武器装备体系的体系结构与体系效能

武器装备体系的体系结构是武器装备体系构成的依据,可以用组成元素和结构要素两方面表示。其中,组成元素可划分成传感器类装备、指挥控制类装备、通信类装备和行动类武器装备四类;结构要素可分成武器装备系统组成、指挥控制结构、通信网络结构、编配与部署四个方面。根据对体系结构的分析和体系对抗过程,建立了体系效能的数学模型。应用案例说明了方法的可行性与有效性。     

武器装备体系对抗的一种研究方法

武器装备对抗的体系化是信息化战场的显著特征,然而体系对抗过程的复杂性使得体系作战效能研究相对较为困难。基于系统工程思想提出了一种体系对抗的研究方法,方法将研究内容分为四个层次:对抗交互层、系统损伤层、功能层、效能层,首先给出了各层次的定义。然后对该研究方法的思想和步骤进行了详细的阐述,通过建立各层次描述指标,研究层次间相互关系,在此基础上从分析体系对抗的物理规律入手,采用定量与定性相结合,依次完成各层指标的推理和计算,得到对抗条件下武器装备体系的作战效能。最后以导弹防御体系与具有突防能力的某导弹武器系统的对抗为例,验证了方法的有效性。     

武器装备体系演化评估的建模方法研究

武器装备体系演化是武器装备体系建设过程的表现,对演化的规律进行评估与分析有助于支撑武器装备体系建设规划的制定。首先分析了武器装备体系演化的内涵,提出了按时间进行,毒散化的评估与分析思路。然后,在能力需求演化、作战能力演化建模的基础上,建立了作战效能精化的评估模型。其次,分析了体系费用的构成,建立了费用演化的评估模型。最后,从装备系统更替、作战能力与能力需求的匹配、体系费用与体系投入的匹配等角度研究了综合分析方法。所附算例说明了文中方法的可行性。     

体系作战效能评估与优化方法综述

分析了体系作战效能评估与优化的特点,基于“整体论”提出了将体系作战效能评估与优化划分为综合评估、分析、优化3个阶段的思路,针对3个阶段需要解决的实际问题,归纳总结了适用于解决各阶段问题的典型方法,并对比分析了不同方法的优缺点。针对“整体论”思想指导下体系作战效能评估与优化在实施中面临的实际困难,从综合应用框架设计、评估指标体系构建、试验推演模式创新等方面提出了下一步的研究方向,为体系作战效能评估与优化方法的有效落地提供了支撑。     

武器装备效能评估研究进展

效能是评估武器装备的重要指标,武器装备效能评估可以为武器装备规划论证、设计研制、作战运用等提供决策支持。随着数字线程、数字孪生在武器装备全寿命周期的应用,效能评估面临复杂作战场景评估、多源异构数据评估、昂贵仿真的评估优化、泛在评估、敏捷评估等一系列挑战。综述了效能评估相关概念、发展历程,分析了武器装备效能评估面临的问题;进而给出了武器装备效能评估解决方案,总结了数字时代武器装备效能评估研究方向。     

基于深度学习的体系作战效能智能评估及优化

采用仿真模拟评估方法进行体系作战效能评估包括配置想定、多次运行仿真系统和调用效能评估模型计算多个复杂步骤。针对此流程复杂、耗时长的问题,提出一种基于深度学习回归思想的体系作战效能智能评估方法,引入基于进化策略的作战效能优化流程。以全连接深度回归网络为预测模型,通过多个数据集的试验结果给出网络隐层数和样本量选择的指导原则。进一步结合遗传算法调整网络输入得到优化输出,迭代性能较好。以某仿真系统为例初步验证了其有效性和使用价值。     

武器装备体系作战能力评估框架

通过对武器装备体系及其作战能力评估的有关问题进行讨论,探索一种可行的体系整体作战能力评估的思路。首先给出了武器装备体系及其作战能力和作战效能的概念,研究了装备作战能力指标的聚合关系及其处理方法。然后分析了以往利用解析法进行作战能力评估的缺陷,提出了折合系数的概念,进而提出了一种武器装备体系作战能力评估框架。     

