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现代战争中战场信息爆发式增长,新型作战样式不断发展,随着人工智能、边缘计算等新技术的不断涌现,新一代指挥信息系统即将到来。在国际第四代指挥信息系统基础上,设想第五代指挥信息系统总体架构,阐述其知识中心、智能赋能、云边一体、自主演化、韧性适变的技术特征,分析其关键技术及智能化应用,持续提升战场信息优势,并向战场认知优势、决策优势、行动优势转变。
随着国际形势的发展变化,大国竞争背景下的未来海战必将呈现出不同以往的景象。基于此,首先从作战形态变化、信息保障需求、兵力部署方法、体系配置要求和装备发展方向等方面分析了未来海战的新变化和新特点。而后从适应未来海战要求、提高导弹作战能力等角度,围绕射程覆盖范围要求、高速突防需求、长时巡航需求、体系协同作战需求等方面分析了未来反舰导弹的发展趋势,可为未来反舰导弹武器装备发展和反舰导弹作战使用研究提供启示和借鉴。
兵棋作为研究作战的重要工具之一,其战场环境建模对兵棋推演效果有着重要影响。作战空间的日益扩大,对兵棋推演中的战场环境建模提出了全球性、高效性等需求。介绍了六边形分层空间索引(H3空间索引)、兵棋棋盘建模的基本方法和H3空间索引的基本编码方式,并在其基础上进行战场自然环境建模,基于环境建模的实体机动建模方法研究,最后在传统网格编码方式和H3空间索引编码方式下对棋子机动的典型寻路算法进行模拟,测算比对机动行为仿真计算的吞吐量,验证H3空间索引用于兵棋棋盘建模的可行性。
作战概念研究是军事理论研究的前沿,随着智能化技术的发展,未来空中作战将呈现出智能化武器广泛参与的作战态势,研究空中智能化作战概念设计问题已成为军事领域的研究热点。DoDAF是美颁布的国防部体系结构框架,借鉴DoDAF的相关模型,设计了空中智能化作战概念的体系结构框架,为后续研究我国空中智能化作战概念提供了参考和依据,具有一定的军事现实意义。
作战体系评估是以作战体系为研究对象的评估实践活动。从作战体系评估的内涵出发,从作战体系构建、体系运行、体系运用三个维度构建了作战体系评估的模型体系,并通过相关案例进行实践运用,为作战体系评估的各方面相关研究提供参考和方法支持。
为解决软装备集成优化问题,形成标准统一、通用性好的作战使用模型体系,基于水面舰艇典型作战应用分析,形成了作战应用的基础模型集,同时结合基于组合单元实体建模框架研究,建立了水面舰艇作战使用模型体系,从模型体系构建方面,提出了水面舰艇作战模型的构建规范。该研究对于有效解决当前海军兵力作战使用模型标准不统一、可重用性差、难扩展等问题具有重要的现实意义。
为提升机动岸舰导弹突击群对海突击任务中的目标优选能力,在系统分析目标特性的基础上,构建了目标相对重要性评价体系,对指标量化进行阐述。建立了模糊综合评价目标优选模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法简便有效,可以为指挥员快速判断目标相对重要程度、定下突击顺序,提供决策依据。
鱼雷武器可对敌方水面舰艇形成巨大威慑,能否有效突破其防御系统是研究问题的关键,基于蒙特卡洛法,分别仿真计算了鱼雷对两种反鱼雷鱼雷(ATT)直接拦截弹道和提前角拦截弹道的突防概率。模拟了高速/超高速鱼雷在两种不同作战模式及不同敌我态势下的突防概率。结果表明,对抗条件下,攻击鱼雷速度提高至200 kn,敌我鱼雷速度比为0.25时,突防概率达到100%,超高速鱼雷具有绝对的突防优势和极高的突防概率。该研究可为水下兵器打击水面舰艇作战效能分析提供理论参考。
