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随着现实中各类基础设施网络之间的联系逐渐加强融合,相依网络理论成为学者们继单个复杂网络理论后的又一大研究热点。但是,目前针对相依网络研究现状进行归纳整理的文献并不多见。在对国内外相关文献进行系统分析后,简要介绍相依网络概念、类型及耦合方式;描述相依网络的级联失效过程及提高网络鲁棒性的一些方法;阐述负载和容量的概念及发生失效后负载的重分配机制。最后,就当前研究的一些欠缺点以及相关应用领域的应用前景进行归纳总结,尤其是相依网络理论在装备保障网络中的应用。
基于知识图谱技术,从指挥员在想定场景内认知战场态势的角度出发,采用自上而下的态势要素解析方法与自下而上的形式化态势知识描述方法相结合的方式,对想定场景的初始态势实体属性及其关联关系进行解析和描述,并通过典型示例演示了此方法的简单直观性和合理有效性,力图为联合作战态势中的智能认知问题奠定良好的知识基础。
作战概念建模框架是规范和指导作战概念开发的基础和前提。基于MBSE方法,提出了涵盖总体描述、作战环境、作战对手、作战任务、作战能力需求、作战力量体系、作战活动、作战行动构想等视图模型的作战概念建模框架,分析了各视图模型之间的逻辑关系和详细构成,并对作战概念建模框架开发策略进行了具体设计。可为作战概念体系化研究和工程化设计提供理论方法和手段支撑。
目前空中突防主要依赖电子干扰来降低雷达探测范围提升飞机安全性。常见的A*等航路规划算法适用于雷达探测范围交叠较小情况,但对雷达(网)航迹管理逻辑考虑不足,存在对雷达网能力衡量准确度较低、对各航路段的威胁状态评价手段缺乏等问题。针对该问题,分析了预警探测雷达(网)航迹建立、航迹跟踪及航迹丢失的基本准则,建立了一种基于马尔科夫决策的航路规划模型,并提出了基于启发式搜索的航路规划求解方法。仿真表明,该方法可提升突防兵力规避雷达网航迹跟踪的能力,并能向飞行员提供各航路段的威胁警示。
针对现有作战仿真实验系统中机动单元路径规划模型不够合理的问题,结合最优路径问题的网络特性,分析了常用最优路径算法对陆战场格网空间数据模型的适用特点。从机动速度、环境因素、区域限制和寻路方向四个方面,分析了构建陆战场机动路径规划模型需重点把握的关键环节。设计并开发了常用最优路径规划算法库和实验工具,通过实验验证及数据对比,分析了各算法用于构建陆战场机动单元路径规划模型的可行性、效率及应用场景。
为了解决舰载软硬鱼雷防御武器的综合使用问题,针对先发射悬浮式声诱饵后布放悬浮式深弹的情况,以来袭鱼雷为声自导鱼雷为例,分析了考虑声兼容问题影响的悬浮式深弹布放策略,建立了悬浮式深弹布放参数的计算模型,采用复合型法对模型进行了求解,并给出了具体算例进行理论验证。结果表明:该模型能够在理论上解决软硬鱼雷防御武器之间的协调问题,为综合使用两型武器对抗来袭鱼雷提供理论参考和决策依据。
研究了美国海军一体化火控防空(NIFC-CA)体系中舰载雷达与舰载预警机之间的协同预警探测关系。首先分析了海军一体化火控防空体系中,E-2D预警机与舰艇“宙斯盾”系统中的雷达分系统间的协同探测流程,然后构建了预警机与舰载雷达协同预警探测部署模型,对于提高我军的协同作战水平具有一定的借鉴意义。
针对水下传感网络中的被动目标跟踪中的目标运动状态估计问题,基于现有成果,运用均方根容积信息滤波算法来解决这一问题。并针对其中各水下传感器节点与融合中心间通信量过大的问题,提出了一种事件触发机制,推导了相应的事件触发均方根容积信息滤波算法。仿真结果表明:所提算法及事件触发机制,可在保证融合中心估计精度及收敛性的同时,降低水下传感网络的能耗,增强其工程应用的可行性。
在信号恶劣环境下,多星发生故障的概率增大。传统RAIM算法大多基于单星故障假设,这样会出现漏检或误检的情况。对传统w-test方法进行改进,并采用前向-后向的方式进行多星故障识别。改进w-test方法每次标记两颗故障星,并将其他卫星同这两颗星分别进行可分离度检验,将超过门限的相关性最大的那颗星也标记为故障星。前向过程结束后获得初步获取无故障星座和初步位置信息。通过后向过程可以恢复被错误剔除的观测量。伪距残差而不是最小二乘估计被用于观测量的恢复。改进方法设计简单,运算量小,便于工程应用。仿真分析表明,改进方法可以正确识别单星故障(8BDS satellites),双星故障(8 BDS satellites)和7颗星故障(16 BDS/GPS satellites)。
