巡航弹飞行环境对跟踪照射雷达探测性能影响仿真分析

防御系统跟踪照射雷达对巡航导弹探测是低空反导防御系统有效作战的关键环节,是影响防御系统拦截效能的重要因素.依据雷达探测功能仿真原理,结合巡航导弹飞行仿真与雷达探测仿真建立跟踪照射雷达对巡航导弹探测仿真模型.通过建立杂波模型、电子干扰模型以及大气衰减模型,分析了巡航弹飞行环境对雷达探测性能的影响.所述方法能满足巡航导弹与防御系统跟踪照射雷达作战效能仿真和评估的应用要求.     

作战概念牵引的作战效能仿真评估指标构建方法研究

在对作战概念及其要素进行分析的基础上,提出了作战概念牵引的作战效能仿真评估框架,并基于此框架提出了作战概念牵引的作战效能仿真评估指标构建基本思路,而后围绕基于描述的作战任务建模、基于分解的作战活动建模、基于效果的作战效能指标选取等具体方法进行了研究,最后以“有人/无人协同”作战概念牵引的地面突击分队山地要点夺控进攻战斗任务为例进行了作战效能仿真评估指标体系构建,验证了评估指标构建方法的可行性,为下一步作战效能评估、分析和优化研究提供了支撑。     

基于多Agent的地面作战建模仿真研究

计算机作战仿真是军事人员的“作战实验室”。然而,作战系统是一个复杂的非线性动态系统,对其进行建模困难,Agent和多Agent技术为计算机作战仿真提供了新的建模仿真方法。本文首先分析了作战系统的特点和传统的数学建模的不足,其次介绍了有关Agent、多agent系统和多Agent系统仿真的概念,并分析了基于多Agent的建模与传统的数学建模的区别,最后,分析了一个基于Agent建模与仿真技术的陆军地面作战仿真系统。     

末端地空防御系统动态仿真及效能评估

针对高炮阵地在仅有雷达信息条件下拦截空中巡航导弹的对抗情形,分析了末端地空防御系统的组成和地面防御力量的指挥与控制系统的工作过程。给出了末端地空防御系统的指挥控制系统模型,各作战单元模型仿真的顶层设计和系统模块化建模的基本思想。建立了系统作战指标和系统效能评估模型,并给出系统作战仿真程序流程图。利用蒙特卡洛法进行多次仿真,对仿真系统进行效能评估和结果分析。仿真结果显示仿真系统满足实际要求。     

可组合的Agent体系仿真模型框架研究

当前基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法被军事仿真界普遍认为是军事作战研究、特别是网络中心战(network centric war, NCW)环境下的网络中心作战研究的最佳方法。针对体系效能评估应用,需要在统一的作战概念框架下形成可重用的体系模型框架,能够根据体系(system of systems, SOS)效能评估需求定义和灵活组合不同的作战实体Agent模型,支持对不同体系效能评估问题的研究。基于ABMS开发方法,在统一的作战概念模型框架下对物理域、信息域、认知域和社会域进行合理抽象,建立了可组合的体系仿真模型框架,据此开发了面向体系效能分析应用的仿真平台,用户可以根据体系效能评估问题和作战背景,快速定义和组合不同的作战实体Agent模型形成体系仿真应用系统,进行体系对抗仿真分析与评估。     

基于信息流的C2组织结构仿真评价研究

建立了C2(Command and Control)组织的信息流描述图模型与矩阵模型。从决策agent在知识、能力上的宽度与深度两个角度分析了决策agent之间进行信息交换、指挥控制命令传递的特点,在此基础上建立了C2组织中决策agent的功能模型,并定性地分析了多agent之间协同决策在决策质量、时间上的影响因素。最后针对一个简单的作战任务,从信息流的角度应用仿真方法对8种典型的C2组织结构进行了评价,仿真结果反映了C2组织结构的发展趋势。     

基于多分辨率建模的坦克编队作战效能分析

针对装备体系效能分析中子系统效能难以聚合成为体系整体效能这一问题,提出采用多分辨率建模技术加以解决。参照装备体系的层次结构建立效能指标体系和多分辨率效能模型;运用作战能力指数法和作战毁伤评估作为武器装备子系统作战能力度量,在此基础上建立兰彻斯特方程作战模型;通过采集实体仿真数据进行参数估计,求解兰彻斯特方程,分析装备体系的整体作战效能。最后,通过团级坦克编队军事对抗仿真,分析其作战效能,结果表明该方法是可行的。     

