基于复杂网络的装备维修保障协同效能优化设计

装备维修保障系统的网络化对保障效能分析与设计提出了新的挑战。本文针对该问题,引入复杂网络的描述与分析方法,分析了现代维修保障系统的网络化特性,建立了维修保障系统的网络模型。通过分析拓扑结构特性与动态演化对维修保障系统协同效能的影响,基于双层立体加权网络,建立了维修保障的动态演化模型,以协同效能最大为目标,提出了保障网络最优演化算法,设计了效能最大的保障网络。最后通过某型装备维修保障系统验证了该方法的可行性,比较分析结果表明,该方法可以获得较大的维修保障协同效能。     

考虑节点相依关系的装备保障网络演化模型

随着装备保障体系由传统层级式、树状结构向复杂的网络化结构不断演化,原有的研究方法和演化规律已经不能很好地解决遇到的多网络演化问题。基于不同子网络节点之间的相依关系,将相依网络理论应用到装备保障网络的演化分析过程中。分析装备保障体系的网络化特征,结合装备保障网络中节点的异质性、维修网络和储存与供应网络之间业务、信息等交互关系的存在,建立基于相依网络理论的装备维修和储存与供应保障网络演化模型,并结合最大连通子图和网络保障效率定义网络鲁棒性度量指标。在网络演化模型中,根据装备保障机制确定模型演化规则与演化步骤,定义网络相依比例参数F（表征具有交互关系的维修节点和储存与供应节点所占比例）和相依冗余度参数K（表征具有相依关系的保障节点之间数量对应关系）。通过仿真分析二者对网络鲁棒性的影响。演化仿真结果表明：通过控制维修节点和储存与供应节点之间交互节点比例F及相依冗余度K,能够在一定范围内提高保障网络的鲁棒性及其整体保障效能。     

基于超网络的无线通信网结构模型

为解决无线通信网络结构模型生成问题,针对无线通信网络结构和功能特征,定义和描述了网络节点和网络超边模型类型,综合运用复杂网络和超网络建模方法,提出了网络拓扑和网络超边的演化模型.模型能够有效地描述无线通信网络的结构属性和传输路由,并通过案例分析验证了提出模型的适用性及有效性.     

基于复杂网络理论的装备保障体系演化模型

装备保障体系结构对体系的效能与适应性等起决定作用,演化模型是构建装备保障体系结构的一项关键技术。针对装备保障体系中实体的异质性和保障任务需求影响体系演化的问题,提出一种改进的基于多元加权网络的装备保障体系演化模型。分析装备保障体系的网络特性,引入复杂网络理论构建装备保障体系初始加权网络模型,并提出网络评价指标,在此基础上提出网络演化规则与改进演化模型。在加权网络模型中,将保障任务需求抽象为网络节点之一,通过四元组刻画其不确定性,并用适应度指标将其与体系结构联系起来;通过节点类型、保障能力等刻画保障实体的异质性,并作为演化过程的主要因素。仿真实验结果表明:所提模型能够确定保障任务对演化过程的影响,并可改善体系结构对任务的适应性,且可在一定范围内增强体系效能。     

视情维修条件下的多状态控制单元可用性建模与分析

针对传统可靠性分析方法难以描述系统动态特性的问题,提出了一种基于多状态动态贝叶斯网络的视情维修可用性建模方法。在定义多状态元件的基础上,构建了基于Markov模型的视情维修状态转移模型,并引入了吸收状态。通过构建多状态动态贝叶斯网络模型,确定了无维修、完全维修、不完全维修、视情维修和吸收状态下的状态转移关系,并根据串联和并联逻辑关系对条件概率赋值。以某控制单元为例,构建动态故障树模型、动态贝叶斯网络模型,确定控制单元与元件在不同维修方式下的可用度变化规律,通过重要度分析发现了可靠性设计中的薄弱环节。仿真分析表明:视情维修的引入使得控制单元与元件相对于完全维修与不完全维修具有更高的可用度;吸收状态的引入可以预测退化状态可修元件的可用度变化趋势,为维修换件提供理论指导。     

面向任务场景的舰炮维修保障过程建模研究

针对舰炮任务过程中维修保障模型构建与验证的复杂性,利用场景描述舰炮的不同任务阶段,并依据舰炮维修保障过程的特性,对适用的建模方法进行了对比分析,提出了行为树(BT)与面向对象Petri网(OOPN)结合的建模方法。将基本行为树改进为扩展行为树(eBT)方法,建立了典型任务场景下舰炮维修保障过程的eBT模型,并提出了将eBT模型转换为OOPN的方法。最后,给出了模型转换实例与模型仿真验证的方法,说明了模型构建与验证的可执行性。     

联勤保障网络模型建立与分析

针对现有模型生成机制的局限性,构建一种有约束条件下基于长距离连接加边规则的保障网络演化模型。从层次结构网络入手,对长距离连接加边规则进行改进,从而生成保障网络,并对该模型进行仿真分析,从度分布、平均路径长度、聚类系数这3个统计参数对网络的拓扑性质进行了描述。分析结果证明：该模型能准确地体现保障网络最重要的层级结构特征,可以真实地反映保障网络所具有的3种保障关系。     

基于UML 的装备维修保障行动建模

为了满足军事化信息一体化作战平台的迫切需要,对装备维修保障行动的概念进行建模。在分析装备维修行动过程及特性的基础上,对其行为主体进行用例描述,构建装备维修保障活动模型;阐述维修保障行动模型间的协作关系及互动机制,构建主体协作模型;给出维修保障行动流程及行为主体的动态关联性,建立维修保障行动时序模型。结果表明,该模型能反映维修任务、实体、动作对象间的交互作用和内在逻辑。     

