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战争形态日益呈现多域、全维的特点,需要一种统一的模型框架,以保证团队的有效沟通和模型之间的一致与互操作。对此,提出了一种基于OPM的军事行动概念模型框架。框架以指挥人员的视角对军事行动涉及的实体、环境、信息、过程等要素进行形式化描述,为具体作战概念、作战行动建模提供了通用模板。框架具体包括顶层概念模型框架、作战实体模型框架、作战行动过程模型框架三部分。基于上述框架,对“马赛克”战进行了概念建模,验证了框架对前沿作战概念建模的适用性。
针对海军无人作战力量建设的难点,依据作战体系基本构成,建立作战体系构成与作战能力映射关系。在此基础之上,提出一种海军无人作战力量作战能力构成分析方法,构建了海军无人作战力量作战能力体系,从体系级、系统级和装备级三个层面系统研究了海军无人作战力量作战能力构成,为海军无人作战体系顶层设计规划提供理论依据,以期牵引海军无人作战力量建设与发展。
为提高对海突击作战中对海上编队内重要目标的选择能力,在系统分析海战场态势和目标属性的基础上,构建编队目标评价体系。利用模糊层次分析法求取指标权重,建立改进的主成分分析目标优选模型,并借助SPSS分析工具进行了仿真验证。分析结果表明,该方法实现简单、行之有效,可以为指挥员快速判别海上编队目标的相对重要性,做出最优突击选择提供决策参考。
为将基于离散符号的兵棋联合作战态势实体知识表示为机器更加容易学习、处理和应用的形式,根据兵棋联合作战态势实体知识的特点,提出一种基于图嵌入的兵棋联合作战态势实体知识表示学习方法。该方法采用基于元路径的多层异构图嵌入模型,对想定场景中的兵棋联合作战态势实体及其关系知识进行表示学习,将其映射为连续向量空间中的稠密实值向量,从而有效揭示兵棋联合作战态势实体之间的全局隐含特征,为大规模联合作战态势知识的获取、融合与推理奠定良好基础。实验结果表明,基于图嵌入的兵棋联合作战态势实体知识表示学习方法针对性强,对于评估指标提升较大,为复杂兵棋联合作战态势知识的表示学习提供了可行范例。
合成部队进攻战斗作战方案的选择直接关系作战行动的成败。通过对影响选择作战方案的因素进行分析,构建了基于TOPSIS方法的合成部队进攻战斗作战方案优选数学模型,并且对模型进行了验证,证明了模型的实用性,为指挥员作战方案的优选决策提供了参考依据。
动态武器目标分配问题是联合火力打击亟需解决的重难点问题。针对敌目标能力丧失对我使命任务达成的支撑作用难以量化描述的问题,引入随机时间影响网络合理分析打击目标与使命任务之间的复杂因果影响关系,从而实现使命达成效果的非解析表达。综合考虑使命达成概率最大化、剩余战斗力最大化、行动时长最小化等原则,从主客观、时空间、敌和我等多个角度全面深入分析动态武器目标分配问题约束条件,构建了联合火力打击动态武器目标分配问题数学模型。最后结合远程精确对海打击作战案例,通过仿真对比实验检验了方法的可行性和有效性。
为解决舰机多设备组合搜潜方案决策过程中指标权重完全未知的问题,提出了一种基于粒子群优化算法的博弈分析算法模型。首先确定多方案的决策矩阵,根据决策矩阵得出各个指标的指标序。然后将舰机多设备组合方案中的单个指标作为博弈中的局中人,以局中人的收益为适应度函数通过粒子群优化算法求取均衡策略剖面,通过均衡策略剖面与决策矩阵聚合,得出方案的优先顺序;最后计算决策方案序与指标序之间的相符度,称为博弈局中人的收益,得出收益最高的指标序作为舰机多设备组合搜潜方案的优先顺序。
主要阐述了反舰导弹协同作战基本概念,典型目标捕捉以及误差的计算方法,并在此基础上,从两弹飞行夹角与各型号导弹雷达搜索扇面角的关系入手,着重研究了在方向协同的条件下,两型导弹协同对典型目标捕捉概率,从而证实了导弹协同突击典型目标的优点,为反舰导弹协同作战提供理论支撑。