异构MAS下反导作战多传感器任务规划分层决策框架

综合利用多维传感器平台的资源互补优势进行协同探测和跟踪是反导作战的重要问题和难点。为提高传感器任务规划的效能,针对观测资源的异构性和任务的阶段性、动态性,引入任务共同体概念,剖析了反导作战多传感器任务规划问题的本质,形式化定了任务共同体下的行为准则和执行能力;在分析和建立的异构多Agent系统(multi agent system,MAS)多传感器任务规划体系的基础上,深入探讨了集中式规划和分布式动态调整下的分层决策框架和求解方法,并通过仿真实验验证了所构建分层决策框架的有效性和合理性。     

一种舰空导弹拦截方式的效能评价模型

如何高效地使用舰空导弹拦截饱和攻击的反舰导弹,是在现有武器系统基础上充分提高水面舰艇防空能力的重要手段.首先根据水面舰艇这一特殊作战平台的特点,提出了以成功拦截反舰导弹数、舰空导弹使用效率和舰空导弹消耗量为舰空导弹火控系统作战效能的评价指标.然后利用舰空导弹杀伤区和发射区的概念,建立了基于时间的舰空导弹发射区模型.在此基础上,建立了一种基于Monte Carlo法的舰空导弹火控系统拦截饱和攻击反舰导弹的排队服务模型.仿真显示,单发拦截反舰导弹方式的作战效能最高.     

中远程地空导弹武器系统作战效能仿真

对远程地空导弹武器系统增配新型中程地空导弹前后的作战效能进行评估研究,通过对武器系统作战仿真过程进行分析,构建了基于HLA的作战仿真系统。详细探讨了目标威胁判断与拦截排序模型、目标拦截可行性检查模型和火力分配模型。给出了仿真案例,对仿真结果进行分析,为新型中程导弹的指标论证、增配数量和合理定价提供了有效的工具。     

网络化多传感器-多武器协同防空任务规划

针对网络化防空体系的多传感器-多武器协同任务规划问题, 考虑任务要求、装备性能、运用限制等约束, 构建多武器拦截与多传感器跟踪任务规划模型。前者以拦截时机、次数等为优化目标, 输出武器-目标配对以及对目标的拦截时段、跟踪时间要求; 后者以满足跟踪时间要求为目标, 输出传感器-目标配对和对目标的跟踪时段。设计了基于时段优选拼接和分支定界法的多传感器-多武器协同任务规划算法, 生成多传感器-多武器协同交战计划, 支持多传感器接力跟踪、跨平台打击引导、多武器协同抗击。在假定的舰艇编队与预警机协同防空场景下验证了所设计模型的有效性。     

基于Agent建模的机载激光武器系统作战效能影响因素分析

为了研究机载激光武器的安装对轰炸机作战效能的影响，提出了基于功能组件的模块化作战仿真框架。采用基于Agent的建模与仿真方法,基于感知、通信、决策、运动、执行的功能对Agent模块进行划分,提出了基于功能组件的模块化作战仿真体系。在此模型框架下,设计机载激光武器系统、雷达系统、导弹等模块的状态机,并建立考虑相对位置变化的详细数学模型,以分析在战斗每一时刻影响作战效能的指标参数变化情况。最后通过对典型突防作战算例的仿真,研究了在动态作战过程中激光武器的发射镜直径和发射功率与目标表面光斑大小和能量密度随相对距离的变化关系,分析了在载机为高速小雷达散射截面积(radar cross section, RCS)和低速大RCS两种情况下,机载激光武器的发射镜直径和发射功率对轰炸机突防效能的影响。分析结果表明,提高机载激光武器的发射功率和发射镜直径对作战效能提升显著,尤其是在载机为低速大RCS的情况下对效能的提升非常显著。     

