基于复杂网络的舰艇编队协同反导作战模型研究

现代战争已进入网络化作战时代,利用小世界网络具有较小的最短路径和较大的聚类系数,BA无标度网络的择优连接特性,提出传感器之间采用NW小世界网络连接,决策器之间采用BA无标度网络连接,建立了舰艇编队协同反导作战网络模型,应用复杂网络的若干特征参数对作战网络效能进行了仿真分析。通过仿真结果的对比,表明在网络中心战条件下,提出的舰艇编队协同反导作战网络实现了战场信息互通和共享,能够大大提高舰艇编队的作战效能。     

编队协同防空决策优化模型研究

在有限的防空资源下,如何根据作战态势的变化选择舰艇编队的作战单元,来提高舰艇编队协同防空的作战效能,是指挥员所必须要考虑的问题。为了提高整个编队的防空作战决策效能,在舰艇编队防空协同作战的基础上,对舰艇编队防空决策优化决策模型进行了研究,提出了基于多阶段多目标的个体/协同信息成员选择模型。     

基于多智能体的舰艇编队防空仿真系统研究

近年来兴起的复杂性科学研究,特别是复杂适应系统理论,为作战仿真的研究提供了新的思路.文中运用HLA/RTI技术搭建舰艇编队防空仿真系统的框架,将水面舰艇编队防空作战中的各类作战子系统抽象为智能体,并且设计智能体的内部结构.以舰艇编队拦截不同飞行高度的反舰导弹为例,通过各类作战子系统智能体对防空作战中各种作战原则的适应性学习,验证基本的舰艇编队防空原则,并使用目标分配策略解决多个智能体拦截同一目标的冲突问题.     

舰艇编队CEC系统作战效能模型研究

海上区域作战是一个比较复杂的问题,组织作战的关键是及时准确地协同舰艇编队各个火力平台,舰载CEC系统就是舰艇编队协同作战的中枢神经,可以有效地将舰艇编队武器系统结合成为一个整体。通过分析舰艇编队CEC系统组成及主要作战功能,确定了舰艇编队CEC系统的作战体系与作战效能指标,运用排队论法构建出舰艇编队CEC系统作战效能模型。分析表明,CEC系统比传统作战指挥系统更具有信息处理优势,对于提高舰艇编队的战斗力有着至关重要的作用。     

基于战例的舰艇编队防潜作战辅助决策研究

舰艇编队防潜决策研究是目前海上编队作战研究中的重要方向;为了有效应对舰艇编队防潜作战辅助决策的复杂性,提高编队防潜作战效能,首先对其复杂性和表象进行了分析,提出采用定性定量相结合的决策方法解决防潜作战辅助决策的复杂性问题;其次,通过对已有辅助决策方法进行比较和筛选,将基于案例和识别优先决策方法相结合提出了基于战例的协作识别优先决策方法,该方法采用战例描述识别优先决策模型中经验知识,并根据辅助决策的协同性特点为模型增加了协作模块;根据该方法开发的仿真系统运行结果表明应用该方法构建的原型系统能够较好地支持具体想定背景下编队对潜防御中的指挥决策问题.     

基于Petri网的作战单元任务可靠性仿真

现代战争要求充分发挥武器系统的整体作战效能,任务可靠性为武器系统作战效能的评估提供了依据。本文在分析作战单元任务可靠性仿真重要性以及Petri网技术优点的基础上,描述了作战单元复杂任务的构成及特点,建立了作战单元任务可靠性理论模型并明确仿真思路,利用Petri网技术,在ExSpect仿真环境下逐层构建了作战单元复杂任务可靠性仿真模型,最后针对具体实例进行仿真分析。实例结果表明,此模型可以有效的对作战单元任务可靠性进行仿真,对增强部队综合保障能力具有积极的意义。     

无人机网络中基于博弈模型的数据转发优化算法

无人机与有人机混合编队协同作战可提高作战效能,但需要无人机与有人机之间进行稳定的数据连接,将战场态势快速传输至有人机。为此,建立一种基于博弈论的单一价格多属性投标模型,以通信范围内邻居节点的招投标方式,将传输节点的选择过程抽象为招标模型。从节点能量属性、链路稳定性及转发角度出发,设计招投标节点的评分函数和收益模型,最终经过比较多个投标节点的质量属性和投标价格选择最佳节点完成招标节点的数据转发。通过博弈分析证明数据转发算法是激励相容的,可确保节点以真实报价参与到数据转发过程中。仿真结果表明,与GPSR算法及AMIM算法相比,该算法在保证网络能耗均衡与链路稳定性的同时,能提高网络生存时间,适用于无人机与有人机混合编队协同作战通信环境。     