基于ABMS的体系效能评估框架研究

分析了基于信息系统武器装备体系基本特征和仿真评估要求,研究了基于Agent建模仿真(Agent based modeling and simulation, ABMS)方法的体系效能仿真开发和评估过程,针对基于信息系统武器装备体系仿真评估的要求,建立了由体系效能评估准备、联合作战想定编辑、ABMS体系仿真引擎、作战过程表现及战果统计,以及体系效能综合评估等组成的体系效能评估技术参考框架,并通过开发相关系统验证了框架的合理性和实用性。     

基于功能依赖网的体系效能评估方法

建设与发展有效的装备体系需要依赖合理的效能评估方法。诸多评估方法在复杂依赖关系的量化分析上存在不足,因此引入功能依赖网络分析(functional dependency network analysis, FDNA)法,通过双依赖参数、分段线性模型等捕捉体系复杂依赖关系及其造成的级联效应。进而立足FDNA方法的优点,突破其局限性,提出基于作战环的功能依赖网络建模规范,通过链路健康指数、综合依赖关键度、多系统冗余表决系统等调整、新增、完善效能聚合模型,形成可捕捉和反映更广泛作战场景的扩展FDNA(extended FDNA, E-FDNA)方法。以海上防空反导体系为例,通过与现有FDNA系列方法以及复杂网络方法在体系效能值、关键系统识别等方面的对比分析,验证了E-FDNA方法的可行性和有效性,为装备体系的效能评估提供了新方法。     

基于探索性分析的装甲装备体系效能评估方法

针对装甲装备体系效能评估中需要解决的现实问题,提出一种基于探索性分析的装备体系作战效能评估方法。该方法以探索性分析理论为指导,结合作战模拟与解析模型二者的优势,建立装备体系作战效能模型族,在此基础上针对作战中的不确定因素进行探索性分析与评估。结合坦克编队作战效能评估问题,给出了该方法的分析框架和应用步骤,说明了方法的有效性和可行性。     

基于预聚类主动半监督的作战体系效能评估

针对作战仿真实验中体系效能通常依靠专家评估、评估代价较大的问题,提出一种基于预聚类主动半监督学习的作战体系效能评估方法。明确了使用该方法进行作战体系效能评估的基本流程,以及自顶向下的评估模式和二值化的评估标准。重点构建了预聚类主动半监督学习算法,首先,结合作战仿真实验数据的特点,对未评估样本进行预聚类,选择最有价值的样本供专家标注;然后,使用已标注的样本训练主动学习算法和半监督学习算法的公用学习器;最后,利用主动学习算法挑选价值较高的样本交由专家评估,并利用新样本对学习器进行不断更新。作战仿真实验数据表明,该方法在达到预期评估准确度的同时降低了评估代价,能有效应用于大规模作战仿真实验的体系效能评估。     

武器装备效能仿真的可组合建模框架研究

武器装备效能仿真不同于一般的复杂系统仿真, 具备很大的组合建模潜力和迫切的组合仿真需求. 当前的统一仿真协议、统一建模方法、统一模型规范等组合仿真途径主要还是从技术角度出发的, 没有充分结合应用领域的实际, 难以真正实现组合仿真. 提出了基于模型框架实现组合仿真的思路, 通过将领域共性不变知识(DIK)固化为可组合的模型框架, 而应用可变知识(AVK)则可在模型框架基础上通过定制或扩展的方式进行描述. 设计了武器装备效能仿真的可组合建模框架(CMF), 应用实践表明能够明显地提高仿真开发效率, 有力地支持模型级可组合.     