基于多智能体与市场理论的多机载平台传感器管理

针对作战飞机编队多目标攻击中的传感器管理问题,提出了一种基于多智能体和市场理论的多机载平台传感器管理方法。该方法在多智能体的框架下建立飞机编队多传感器多目标分配模型,将目标分配和传感器管理问题转化为市场理论中的“性价比”最优问题,建立了基于“性价比”最高的任务规划模型、以任务为驱动的传感器目标配对模型以及多平台集中式融合跟踪模型,并利用市场拍卖算法完成传感器-目标分配问题。仿真结果证明了该方法的有效性,与基于信息论的传感器管理方法比较证明了方法的优越性。研究结论有助于提高作战飞机编队的进攻效率,从而提升整体的攻击能力。     

面向任务的网络信息体系建模分析方法研究

网络信息体系作为信息化时代体系作战能力的催化剂和融合剂,正在改变着信息化作战形态及战斗力生成模式。本文在分析网络信息体系概念内涵的基础上,引入任务与体系的关联映射规则,提出了一种综合考虑超网络和服务化特征的网络信息体系“两维四网”模型构建及特性分析方法,并以空中突击作战为例,以服务信息流模体时延、任务执行精度、资源冗余度为特征度量指标,通过仿真实验验证了模型与方法的可行性和合理性。     

不确定信息条件下空战接敌队形选择方法

针对空战环境下由于目标装备信息的缺乏导致空战编队无法选取最佳接敌队形的问题,提出一种基于战场指挥员主观认知的不确定信息条件下空战编队接敌队形选择方法。首先引入威力场的概念并构建载机威力势模型。其次以战场指挥员对目标装备性能的主观认知及载机的威力为基础,利用模糊层次分析法对不确定信息条件下的目标威力进行评估。然后利用参照依赖效应计算载机与目标间各项能力的收益损失值,进而应用前景理论给出最佳的接敌队形选择方法。最后对此方法进行了仿真验证。结果表明,该方法能够在不确定信息条件下对接敌队形进行有效选择。     

基于两阶段DEA的空中突防兵力方案评价方法

以效费比优选兵力方案是作战方案制定中的关键技术。以飞机编队突防作战为研究背景,用系统动力学的方法构建突防编队依次通过飞机拦截区与地空武器拦截区的兵力损失模型。将突防过程抽象为类型3的两阶段数据包络分析模型,证明其与类型1模型在效率加性分解与乘性分解上特性的不同,指出其无偏见性,并分别从两个阶段的输出与输入导向综合定义新的中立性评价方法。在仿真实验中,分别运用3种评价方法对可选兵力方案的两阶段与整体效率进行评价比较,根据任务要求,选取最优兵力方案。     

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。     

基于序优化的多传感器协同雷达辐射控制

为了提高作战飞机的隐身性能,同时保证飞机的跟踪精度,提出了基于序优化（ordinal optimization, OO）的多传感器协同(multi-sensor collaboration, MSC)辐射控制方法。该方法基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波算法建立了MSC下雷达辐射控制(radar radiation control, RRC)的参数优化模型。在跟踪过程中,利用目标残差范数来确定雷达是否开机。针对RRC的参数优化模型,采用OO的方法对等间隔控制、实时控制和混合控制3种方式进行求解,分别得到3种控制方式最优的雷达辐射周期和辐射控制因子。仿真结果验证了混合控制方式优于另外两种控制方式,且表明OO方法能够保证以足够高的概率求得足够好的解。     

网络化作战C2系统建模与仿真研究

信息化战争的体系对抗建模必须考虑网络化C2系统的建模问题.从实际需求出发,分析了信息网络及指挥机构建模问题,研究了C2组织结构中指挥决策节点的行为过程及其之间的信息交换关系,将整个C2组织结构看作耦合的两个网络：信息网络和指挥网络.建立了耦合的信息/指挥网络Agent模型和决策实体之间的信息流结构模型.设计并实现了一个基于网络化C2系统的信息化战争仿真实验平台.     

基于云模型的战略预警信息系统效能评估

网络中心战中,面向信息优势对战略预警信息系统（strategy early warning information system, SEWIS）进行效能评估非常重要。以美军SEWIS为例,详细分析了信息优势在该类系统中的具体内容和体现,建立了系统效能评估指标体系,引入云理论对SEWIS效能评估中的定性定量指标进行联合处理,最终形成基于云重心评判法的SEWIS效能评估方法,为战略预警系统优化升级提供支撑。仿真结果表明了该评估方法的可行性和有效性。