武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型研究

传统以“平台”或“系统”为中心的作战能力线性聚合计算,无法反映武器装备体系的整体涌现性。在元胞自动机的基础上,结合作战能力聚合的应用实际,将元胞的状态拓展到连续的数值空间上,提出了武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型。建立武器装备体系作战能力的空间结构;以单项作战能力为元胞个体,所有作战能力共同构成元胞的空间结构,建立武器装备体系作战能力聚合的类元胞机模型;通过微观的元胞个体演化,凸显出宏观的武器装备体系作战能力的整体效果。通过某数字化部队武器装备体系作战能力聚合的对比实验,实验结果表明了该模型具有一定的有效性。     

基于Stacking集成元模型的作战体系能力图谱生成方法

作战体系能力图谱是从整体分析作战体系能力的有效方法.针对生成作战体系能力图谱时,需要对海量实验空间进行仿真而带来时效性较差的问题,提出一种基于Stacking集成元模型的作战体系能力图谱生成方法.该方法通过建立元模型替代仿真模型,能够快速准确生成作战体系能力图谱.针对各类元模型适用场景有限、性能波动较大的问题,提出采用...     

基于体系结构设计的空战系统任务元模型建模

作战体系结构设计可以解决由于空战系统本身的复杂性和涌现性导致难以建模描述的问题, 随着未来空战新概念发展, 需要从基于模型的系统工程思想角度, 在统一的结构框架下构建空战系统任务元模型以适应体系架构的更迭变化。首先, 描述了任务元模型内涵。然后, 提出了一种基于体系结构设计的任务元模型构建方法, 根据该方法选取并设计美国国防部体系结构框架的视图产品。最后, 选取超视距(beyond visual range, BVR)空战想定进行作战体系结构建模, 根据标准语义关系抽取描述任务关键特征的BVR空战系统任务元模型数据组, 生成任务元模型数据库。结果表明, 所提方法能够实现作战概念需求引导下作战任务模型架构的快速组合、验证和复用。     

基于作战活动分解的武器装备体系能力需求生成研究

武器装备体系能力需求生成是武器装备体系需求论证的重要内容.针对作战背景下从使命任务获取能力需求困难,以及获取到的不同能力指标需求之间存在着不合理性、甚至冲突等问题,本文在装备体系能力需求建模研究的基础上,采用区间数度量体系能力需求指标,提出作战元活动的概念,通过对作战活动进行分解,利用元活动-能力规则实现元活动执行水平向能力需求列表的转换;在此基础上,进一步从能力需求、作战需求、系统需求、技术需求等视角出发获取体系能力指标约束,利用约束网络的维持弧一致性算法对指标约束进行一致性检验和冲突消解,获得满足使命任务需求和体系能力指标约束的需求方案.最后,通过野战防空体系能力需求生成过程的分析与计算,验证了本文所提方法的可行性和有效性.     

基于DSM与信息熵的装备体系结构贡献率分析

针对装备体系构成复杂等特点,构建了基于设计结构矩阵(design structure matrix, DSM)和信息熵的装备体系结构贡献率评估模型。首先,基于“整体、动态、对抗”的思想,建立装备体系贡献率评估的动态—静态DSM评价模型;其次,以单一能力最小为粒度对作战过程进行分解,依据元活动序列对装备体系能力结构进行网络化建模;然后,采用信息熵方法计算装备能力灵敏度。以某航空作战装备体系为例,验证了本方法的可行性和合理性。     

基于语义元模型的装备体系结构建模方法

根据以数据为中心的体系结构建模思路,提出了一种装备体系结构语义模型--语义装备体系。首先在DoDAF元模型(DoDAF meta-model,DM2)基础上提出语义元模型,定义了装备体系结构的概念基础类及关联关系,给出了由类、关系、属性和实例构建四元组的本体描述框架;其次基于语义元模型构建了作战视图本体模型、系统视图本体模型、能力视图本体模型,明确了体系组成要素在各视图中的定义、关系和属性的形式化描述;最后以海战场预警探测系统为例进行了实例研究,验证了方法的可行性。     