随着大量战场观测传感器的应用,输入指挥控制系统的战场目标数据呈现激增的趋势,目标信息数据规模大、维度高、结构复杂等问题给目标分群技术带来了全新的挑战。然而,采用传统的聚类方法已经无法对高维的战场目标数据进行有效分群。针对当前目标分群技术的困境,提出了一种基于深度学习的智能目标分群技术,构建了基于深度堆栈自编码网络的目标分群模型,分别将k-means和GMM嵌入到目标分群模型中,提出了DAE-k和DAE-G两种基于深度学习的智能目标分群算法。通过设计智能目标分群技术的验证实验,建立目标分群效果的评价指标,验证了两种目标分群算法的有效性和适用性,并分析得出两种目标分群算法在处理不同数据类型过程中的优劣性。基于深度学习的智能目标分群技术研究能够使指挥控制系统对大规模高维数据的处理更加高效、智能,同时也为指挥控制系统的智能化建设提供了技术支撑。
红外探测系统作用距离由探测器特性、目标与背景辐射、目标像元弥散尺寸等因素决定。传统红外探测系统作用距离方程没有系统考虑点目标在像元弥散作用下的影响,导致计算得到的探测距离往往比实际目标所在位置偏远,严重影响指挥员指挥决策。分析了点目标在探测器靶面上形成弥散成像的主要影响因素,并以定量方式计算出点目标弥散成像像元数,推导了考虑点目标像元弥散尺寸因素的改进目标作用距离方程。在仿真实验中分别对两种红外探测器作用距离进行分析,在考虑像元弥散与否情况下,分析了目标在靶面上所形成的像元数对应关系以及与探测距离的关系,并与目标探测实测值进行比较,验证了模型的有效性。
针对SAR图像的相干斑噪声抑制问题,提出了一种基于快速非局部均值滤波(Fast None-local Means,FNLM)的SAR图像去噪算法,该方法首先将乘性相干斑噪声模型进行变换,再利用积分图像计算欧氏距离以降低时间复杂度,最后将Turkey权函数与高斯权函数相结合成一种自适应分段的权函数用于权值分配。实验结果表明,改进FNLM能够在保证快速的同时有效地抑制相干斑噪声。
分析了MAS(多智能体系统)的特点以及构建基于MAS无人轻型自行火炮系统的必要性与可行性,设想了基于MAS无人轻型自行火炮系统的整体架构,提出了该系统的运用流程和信息交互关系。为炮兵武器装备无人化、智能化发展及应用提供理论参考。
合成旅作为基本作战单位,其装备保障力量建设对战斗力提升具有重要影响。装备保障力量涉及多种因素,具有复杂性、动态性和不确定性等特点,为此,从装备保障组织机构、人力资源力量、保障设施设备力量以及政策制度力量等要素上进行因果关系分析,建立了系统动力学仿真模型,运用Vensim仿真计算装备保障力量各要素对保障力量建设的影响,取得了一些有价值的结论,为合成旅装备保障力量建设提供参考。
针对不对称态势下的联合火力打击对抗博弈模型进行动态推演和量化评估,突破传统的胜负评判框架,设计能够体现不对称态势下任务规划优劣特征的多元衡量标准,分别从网络体系价值、弹药利用率、目标毁伤程度梳理能够衡量任务规划评估结果的不对称评估指标,实现不对称态势下的任务规划效果评估。并通过制作原生系统和仿真实验验证了效果评估的针对性和有效性,量化分析了不对称态势下敌我双方应采取的最优战场策略,为不对称态势下的联合火力打击战法选择提供了参考建议。
海上搜救是一个系统工程,其关键问题之一是要根据搜救目标初始落水位置和区域的形状、大小,确定搜救区域的位置、形状和大小,进而选择优化的搜索方式、搜索样式,提高搜索效率。因此,主要对海上飞行事故、人员落水、使用空中搜救力量进行海上搜救这一搜救类型进行研究。首先根据飞机任务类型和失事状态,分析了搜索目标散布区域的形成条件和特点,建立了搜索区域概率分布模型。随后研究了常用的四种搜索样式的工作原理及特点,全面分析了扇形、扩展方形、平行线和横移线四种搜索样式,建立效能评估模型并进行仿真计算,从而提出了搜索样式对不同散布类型的适用性结论,为海上搜救行动的指挥决策提供参考依据。
联合作战参谋素质高低直接影响联合作战指挥机构效能发挥,攸关战场胜负,如何科学选拔优秀的联合作战参谋是军事人才建设的重要环节。针对当前联合作战参谋培养选拔过程中素质能力评估指标不统一、评估模型主观因素多、定量评价少的问题,在建立联合作战参谋素质能力评估指标的基础上,利用粗糙集(RS)理论和层次分析法(AHP)计算各指标综合权重,运用密切值法等方法对联合作战参谋素质能力进行评估,为选拔优秀的联合参谋人才提供科学依据。实例验证了方法的适应性和有效性。