基于改进遗传算法的舰空导弹火力优化仿真

针对严峻的空中威胁,快速合理的进行火力分配,充分发挥舰空导弹作战效能,为了最大限度的保护水面舰艇安全。在分析现代水面舰艇编队防空作战过程的基础上,结合现代水面舰艇编队防空的基本原则,运用改进的遗传算法建立了水面舰艇舰空导弹火力优化配置模型。使算法通过合理可信的目标函数、十进制编码、控制初始种群个体距离、重复度防畸判断和统一优选产生子代策略,保证了产生个体的有效性,提高了搜索质量,加快了搜索速度。最后,通过两个实例进行了仿真实验和结果分析,结果证明：算法可以快速有效地进行舰空导弹的火力分配,可以解决复杂防空态势,搜索结果可信度高,实用性强。     

作战模拟方法的水面舰艇反导作战效能评估

在对抗仿真的基础上研究了水面舰艇对来袭导弹的作战效能.在分析水面舰艇反导作战过程的基础上,结合水面舰艇反导的特点,提出了基于攻防对抗仿真的反导作战效能评估一般可采用的四个环节.并采用自顶向下的分析方法,建立了水面舰艇反导作战效能评估的指标体系.还对反导作战效能评估方法和仿真模型的建立、仿真平台设计等进行了研究.最后以两艘水面舰艇对抗为例评估了水面舰艇的反导作战效能.结果表明该方法合理可行.     

基于修复策略的舰艇编队复杂网络系统可靠性研究

为了研究舰艇编队网络系统的可靠性,在建立舰艇编队网络系统组成模型的基础上,提出了一个舰艇编队复 杂网络的修复模型。为了运用概率母函数对临界攻击比例和巨元组相对大小进行解析研究,在该模型的基础上引入 了两个变量:攻击比例f二和未受攻击节点的最大度K}。解析和数值计算表明,修复策略显著提高了无标度网络的可 靠性,度指数较小的无标度网络其可靠性提高更大。仿真计算分析表明,所建模型可以应用于研究自我修复能力的复 杂网络的可靠性。     

基于STAGE对抗仿真的水面舰艇作战能力评价

对水面舰艇使命任务和作战能力构成进行分析，提出了基于作战想定和其仿真结果的评价体系，构建了水面舰艇作战仿真模型体系。指出基于STAGE的对抗仿真关键是将仿真模型体系与STAGE模型框架的接口统一设计。在STAGE平台以舰艇防空作战想定为背景进行对抗仿真实现，说明了添加用户模型和脚本用语言开发方法，建立了基于仿真统计结果的方面作战能力计算模型。最后，以一组我国服役驱逐舰作战能力分析的仿真实例验证了基于对抗仿真的水面舰艇作战能力评价方法，结果表明该评价方法是合理的。     

基于模板匹配的战斗舰艇队形自动识别研究

针对CGF实体在有限战场信息感知条件下如何进行战斗舰艇编队队形识别问题，基于可变形模板匹配技术研究建立了战斗舰艇编队模板的数学模型。在编队模板模型的基础上，给出了编队队形识别的算法并对模型在仿真实现中的关键问题和算法的优化进行了讨论说明，最后通过仿真进行了验证。仿真结果说明：该算法具有较好的稳定性和较高的效率。这一方法可应用于潜艇指挥自动化系统和计算机生成兵力仿真中。     

基于HLA的分布式舰潜对抗仿真系统设计

针对水面舰艇与潜艇对抗仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真系统设计方案,设计了由舰艇、潜艇、直升机、鱼雷等成员组成的分布式舰潜对抗仿真系统,并给出了组成联邦的各成员功能和OMT的设计方法及联邦成员的实现方法.采用此种设计方案有效地解决了不同仿真器、模型之间的互操作及仿真组件的可重用性问题.在舰潜对抗仿真系统的开发中证明该设计是可行的,本项研究对其它领域内基于HLA 的仿真系统构建和开发具有参考价值.     

水面舰艇作战能力研讨式评估软件设计

针对传统的水面舰艇作战能力评估方法未能充分发挥计算机的计算能力和专家的知识与经验的综合作用,在分析水面舰艇作战能力指标体系的基础上,提出了基于综合集成研讨技术的研讨式评估方法,设计并开发了评估软件,阐述了人机交互系统、人工语言系统以及问题求解系统等三个子系统的功能,介绍了软件操作流程。实例应用表明,该软件可为专家评估水面舰艇作战能力提供良好的研讨工具。     

网络中心战条件下舰艇编队的可靠性分析

在网络中心战中,舰艇编队可在其编队范围内实现资源共享和跨平台的通道组织,不仅提高了资源利用率,而且可使得编队内各舰艇的系统可靠性得到提升。本文通过建立舰艇编队在网络中心战条件下的可靠度模型,进行了分析和计算,解释了在网络支持下编队可靠性提升的原理。     