体系作战下巡航导弹的动态隐身

通过体系作战下的系统作战仿真平台, 利用强化学习方法实时调整巡航导弹航迹, 实现面对敌方传感器的动态隐身。以巡航导弹突防美军“海军综合防空火控”系统为典型作战场景, 基于体系作战仿真平台设计了一种引入动态预警威胁和拦截脱靶量的奖励函数, 使用深度确定性策略梯度算法训练巡航导弹突防模型, 模型训练完成后巡航导弹通过感知预警机和拦截导弹的状态, 改变其机动轨迹以降低探测概率和提高拦截脱靶量, 达到动态隐身的效果, 进而提升其战场生存能力和突防能力。     

区域综合防空C3I仿真系统的设计及实现

防空C3I系统是构成区域防空作战体系的核心，是综合发挥各种防空作战武器效能和确保制空权的关键，因此，有关防空C3I系统的仿真一直是军用仿真领域的研究热点，本文根据系统体系结构设计思想，从功能结构，物理结构和操作结构三个方面对防空C3I仿真系统进行设计，仿真的功能包括预警探测，通信，电子战，航空兵作战指挥与控制，地面防空作战指挥与控制，武器交战等主要功能环节，体现了现代防空作战一体化的特点，仿真模型采用了结构化仿真和半实物仿真相结合的建模方法，并对其中的一些关键模型及算法进行了介绍。     

基于复杂网络的体系作战协同能力分析方法研究

针对作战体系中类型各异的作战实体及交互关系,从物理域、信息域与认知域的视角,构建由战场空间指控网、信息网和交战网组成的体系作战超网络模型;以体系作战协同自同步能力为研究目标,探讨了多域耦合强度、网络拓扑结构等因素对体系作战协同能力的影响,提出了基于作战环的体系作战同步模型,定义了表征体系作战自同步的全局序参量和局部序参量,并利用演习数据进行了实证分析。     

预警卫星系统作战体系结构建模与验证

依据DoDAF和预警卫星系统的作战流程,构建了预警卫星系统作战事件跟踪(OV-6c)模型和作战状态转换(OV-6b)模型,以描述预警卫星系统作战过程的时序关系、各作战节点的状态转换以及信息流关系。基于Petri网将各节点OV-6b模型转换成可执行模型进行驱动,并构建和分析了各Petri网模型的可达图,结果表明,建立的OV-6b模型和Petri网模型是合理的、正确的。     

基于作战环的武器装备体系能力评估方法

针对现有的武器装备体系结构描述与能力评估方法难以体现装备关联关系对体系能力的影响,借鉴复杂网络理论应用于武器装备体系网络化建模方面的优越性,基于作战环的武器装备体系结构描述与建模方法,将武器装备体系构成实体抽象为网络中的节点,节点之间的信息流抽象为网络中的边。通过对节点和边进行建模,构建了整个作战环的能力指标体系。基于信息熵理论分析了作战环执行作战任务的不确定性,给出了武器装备体系作战能力评估方法的具体流程。最后,对天基信息支援反导作战进行网络化建模及作战能力评估,验证了方法的可行性和合理性。     

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。     

基于作战环的武器装备体系贡献度评估

从体系的角度出发,考虑装备之间的关联关系,本文基于作战环理论构建武器装备体系的网络化评估模型。首先,构建武器装备的能力指标体系,借助能力需求满足度对装备间的相互作用关系进行定量描述。其次,提出体系作战能力和作战环数两个评价指标,对武器装备体系进行综合评估。然后,引入贡献度的概念建立模型计算各装备对体系的贡献,根据各装备贡献度找到优先发展的装备。最后,以海上反击作战为例建立作战网络模型,应用本文提出的研究方法进行实践分析,为武器装备的优化配置提供理论支持。     

