考虑随机共因失效的战时合成部队任务成功概率仿真评估

共因失效是装备遂行作战任务过程中存在的一种常见现象,是影响战时装备任务成功概率的重要因素。分析合成部队装备层次结构,构建合成部队作战任务剖面,并对合成部队装备共因失效和维修保障特点进行分析;以合成部队进攻阶段任务为研究对象,提出合成部队任务成功要求;充分考虑随机共因失效、多种类装备、多作战单元协同作战、随机任务时间、换件修理时间等复杂因素对战时合成部队任务成功性的影响,建立基于蒙特卡洛方法的合成部队作战任务成功概率仿真评估模型;通过算例,验证仿真模型的可行性和有效性。研究结果表明：所建模型能够用于战时合成部队任务成功概率评估和作战任务时间的规划;合理配置各类备件的携行数量,可以提升战时合成部队任务成功概率。     

基于Matlab的导弹营基本任务维修性仿真

任务维修性是在执行具体作战任务时所呈现出的维修性,是影响作战效能的基本因素之一。在实际作战或训练中,往往需要衡量装备作战单元作为一个整体的维修性,也即任务维修性。鉴于此,以某导弹营为研究对象,首先对其所遂行的作战任务以及任务维修性参数进行分析。在此基础上,分析导弹营任务维修性的仿真方法,给出其仿真过程,并在Matlab环境下建立其仿真模型,最终实现对任务维修性参数的仿真计算。最后,通过算例,验证了模型的有效性和实用性。     

作战单元装备系统的需求量仿真模型

作战单元装备系统的需求量仿真模型,应用Petri网和ExSpect建立复杂任务的仿真模型.其步骤包括:定义约束环境及目标函数、借鉴运筹学中解决非线性规划问题的可行方向法对该模型的算法进行讨论.建立子任务需求量模型后,将每个子任务模型当作可调用模块.在进行复杂任务装备系统需求量仿真时,根据任务时间内的子任务系统可靠性模型选取不同模块.最后通过应用实例验证模型的可行性.     

火炮系统任务执行能力仿真评估

装备任务执行能力很大程度上决定着作战任务完成能力,由于其影响因素众多,用传统的解析法对其进行评估,往往达不到效果。基于仿真的装备任务执行能力评估方法,可借助概率化的数学工具,充分考虑装备结构可靠性、维修保障系统及作战训练的影响,抽象出影响装备任务执行能力的关键因素,对保障资源的合理配备提出优化建议,并以某型火炮系统为例对该方法进行了验证。     

装备群选择性维修决策与任务分配联合优化

为满足作战任务需求,对装备群进行选择性维修的同时进行作战任务分配,可有效提高装备群的整体作战效益。针对选择性维修决策与任务分配独立优化的问题,以最大化任务完成概率为目标,构建装备群选择性维修决策与任务分配联合优化模型,引入环境系数表征不同子任务的工作环境对单元状态的影响;通过求解马尔可夫模型得到单元的任务完成概率,进而得到子任务和整个任务的完成概率;采用基于随机密钥的遗传算法进行求解,分析环境系数对联合优化结果的影响,通过算例验证了模型和算法的有效性。研究结果表明：在选择性维修决策时考虑作战任务分配能够得到更优的结果;该模型可为战场环境下装备维修决策问题提供理论指导和技术支持。     

作战模拟数据与模型体系建设

为满足现代作战模拟仿真的需要,对军事问题进行定量分析与处理,构建作战模拟的仿真支撑数据、仿真驱动数据、仿真结果数据以及应用分析数据等数据体系.从作战模拟仿真的基本原理分析着手,将数据、模型和规则等作战知识资源进行特性分析,探索知识资源体系构建的要求与方法,并分别构建作战模拟的数据体系和模型体系.分析结果表明:该研究能够为我军作战模拟仿真数据基础建设提供指导,对研究陆军装备的作战模拟仿真与模型体系构建有一定的参考作用.     

