策中的应用

把Yager提出的连续区间数据OWA(C-OWA)算子进行拓展,提出了加权的C-OWA(WC-OWA)算子、有序加权的C-OWA(OWC-OWA)算子、以及组合的C-OWA(CC-OWA)算子,研究了它们的一些性质.基于这些算子,分别在单人决策和群决策这两种情形下,提出了属性权重确知、且属性值以区间数形式给出的不确定多属性决策方法.最后,进行了实例分析.     

用于系统效能分析的WSEIAC模型及其扩展

从数学上严格推证了系统在单阶段完成多任务的 WSEIAC模型 ,并把这一模型扩展到系统在多阶段完成多任务的情形 .其中介绍了如何在 WSEIAC模型中用单个数值指标表述系统效能的方法 ,以及它们的使用条件.