一种基于效能的时间敏感目标打击时机估计方法

以提高打击效果为目的,研究了精确制导武器打击时间敏感目标的发射时机估计问题。首先运用混合总体商变换方法和精确制导武器射击理论建立了相应的作战效能模型,包括即时概率模型、捕捉概率模型、命中概率模型和毁伤概率模型。然后依据给定的作战效能模型,提出给定条件下远程精确制导武器打击陆地时间敏感目标的发射时机估计方法,并进行了算例分析和t检验,计算结果检验了估计方法的有效性。最后通过研究不同条件下的发射时机区间长度,指出远程精确制导武器航程和时间精度等级是影响发射时机估计的主要因素。     

关于武器装备体系论证方法的思考

针对武器装备体系建设的特点,简述了目前武器装备体系论证特点和存在的方法问题.通过分析武器装备体系论证手段,剖析武器装备体系论证方法,提出应合理建立武器装备体系论证方法体系,形成武器装备体系论证方法论,以适应在信息化条件下武器装备体系建设的论证要求.依据上述方法论结合武器装备体系论证的特点,建立了软件综合集成环境,环境中每个软件工具或软件分系统,可根据不同论证任务,灵活形成针对该论证任务的软件环境,以满足相应论证任务的需要,体现定性分析与定量评估相结合.     

基于UML的武器装备体系需求描述

为克服用户和分析设计人员间的交流障碍,保证武器装备需求的正确性和可操作性,在给出武器装备体系需求分析过程的基础上,分析了利用UML对武器装备体系进行需求描述的方法和步骤。以海上目标监视与打击体系为例,给出利用UML中的用例图、类图、活动图、协作图对体系顶层需求进行描述的方法。结果表明利用UML进行需求描述可确定为满足需求所需的关键系统及其相互关系,描述过程完整、易于理解和操作。     

潜空导弹武器系统作战效能评估模型

针对潜空导弹武器系统作战效能评估中不确定性指标难以进行量化的特点,将灰云模型应用到白化权函数中,改进了灰色评估法白化权值的确定方法,实现了定性与定量评估的有效转换.并采用三标度法构造判断矩阵,克服了传统层次分析法求权值不够客观且需要进行一致性检验的缺点,建立了集成灰云模型和改进层次分析法两者优点的作战效能评估模型,提高了效能评估的可信度,为潜空导弹武器系统作战效能的评估提供了有效途径.     

考虑动态重构的装备体系可用性及弹性分析

要素协同作战框架下武器装备体系具有可动态重构的系统特性,既增加了体系的复杂性和交互性,又使其具有了更为明显的弹性特征.本文首先提出了装备体系弹性多层级评价方法,确定了组成体系的关键装备要素.其次,以典型的关键装备要素——武器系统为对象,提出了基于动态双阈值多状态权重k-out-of-n系统模型的装备体系的性能可用性及弹...     

基于BP神经网络的弹炮结合系统作战效能评估

以拦截巡航导弹为例,针对抗击低空目标特点,提出了弹炮结合防空武器系统作战效能评价指标体系,简要分析了指标选取的理由。然后,采用专家打分的方法取得了几组训练样本,并对所构造的三层BP神经网络进行训练,当训练精度达到要求后,再运用BP神经网络对几种典型的弹炮结合防空武器系统对巡航导弹的作战效能进行了评估。结果表明,在选定指标的基础上,用训练好的BP神经网络评估弹炮结合防空武器系统作战效能是合理的,减少了评估中的人为因素,使评估的结果更为可信。研究结果可为在现有武器装备的基础上开发和研制新型弹炮结合防空武器系统提供理论参考。     

基于FDN的装备体系任务能力依赖性分析

为了深入分析装备体系内各装备系统在任务执行过程中自身性能退化对其相互依赖性的影响,并准确把握体系内各装备系统在自身性能退化和相互依赖性的双重影响下其当前效能的演变规律,对传统功能依赖网络分析(functional dependency network analysis,FDNA)方法进行了一定改进.引入自身效能退化系数...     

复杂体系效能测度建模研究

根据复杂体系的概念及其所呈现出的多种特性,提出了复杂体系“两层四级”的效能测度建模框架,并针对复杂体系内部的相互位置层次及其功能关联定义了度量实体、层级映射、系统关联性和软构层等相关概念,清晰地阐释了复杂体系效能测度建模时体系层次映射的实质;最后,进行了复杂体系效能测度的通用建模设计,从而为复杂体系的效能评估以及体系改进和优化提供一定的理论指导.