当目标运动要素误差较大时,可组织尾流自导鱼雷双雷齐射。首先阐述了尾流自导鱼雷平行航向齐射组织方法及数学模型。然后在一定条件下,分别仿真分析了仅存在目标速度误差、目标航向误差、目标距离误差及存在综合误差4种情况时,2雷同时捕获目标和至少1条鱼雷捕获目标尾流概率,最后指出了不同态势下影响鱼雷捕获目标尾流概率大小的主要因素,并建议优选目标舷角70°~90°射击阵位。
针对高空管制区域,为辅助地面管制人员实时监测短期飞行冲突,并从全局的角度解决多飞行器可能出现的复杂飞行冲突问题,首先,依据飞行安全间隔建立空域数字网格模型,并对运动模型进行合理简化,其次,将飞行器短期可达域转化为网格坐标,同时,采用数值标注方法得到冲突的可达域网格坐标,在冲突探测的基础上,遍历该网格坐标并得到其互斥关系,采用动态规划方法对互斥的网格坐标进行组合,最终,根据性能指标得到各飞行器的最优决策。仿真结果表明,该方法能有效针对复杂飞行冲突问题,在机载防撞之前给出满足安全间隔及性能约束的解脱决策,且算法时间能够满足实时要求。
作战效能评估可为潜艇作战系统装备发展和作战决策提供参考和依据。首先,针对潜艇作战系统装备发展,结合潜艇作战系统技术特点,建立了综合评估指标体系,构建了基于横向比较的综合评估方法。此方法可以对不同潜艇的作战系统作战效能进行横向比较。然后,针对潜艇作战系统作战决策,结合潜艇作战使用特点,建立了面向任务的单项评估指标体系,构建了面向任务的作战方案评估方法。此方法可以对不同潜艇作战方案的作战效能进行比较。最后,用实例验证了评估方法的正确性和可行性。
现代海战场在全域空间争夺制电磁权成为海上作战指挥面临的新课题,对海战场全域空间电磁攻防行动控制进行评估对于提高完成海上电磁攻防作战任务的能力,全面把握和表现海战场电磁攻防形势,合理配置和管控电子战兵力具有重要意义。以夺取海战场制电磁权为着力点,以分层解析全域空间电磁攻防行动为突破口,应用贝叶斯网络解决电磁攻防行动中不确定知识表示和推理问题,通过构建分析模型评估电磁攻防行动对争夺海战场制电磁权是否有利,有利程度以及有利和不利条件,从而为指挥员修正作战方案和调整电子对抗兵力部署提供依据。
为了验证惯性导航系统算法的有效性,设计了飞控仿真系统,产生符合实际情况的飞行轨迹数据,利用Visual C++语言编写了捷联惯导多子样算法;基于MFC模块化思想设计了惯性/GNSS组合导航系统;通过UDP网络,能够进行实时导航算法仿真验证。仿真结果表明,该仿真验证系统对验证导航算法有效性、判断系统性能具有重要工程应用价值。
为满足舰载机对海作战能力快速形成和体系对抗训练模式转变的急需,立足于海军实战化训练实践,明确舰载机对海作战典型任务场景和流程,解构开展作战训练的主要特点,深入分析训练仿真系统建设的需求和策略,结合系统建设提出了训练仿真系统的总体框架设计、功能模块设计和数学模型设计,并开展仿真流程和调用关系的研究,从想定与仿真控制、兵力行为模型支撑、基于LVC实时交互、导调裁决与评估等四个方面探讨了关键技术的实现途径,为舰载机对海作战训练的顶层设计和创新研究提供技术支撑。
在贴近实战的条件下开展装备试验,将会在未来作战中对战局产生重大影响,进行作战试验方案的数字仿真逻辑验证是实装或靶场等作战试验的先验阶段。从应用需求分析出发,设计了作战试验方案生成及逻辑验证系统的总体架构,研究了关键技术的实现途径,并基于合成营演示想定给出了应用实例,可有效支撑开放式装备作战试验方案生成及验证研究。
针对舰载电子对抗系统反导箔条干扰试验数据进行收集整理和分析处理,基于C#.NET与Matlab混合编程设计实现了舰艇箔条干扰试验数据仿真推演系统,仿真推演舰艇在实战条件下的箔条干扰反导作战过程,对舰艇无源干扰对抗和反舰导弹突防能力进行分析评估,为试验结果评判提供依据。