研究了空中突击随队支援干扰兵力使用规划问题,分析了影响随队支援干扰效果的主要因素,提出了随队支援干扰兵力数量的计算方法,建立了突防和突击阶段编队内的间距计算模型、最远干扰距离和偏角计算方法,并通过仿真算例验证了模型方法的有效性和合理性。可为合理进行兵力需求计算、作战编组和作战协同、科学规划突击和掩护航线、优化兵力使用方案等提供参考借鉴。
为了挖掘军事通信网络的关键节点,依据遂行作战任务通信时网络的多变性和复杂性特点,基于复杂网络构建了一种具有移动自组织网络特性的军事通信网络模型,研究了网络的演化特征,以点度中心性、介数中心性和接近中心性三种典型关键节点的评估方法为基础,确定了关键节点的排序信息,为准确保护己方重要节点提供一定依据。
Q-learning算法在解决状态-动作空间维数较大的稀疏奖励问题时存在训练效果差,甚至无法收敛的缺点。因此,提出全感知条件下基于奖励塑形的Q-learning算法。算法利用智能体全局感知能力设计带惩罚项的势函数构造奖励塑形函数,解决了稀疏奖励下训练不收敛问题;同时利用智能体对四周环境的感知能力,改进ε-greedy行为策略函数,避免智能体选择明显不合适的动作,加快收敛速度。使用OpenAI Gym生成复杂的迷宫环境验证了提出的算法的有效性。仿真试验表明该算法能够稳定收敛且收敛速度显著增快。
在分析国内外载波相位姿态进行姿态测量的基础上,研究了约束条件下LAMBDA算法模糊度求解的基本原理和求解过程,并成功利用基线长度和俯仰角约束求解模糊度浮点解,提高了短时间内的浮点解精度,可为低动态的姿态测量提供技术参考和研究方向。
近年来,多传感器信息融合技术在无人集群战场目标识别等领域得到了广泛的关注,针对D-S证据理论在无人集群协同目标识别过程中潜在的冲突证据组合问题进行了研究。首先,提出了一种基于综合考虑目标识别主体可信性和证据间支持度的复合折扣系数计算方法,并引入了结果精炼机制;其次,对该方法在无人集群战场目标识别中的运用进行了探讨;最后,通过仿真算例验证了新方法能够克服低置信度、高冲突证据组合 “一票否决”的问题,与其他几种典型的改进算法相比,尤其适用于冲突证据数目较多的情况。
为全面开展导弹健康状态认知与管理能力建设,提升其在复杂战场环境下的生存能力和作战效能,提出了基于PHM(Prognostics and Health Management)的导弹装备多层健康管理系统设计,包括硬件和软件模块,实现了包含导弹核心单机、场景级、全弹三个层次的指标体系构建、性能评估、评估总览、结构评估、故障预报等功能,全面考虑了弹上控制系统与地面控制系统工作特点,基本能满足导弹故障预测与健康管理要求。
针对渡江工程信息保障效能影响因素的复杂性及其评价的不确定性,提出了一种基于树状分析技术的效能评价指标体系构建方法。在确定渡江工程信息保障效能评估指标体系构建总体思路的基础上,给出指标体系构建原则和基本方法,利用树状分析技术提取影响因素,在此基础上对效能影响因素进行整合、优化,形成系统有序的效能评价指标体系,为渡江工程信息保障效能评估提供准则和依据。
精确估算反坦克导弹分队作战效能是指挥员量敌用兵,精确指挥的关键。针对现有反坦克导弹分队作战效能评估模型的不足,指出了火力对抗条件下反坦克导弹分队作战效能评估的必要性。通过对反坦克导弹作战过程研究,分析了火力对抗条件对分队效能发挥的影响,给出了影响参数的定量求解方法,建立了火力对抗条件下反坦克导弹分队作战效能的评估模型。对作战想定的应用仿真结果表明,该模型符合实际作战情况,具有更高的可信度,是一种有效的分队作战效能评估的方法。