基于DoDAF的作战任务结构建模与仿真

为解决作战需要到装备需求之间的映射关系模糊、约束不强的问题,提出一种作战任务结构建模与仿真。以美国国防部体系结构框架DoDAF为理论基础,结合体系架构建模工具,以某岛夺取与控制场景为例,构建作战体系结构模型,推演了作战要素及其之间的运行策略,并通过STK仿真进行演示与验证评估。结果表明：基于DoDAF的体系结构设计能够显性化地呈现作战体系的逻辑,更清晰地描述作战场景下的需求,为后续装备需求提供决策参考。     

装备故障维修事件生成系统

装备故障维修事件生成系统,根据仿真模型模拟的复杂任务序列活动,利用Access创建维修仿真数据库,存放已知经验概率信息和仿真确定的事件信息.并采用概率分解法确定故障项目.系统使用VB设计界面、编程实现数据库信息录入、维护和维修事件信息的仿真,包括数据库及其逻辑结构、表单、界面及VB代码等.     

随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估研究

共因失效广泛存在于装备作战任务过程中,合理地对共因失效事件进行建模,对于准确评估装备任务成功概率,具有十分重要的意义。针对现有的多阶段任务成功概率评估模型中没有考虑的一类随机共因失效问题,采用隐式二元决策图法,建立了当共因失效事件的产生服从随机分布时的多阶段任务成功概率评估解析模型,并以某型火箭炮装备为实际案例对模型进行了验证。研究结果表明：所建立的数学模型可以解决随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估问题,为评估装备多阶段任务成功概率提供了模型支撑;合理地任务剖面分析与建模有助于准确评估装备任务成功概率。     

自行火炮系统动态效能建模与仿真研究

系统效能分析是装备论证研制阶段的重要工作。在分析自行火炮装备系统组成的基础上,依据可靠性、维修性数字仿真和作战模拟理论,建立了基于蒙特卡洛方法的系统动态效能仿真模型,实现了对抗条件下主战装备和保障装备系统的效能综合。并结合作战想定,应用语言编写仿真模型的计算机程序,进行了实例分析,结果验证了模型的可行性和有效性。该模型可为白行火炮装备系统的方案论证、工程研制、作战运用和维修保障等提供科学的决策依据。     

基于多智能体和合同网的巡航导弹自主任务分配

针对巡航导弹编队自主任务分配问题,将单个巡航导弹武器视为一个Agent智能体,多巡航导弹构成多Agent系统(Multi-Agent System,MAS),建立了MAS任务分配目标函数及相关约束模型,鉴于任务分配的分布式特点,引入合同网协商方法,建立了基于合同网(Contract Net Protocol,CNP)的自主任务分配模型。通过仿真验证了模型的正确性,计算结果表明合同网可以有效解决巡航导弹编队自主任务分配问题,并达到整体分配效果最优。     

多联装导弹起落架复杂结构有限元分析

利用系统动力学分析方法计算了导弹起落架所承受的载荷;运用多种单元形式建立了起落架复杂结构有限元分析模型,基于动力学计算所得载荷以及复杂约束条件,计算了导弹发射时起落架结构刚强度,检验了起落架结构安全性和设计合理性.计算结果表明起落架最大应力部位存在安全隐患,与试验情况吻合,该工作为导弹起落架设计与修改提供了理论依据.     

面向反舰导弹超低空突防效能分析的仿真系统研究

针对反舰导弹超低空突防效能难以量化的问题,以仿真为手段对海面背景环境下超低空飞行的反舰导弹的反探测能力和火力对抗能力进行了深入研究.通过引入海杂波模型,较为真实地模拟了雷达探测系统对超低空反舰导弹的探测过程.同时构建了突防对抗环境和分布式仿真系统,为反舰导弹超低空突防效能分析和作战使用研究提供了有效途径.     