高冲击下微悬臂梁动态响应特性

针对高冲击下微构件动态响应特性的经典理论值与实验结果存在较大误差的问题,提出了高冲击下微悬臂梁尺寸效应模型并分析了其动态响应特性。该方法可描述微悬臂梁的弯曲特性、固有特性、动态响应特性的尺寸效应现象。实例分析表明,当微悬臂梁特征尺寸和内禀特征尺寸处于同一量级时,高冲击下微悬臂梁的弯曲挠度、固有频率、动态位移响应均表现出明显的尺寸效应现象,合理地解释了实验结果与经典理论值存在误差较大的问题。     

基于优先度的战时维修保障力量抽调方法

针对难以用传统方法准确分析维修保障力量抽调优先度的问题,提出利用蒙特卡罗模拟的方法确定各维修保障力量抽调对象的优先度。分析战时影响维修保障力量抽调方案确定的因素,介绍了维修保障力量抽调对象优先度评价指标,对战时维修保障力量的抽调问题进行数学描述,建立基于优先度的维修保障力量抽调模型。实例计算分析结果表明：该方法客观、准确、有效,可为战时保障力量抽调决策提供理论指导。     

复杂网络结合探索性分析的军事后勤保障网络设计方法

为解决具有不确定性和涌现性特点的军事后勤保障网络设计问题,提出一种复杂网络结合探索性分析的设计方法。建立基于复杂网络的军事后勤保障系统网络拓扑模型及指标测度模型,利用探索性分析方法,对后勤保障网络在动态变化环境下进行探索性解空间寻优求解,形成复杂网络结合探索性分析的军事后勤保障网络设计思路和方法,并运用实例分析验证。验证结果表明：通过该方法设计的后勤保障网络,能够适应动态环境变化,具有较强的稳定性和鲁棒性,符合战争实际需要。     

基于径向基函数和自组织映射的导弹控制系统健康状态评估

传统导弹武器装备健康状态评估方法严重依赖设计人员与产品专家的经验与水平,效率低、准确度差。针对导弹的控制系统,提出基于径向基函数（RBF）网络观测器和自组织（SOM）网络的健康状态评估方法。利用基于RBF网络的自适应故障观测器计算输出信号的残差以及不同工作状态下的自适应判别阈值,通过比较残差和阈值实现故障检测;利用基于SOM网络的健康状态评估模型对残差进行聚类分析,通过距离度量实现健康状态评估;通过某型导弹的控制系统案例验证所提方法。结果表明：该方法能够准确地对10个不同的故障模式和10组不同的健康状态进行检测和评估,为维修保障和后勤管理提供有效的技术支撑。     

基于贝叶斯网络的后勤装备维修合同商保障风险识别与评估

在分析影响后勤装备维修合同商保障能力的合同商源头风险、部队运作风险、双方协作风险的指标及诱因的基础上,提出了贝叶斯网络的合同商风险识别模型,并从定性的角度,构建了基于贝叶斯网络的风险评估模型,为部队在选择后勤装备合同商保障过程中提供重要参考。     

舰艇作战系统网络的一种分析方法

提供一种优化分析和评估舰艇作战系统网络的新方法。通过对舰艇作战系统网络在作战过程中的运行特征分析,发现该网络属于一类进化网络。应用复杂网络理论,建立了适用于该网络的进化网络模型,进而引入了度量该网络复杂性的参数——平均路径长度和平均集束系数,并建立了相应的数学模型。借助这些模型,仿真计算了网络复杂性参数随作战进程的变化情况,分析了它们对网络工作时效性和鲁棒性的影响。     

基于统一体系结构框架的战区联合作战后勤与装备保障指挥信息系统架构

信息系统是战区联合作战后勤与装备保障指挥要素整体联动、效能体系释放的“神经系统”。基于全军军事信息系统依托的“网-云-端”结构理论,结合最新发布的统一体系结构框架方法原理,遴选出符合我军战区联合作战后勤与装备保障指挥信息系统构建需求的具体领域模型,并设计开发流程,而后在统一体系结构框架提供元模型基础上进一步 “裁剪+修改+融合” 建立符合我军信息系统基本数据要素需求的统一认知元模型。以元模型为约束,深入剖析后勤与装备保障指挥信息系统能力、功能、结构、服务、安防5个重点建设角度的理论交互机理,完成模型集成构建。根据战区联合作战想定案例情况,采用对象Petri方法对指挥信息系统动态模型进行执行验证,结果表明系统集成设计结构合理、过程逻辑正确,可以满足指挥信息服务需求。     

作战推演系统中的Holon多分辨率建模方法研究

作战推演是武器系统效能评估研究的重要手段,而多分辨率建模是作战推演系统构建技术的研究热点之一。现有的聚合解聚、视点选择多分辨率建模方法缺乏对模型间层次结构的描述,难以实现系统运行时模型分辨率的自适应变换,因此无法兼顾模型精度与系统负载。针对上述问题,引入Holon概念,提出一种新的Holon多分辨率建模方法。研究了Holon多分辨率模型系统的组织结构及其形式化描述,给出了其结构演化的规则,提出了一种基于满意度的自适应分辨率变换机制,设计了支持Holon多分辨率建模的软件运行体系结构及关键服务。将Holon多分辨率建模方法应用于海军武器装备体系战役推演系统中,通过对比聚合解聚和视点选择方法,验证了新方法在保持了较好模型间一致性的同时,有效降低了系统的负载。