针对军事智能决策对于数据的高速、高效、高融合等要求,在分析当前军事数据面临的数据需求、采集、分析和服务等困难的基础上,提出了由需求层、数据层、知识层、服务层和评估反馈过程构成的军事数据工程结构框架,指出了建设需要重点关注的元数据、数据质量、小样本特征提取、服务体系构建等重点内容和关键技术,为开展军事数据工程建设打下了基础。
提出了一种基于专家推理系统的目标识别方法,通过构建目标知识库和语义库,借助于语义识别和正向推理技术,实现对目标特征信息的推理关联,最终获取目标类型和属性信息,其特点在于知识库可在线扩充和支持人在回路的结果判决,该方法可作为指挥信息系统提高情报处理能力的潜在途径。
行人重识别是一个重要的计算机视觉任务,其目的是在跨摄像头场景下检索具有相同身份的行人。虽然行人重识别中已经存在许多关于特征空间划分的方法,但是这些方法没有考虑自动形成遮挡子空间的问题。因此,提出了利用空间划分和空间池化的方法生成初始遮挡特征子空间,并利用损失函数约束进一步异化遮挡特征子空间,辅之以多任务学习联合训练,从而提升模型性能。实验结果表明所提出的模型显著提升了行人重识别的性能。这种方法不需要额外的信息并且基本操作在特征空间中,所以易于添加到其他模型,来提升已有模型的性能。
为提高基于CS-CKF的助推段弹道估计算法的运算效率,提出一种简化CS-CKF的弹道估计方法。根据助推段弹道估计的特点,利用线性状态方程进行状态和协方差的一步预测,而测量更新依然采用容积点非线性传播的方式实现。实验结果表明,与传统CS-CKF估计算法相比,方法合理有效,在估计误差相当的条件下,运算时间大约缩短38%。
以反舰导弹攻击舰艇目标为背景,针对考虑导弹自动驾驶仪动态特性、落角约束和输入受限等情形的末制导问题进行了研究分析。在建立具有动态延迟特性的制导系统模型的基础上,通过将落角约束转化为期望视线角约束,基于终端滑模控制理论、辅助系统和自适应方法,设计了带有落角约束的抗饱和自适应滑模制导律。借助于李雅普诺夫理论对制导系统的稳定性进行了证明,并通过仿真验证了所设计制导策略的有效性。
针对弹性导弹的控制问题,设计一种内模控制器和降阶状态观测器相结合的纵向自动驾驶仪,作为对Raytheon三回路自动驾驶仪的一种推广。首先,从包含弹性振动特性的控制系统模型出发,构建降阶状态观测器对不可直接测量的状态变量进行估计;其次,根据内模控制原理设计控制器来满足自动驾驶仪跟踪制导指令的要求,并对观测器和控制器可独立设计的分离原理进行证明;最后,根据自动驾驶仪的相关设计指标,通过线性二次型调节器来设计有效的控制增益。仿真结果表明,该方法相较于经典Raytheon三回路有一定的优越性,不仅可以实现姿态稳定和过载指令的有效跟踪,对弹性振动也有明显的抑制作用。
目前,国内船舶所使用的声呐导流罩大多为玻璃钢,虽然具有良好的透声性能,但在中高航速下受湍流的作用将产生很大的自噪声,降低了声呐的性能,甚至影响声呐正常工作。因此,提出一种采用周期性微穿孔处理的厚金属板声学超材料用作夹芯层材料,构造三层夹芯结构,可用作声呐导流罩的建造材料。通过COMSOL仿真模型分析,验证了经过一定分布规律微穿孔处理的钢板较均匀钢板有更高的透声系数,且基本不受钢板厚度的影响,构造的三层夹芯结构具有不错的透声性能。厚钢板同时也具有较高的刚度和强度,可以有效减少导流罩自噪声。该研究可为新型导流罩设计提供参考。
以固体发动机的推进剂/衬层粘接试件为研究对象,设计了单向拉伸试验夹具,开展了三种不同频率的振动加速试验以及单向剪切拉伸试验,应用双因素方差分析法探究了振动时间、振动频率对试件最大剪应力强度的影响规律。结果表明,不同频率下的振动试验对推进剂/衬层粘接试件最大剪应力强度的影响无明显区别,且理论振动时间与振动频率之间不存在明显的交互作用;同一频率下,推进剂/衬层粘接试件所能承受的最大剪应力随理论振动时间的增加而减小;从原始未振动状态至理论振动180 d时,三种频率下试件的最大剪应力强度估计边际均值比初始最大剪应力强度分别下降了6.24%、6.15%和6.56%。