基于AHP 和模糊综合评价法的装备维修保障效能评估

针对影响导弹武器装备维修保障效能发挥的诸多因素,对基于AHP(analytic hierarchy process)和模糊综 合评价法的装备维修保障效能进行评估。根据模糊综合评价法,构建导弹武器装备维修保障效能评价模型,利用层 次分析法确定评价指标权重,综合分析完成维修保障任务的保障效能,评估出导弹武器装备维修保障体系中各要素 的能力水平,并对模型进行求解验证。计算结果表明,该方法可有效地对导弹武器装备维修体系的维修效能进行定 量评估。     

基于平台协同的反舰导弹突防概率模型

为计算在平台协同条件下反舰导弹的突防概率,建立一种基于平台协同的反舰导弹突防概率模型。给出空间位置关系模型,对舰空导弹拦截系统进行建模,分析平台协同对反舰导弹入射强度的影响,提出衡量平台协同效果的评价模型,利用随机服务理论建立反舰导弹突防概率的计算模型,并通过实例进行仿真分析。结果表明:该模型能有效地体现反舰导弹平台协同时间差和入射强度对突防概念的影响,具有一定的理论意义和实践价值。     

基于UML的机动导弹系统生存能力概念建模

从机动导弹系统生存能力仿真需求出发,针对机动导弹系统生存能力概念建模问题进行研究。首先对机动导弹系统生存能力进行了系统分析,包括机动导弹系统的结构分析和任务目标分析。在此基础上,提出了机动导弹系统生存能力的新定义,从机动导弹系统作战全过程的角度对其生存能力概念进行了全面描述与分析,运用统一建模语言分别构建了机动导弹系统生存能力静态概念模型和动态概念模型。研究结果为机动导弹生存能力仿真评估奠定了基础。     

大气层外弹道导弹中段拦截弹道规划

为解决反导拦截弹道快速规划问题,依据椭圆弹道理论与二体理论提出一种弹道导弹中段拦截弹道规划模型。在获取目标弹道某一时刻初始位置和速度状态信息基础上,利用椭圆弹道理论建立目标飞行位置与飞行时间的关系,实现对遭遇点位置信息的预测;根据拦截弹发射点位置以及预测遭遇点位置,利用Lambert方程在飞行时间的约束下解算拦截弹的状态信息,从而建立拦截弹的弹道规划模型;使用MATLAB软件仿真验证拦截弹规划模型的有效性。该模型为中段拦截弹道规划设计提供了一种思路和方法,并且在相应的约束条件下规划的拦截弹道在理论上能够满足中段反导拦截作战要求。     

网络中心战中的舰艇编队作战指挥系统效能分析

利用图论、信息论和复杂性理论原理,给出水面舰艇编队防御反舰巡航导弹和弹道导弹时的任务分离、共享通用作战态势图及协同作战的网络中心行动模式等作战行动模式.并根据评估准则确定可能来袭的巡航导弹和弹道导弹的估计数,分析作战中舰艇编队作战指挥系统的信息、知识与协作等因素,确立系统度量模型.     

无再入观测弹道导弹气动参数和落点联合预报

在无再入观测数据条件下,为了对弹道导弹的落点和气动阻力参数进行高精度联合预报,基于导弹末端速度变化范围的限制,预估气动阻力参数变化范围; 将气动阻力参数作为随机过程建模并增广为目标的状态,基于无迹变换法建立了考虑气动阻力、地球自转和J₂摄动的落点预报和误差分析模型,计算了落点误差散布椭圆。仿真结果表明,该方法能有效预估气动阻力参数范围,显著提高了落点预报和误差分析的精度(尤其是落地时刻),对于导弹早期预警具有较高应用价值。     

综合优先级下反导预警相控阵雷达任务调度算法

针对相控阵雷达跟踪多弹道导弹目标时的资源分配问题,提出一种综合优先级下的价值优化调度算法。基于弹道导弹目标特性,构建目标威胁度模型;设计二维优先级表,结合目标威胁度和截止期进行综合优先级规划;基于任务优先级建立任务动态价值函数,并从调度及时性原则出发,构建任务调度的价值优化模型;对遗传算法进行改进,设置自适应选择、交叉、变异算子,并利用该算法求解调度模型;通过仿真实验将所提算法与传统工作方式优先级加截止期调度算法进行性能对比,对任务价值函数参数对调度性能的影响进行分析。结果表明：相比传统调度算法,所提调度算法的调度时间偏移率减小了46%,实现价值率提升了12%.