为比较不同搜索方式下对潜发现概率,针对航母编队中程防潜警戒舰艇对潜搜索方法开展仿真研究。首先论述了中程防潜警戒舰艇三种典型的蛙跳搜索方法,然后通过建立仿真模型,采用蒙特卡罗方法,对中程防潜警戒舰艇不同行动方法下的对潜发现概率进行仿真研究。通过对仿真结果的分析,确定了最佳搜索行动方法,分析了各种因素对警戒成功概率的影响,为中程防潜警戒舰艇的对潜搜索方案的制定提供了依据。
以海洋内波流场和密度场数值模拟结果作为外部驱动数据,提出基于数据驱动的潜体受内波影响的仿真分析方法,利用六自由度运动方程计算了潜体以不同潜深和初始速度通过模拟内波区时的运动响应,并根据运动响应的定量分析结果和非线性内波特点,给出了潜体水下航行安全及操纵的初步建议,该研究对于潜体水下航行安全具有重要应用价值。
针对目前关于分布式作战定量研究成果较少的现状,在对分布式防空作战能力影响因素分析基础上,运用运筹计算方法计算单舰的拦截能力,并运用仿真实验方法对舰船编队实施分布式防空作战前后的拦截效能进行了对比验证,结果表明,相比传统防空作战,分布式防空作战能明显提升作战能力。
为高效评估小型无人机对复杂地形区域侦察航路规划的合理性,提出采用STK(System Tool Kit,系统工具箱)软件对无人机(以美国RQ-7B“影子”无人机为例)侦察效果进行评估分析。首先,对目标区域实现完全区域覆盖及链路畅通条件进行理论分析;其次,利用STK软件计算分析无人机传感器对目标区域覆盖的特性,评估无人机与地面控制站的通信效果。仿真结果表明,STK可多角度分析、评估航线规划效果。计算结果准确、展示效果直观、操作简单快捷,可用于评估分析复杂地形条件下无人机航线规划方案的合理性,为无人机航线规划优化提供可靠有效的数据支撑。
为解决数字信号处理设备在算法开发调试过程中的实际数据采集困难的问题,设计了一种基于FPGA的PCIe转光纤的数字信号处理设备注入式仿真装置,上位机通过PCIe将数据发送到板卡的DDR3内存,FPGA的ARM核将数据通过DMA发送到PL(Programmable Logic)端,PL端通过乒乓操作将数据通过光纤发送到信号处理设备,信号处理设备通过光纤与板卡进行数据交换;数字信号处理设备可将光纤接收到的原始数据进行算法的调试开发。最终实验结果表明,设计的信号注入式仿真装置能够满足信号处理设备实时仿真的要求,可大大提高信号处理算法的开发效率。
软硬武器协同抗击是两栖攻击舰对空自防御作战的主要手段,但必须避免两者之间出现火力冲突。在分析两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器协同抗击态势的基础上,建立了软硬武器火力冲突判定模型,采用基于仿真的方法检测软硬武器之间是否存在火力冲突,并分别给出了箔条冲淡干扰和质心干扰时的冲突消除方法。最后,通过仿真实例验证了模型的准确性和方法的可用性。
海军要地区域内的车辆、舰艇或建筑等在作战过程中,易遭受敌方水面或陆上的快速小目标(如气垫船、高速水翼艇、摩托艇、轻型车辆等)的直面攻击,对其进行阻拦射击是要地防御舰炮武器系统的使命任务之一。以中大口径要地防御舰炮武器系统对快速小目标进行阻拦射击作为研究对象,重点分析了阻拦射击方法,在舰炮武器系统对海毁伤射击诸元计算方法的基础上,通过增加对海阻拦射击修正量,得到对海阻拦射击的计算模型,并归纳出计算步骤。最后以某型大口径舰炮为例,仿真计算证明了该方法的适用性。
针对当前作战飞机惯导静基座初始对准时间较长的问题,提出一种飞机机载惯导系统初始对准新方法,在不改变惯导系统、机体结构的基础上,设计一套基于光学辅助标定的机载惯导航向测量系统,该系统经过实验室验证,可快速实现飞机航向角的初始对准,缩短机载惯导初始对准时间,提升机载惯导对准精度,对于提升飞机快速出动能力具有重大意义;同时,系统体积小、构造简单、操作方便、易于携带,可推广应用到飞机机务惯导初始对准工作,军事和经济效益显著。
对美军联合特种作战以及海军、陆军、空军等特种作战条令进行了解读、分析和总结。在此基础上,从作战任务、力量建设、兵力组织、指挥控制、作战支援等角度对美军特种作战现状进行了分析,总结提出了其发展特点。结合我国情况,从特种作战使命任务、力量建设、指挥控制、作战保障等方面提出了建议,对相关专业人员有一定的借鉴意义。