基于节点防护能力的指挥控制系统网络抗毁性分析方法

针对指挥控制系统抗毁性分析方法中通信网络的作用和节点防护能力表征不足的问题,建立指挥机构依赖于通信节点的双层网络模型,从维持系统运行的角度定义节点的防护能力;在此基础上分析节点依赖因素下的失效机理,按照作战实施情况将攻击策略分为攻心、断链和打尾3种,并区分优先攻击指挥机构和优先攻击通信节点两种情况,提出抗毁性动态指标、模式指标和系统指标对指挥控制系统抗毁性进行评估。案例分析表明,该抗毁性分析方法具有一定的参考价值,实验结果还表明系统在优先攻击通信节点情况下的抗毁性较差。     

依赖于全寿命费用分析的武器装备体系管理优化方法

以武器装备的全寿命分析、武器装备作战效能量化的方法为基础 ,用数学规划理论研究武器装备体系的动态变化情况 (包括经费使用、作战能力、完成任务程度、结构比例、规模大小等指标随时间的变化 ) ,探讨了可以评价和优化体系的数学规划模型 .这些结果可以为制定武器装备体系的发展规划提供定量分析的思路.     

基于组合赋权的反坦克导弹武器系统作战效能评估研究

现代作战条件下反坦克导弹武器系统的作战效能评估是该类武器装备作战使用的关键,传统的评估方法主要针对该系统中某一作战分系统的效能开展研究,不能充分反映武器系统作战能力的真实性和全面性.基于此,本文针对反坦克导弹武器系统的作战效能的评估方法进行研究首先构建反坦克导弹武器效能评估指标体系,包括了指标集与评估集,并根据不同专家的意见和建议优化该指标体系;然后结合组合赋权的思想,将熵权算法与分层赋权算法所得权值加权组合构成最终权值并赋予各评价指标,从而降低评估时由于主观因素造成的误差;最后在自寻的反坦克导弹半实物仿真平台下对算法进行验证,实验结果表明了该算法的可行性.     

基于期望效能的武器装备体系能力规划模型

基于能力的规划是当前发展武器装备体系的主流思想,能力指标设计是武器装备体系发展的重要内容,但目前研究成果中缺少定量的模型。针对该问题,首先分析了武器装备体系作战能力指标的生成过程和规划思路,提出引入前景理论思想的期望效能概念,建立基于期望效能的S型价值函数规划模型,最后通过新型攻击直升机作战能力指标的分析与设计验证了建立模型的可行性和有效性。本模型为武器装备体系作战能力指标设计提供了一种定量分析的新思路。     

基于证据网络的装备体系贡献率评估方法研究

体系贡献率评估是装备体系发展规划中一项重要内容。针对装备体系贡献率评估中存在的体系结构复杂、评估信息不确定性强等特点,提出了基于证据网络的装备体系贡献率评估方法。该方法依据专家经验构建网络模型与置信规则库,在此基础上通过证据推理算法对不同装备体系的作战效能进行分析,进而实现装备体系贡献率的评估。最后,以外军典型联合登岛作战装备体系为例验证了所提出方法的可行性。该方法能够为装备体系需求论证、体系发展规划等国防军事领域重大决策提供支撑。     

任务准备阶段复杂武器系统战备完好率评估模型

武器系统的战备完好性是体现武器系统性能的重要指标之一,而对于那些任务执行期间很难或根本不能进行维修保障的任务而言,任务准备阶段的维修保障能力对于武器系统战备完好性具有重要影响。在分析任务准备阶段单台装备及装备群的战备完好率评估模型的基础上,获得复杂武器系统战备完好率评估指标。最后,通过计算某复杂武器系统某次任务准备阶段的战备完好率来说明该模型的有效性与实用性。     

基于动态博弈的武器装备体系发展规划论证方法

武器装备是作战能力生成的重要物质基础, 针对现代战争武器装备成体系对抗的特征, 从对抗博弈的视角分析武器装备体系发展规划问题。首先, 基于作战环构建武器装备体系对抗网络模型, 描述不同功能类型装备之间的影响关系。基于动态博弈的思想, 构建武器装备体系发展规划的博弈脉络, 评估发展规划方案在不同博弈场景下的威胁能力。最后进行了示例分析, 为武器装备体系发展规划论证提供一种新的定量评估方法。