舰机协同下多基地声纳阵应召搜潜效能研究

针对传统单基地声纳搜潜难以满足反潜作战要求的问题,提出了一种拖曳声纳与反潜直升机布放浮标阵联合起来形成多基地声纳搜潜的方法。结合舰机实际运动特点,建立舰艇运动模型与直升机布放圆形、方形、三角形被动浮标阵模型。采用Monte Carlo方法,对搜潜概率进行仿真,比较多基地与非多基地声纳的搜潜概率,并分析不同的初始条件对搜潜概率的影响。仿真结果表明,多基地声纳搜潜概率高于非多基地声纳,圆形多基地阵搜潜效能相对最佳,三种阵型的搜潜概率随着初始距离、初始位置分布、航速均值的增大而减小,并能针对不同搜潜要求与实际作战条件选择合适的布放半径和被动浮标布放个数。提出的方法适用于一定距离范围内的应召搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义。     

舰船作战指挥仿真测试系统研究

舰船作战指挥系统是一个典型的复杂大系统,如何构造仿真测试环境对系统的功能、性能指标进行测试是必须研究和解决的问题.为了给舰船作战指挥系统的研制、建设、管理和使用提供试验环境,从装备试验技术发展的角度提出了装备试验对舰船作战指挥仿真测试系统的需求,描述了舰船作战指挥仿真测试系统的体系结构、工作流程、信息关系和主要功能,这将有助于对舰船作战指挥系统的功能、性能指标进行测试以及对其综合作战效能进行分析和评估.     

多时空配送任务驱动的无人车队车辆数优化方法

为解决快递终端配送多时空任务驱动下的最小无人车队车辆数配置问题,提出一种随机优化方法。首先,分析服务时长和等待时长对无人车队行驶路线规划的影响,从而构建最短路径模型;然后,基于二维时空网络构造服务序列网络;其次,通过网络转换将最小无人车队车辆数配置问题转化为网络最大流问题,并建立以车队车辆数最小为目标的最小车队模型;最后,针对模型特征设计一种融合Dijkstra算法和Dinic算法的Dijkstra-Dinic算法来对最小无人车队车辆数配置问题进行求解。在四种不同规模的服务网络中进行仿真实验,实验结果表明：在不同成功服务率下,最小无人车队车辆数与服务网络规模呈正相关,但随等待时长的增加而减少并趋向于稳定;所提算法中所引入的One-stop算子大大提高了搜索效率,所提模型和算法适用于大规模服务网络中的最小车队计算。     

基于多前车信息融合的智能网联车辆跟驰模型

为了进一步提高交通流的稳定性,在经典基于驾驶员记忆的最优速度（OVCM）模型的基础上,提出了一种基于多前车最优速度与紧邻加速度（MHOVA）的智能网联车辆跟驰模型。首先,引入k辆前车的最优速度变化量与紧邻前车的加速度改进OVCM模型,并分别以参数γ和ω表示其权重;然后,结合改进模型利用线性稳定性分析获得交通流的临界稳定条件;最后,利用Matlab对车队施加扰动后的速度和车头距等参数进行数值模拟与分析。仿真结果表明：在车队启动和停止过程的仿真中,所提模型比OVCM模型使得车队整体达到稳定状态的时间更短;在环形道路上车队施加扰动的仿真中,所提模型相比于全速度差（FVD）模型、OVCM和多前车最优速度（MHOV）模型,在合理加速度敏感系数ω和前车数k约束下的速度和车头距波动幅度相对较小,尤其当ω为0.3且k为5时车辆速度的向上和向下波动率最小可达0.67%和0.47%,表明改进模型能较好地吸收交通扰动和增强车队行驶稳定性。     

舰艇编队防空目标分配优化算法研究

针对所要解决的舰艇编队防空目标分配问题,文章结合现代防空作战特点,建立了防空目标分配模型,并讨论了数学模型的求解问题。对模拟退火算法、遗传算法、禁忌搜索算法进行了分析和研究,运用MATLAB软件编程仿真来解决所建立的防空目标分配模型。研究表明,禁忌搜索算法每次都能以100%的概率搜索到全局最优解,但由于其搜索时间过长而且搜索时间的随机性太强,不适用于解决战时的目标分配问题。而模拟退火算法和遗传算法则可以在较短的时间内达到较高的搜索概率,在实际运用中,应根据所限定时间的不同来对这两种算法进行选择使用。另外,从程序的复杂度上来看,模拟退火算法的程序相对较为简单,而遗传算法的程序相对较为复杂。