装甲装备在役考核指标构建是在役考核实施的基点,装甲装备确实缺少与部队实际工作紧密结合的在役考核指标体系。通过分析装甲装备在役考核指标内容,结合部队实际工作,提出分解关键在役问题的指标构建思路,针对指标间存在相互影响关系,运用ANP对分解得到的初始指标体系进行优化,剔除相对重要性较低的指标,得到实用的指标体系,通过指标体系构建和优化,能够为装甲装备在役考核实施提供参考。
针对面向效能评估的陆军技术保障装备体系仿真需求,提出了陆军技术保障装备体系仿真概念模型设计原则,基于多视图建模思想构建了仿真概念模型体系,给出了基于UML 的概念模型形式化描述方法,为面向效能评估的陆军技术保障装备体系仿真概念模型构建提供了理论和方法支撑。
传统弹道外推方法采用质点弹道方程进行外推,当外推距离过长可能会产生外推精度降低的问题,针对此问题,提出了基于遗传算法的弹道外推方法。从六自由度弹道方程入手,对只有位置和速度数据的雷达弹道测量信息进行分析处理,利用相邻测量点的弹道连续性,应用遗传算法实时辨识弹丸姿态角,建立了基于遗传算法的六自由度弹道外推方法,并外推弹道落点。仿真与试验的结果表明,该方法有效和可行。方法也可扩展到四自由度、五自由度等其他模型的弹道外推,可为准确外推弹丸落点和提高火控精度提供新的技术支持。
设计了一种四旋翼尾坐式垂直起降无人机,并针对强风扰环境,对该无人机的气动特性进行了研究。通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法求解了定常不可压N-S方程和k-ω SST湍流模型,仿真分析了所设计的尾坐式无人机在正向、侧向、垂向三种来流角度情况下的气动特性,获得了该无人机大角度范围的气动系数变化曲线,为该无人机气动性能的优化及控制系统的设计提供了依据。仿真结果表明,所设计的尾坐式无人机具有良好的平飞气动效率;在垂直状态下以机腹正对来流方向,有利于抗风扰控制。
基于射频的光正交频分复用系统相对于全光通信系统来说成本低廉,在长距离光纤通信中得到广泛应用。在扩容需求下,色散的影响变得不可忽略。搭建基于直接检测的射频光正交频分复用仿真系统,分析了色散对系统的影响,在接收端采用恒模算法(CMA)对其均衡。实验结果表明,100 Gbps的二进制调制信号经射频光正交频分复用系统传输1 000 km后,均衡效果能够达到系统的误码性能要求。
为提高迫击炮在射击中方向瞄准的精度,分析迫击炮方向瞄准的原理和误差原因,提出瞄准点选择合理性的检验方法。通过算例计算分析,给出迫击炮瞄准点选择的方向和距离参考标准,并绘制瞄准点选择边界图。为提高迫击炮瞄准精度、选择瞄准点提供科学依据。
在现代战争中,装甲车辆较容易受到各类弹药的攻击,所以其主动防护系统显得尤为重要,主动防护的方案之一便是发射柔性网弹,利用展开的柔性网对各类来袭目标进行拦截,因此,柔性网弹发射的安全性和可靠性在装甲车辆主动防护系统中占据非常重要的作用。主要针对柔性网弹在发射过程中的弹体扩爆开舱可靠性进行分析,仿真模拟了柔性网弹的扩爆过程和起爆方式对柔性网弹扩爆的影响,实验结果验证了柔性网弹设计的安全标准,为装甲车辆的主动防护提供了一定的思路。
由于某型火箭炮点火信号检测装置存在功能单一、精度不高、结果不直观、使用繁琐等问题,不能满足快捷高效的勤务保障要求,因此,对火箭炮点火信号检测装置进行需求分析,提出一种磁吸式火箭炮点火信号检测装置设计方案,适合野战条件快速实现点火信号快速检测。经实验验证分析,该种磁吸式火箭炮点火信号检测装置能够满足检测精度要求,有效地提高了火箭炮的快速作战保障能力。
美军十分重视联合作战环境情报准备,其概念和特点极具研究参考价值。首先,介绍了作战环境概念的演变发展;随后,梳理总结了美军联合作战环境情报准备的主要特点:面向指挥决策、纳入情报循环、注重重心选择、采用图表矩阵、加强计算推演等;而后,针对以上特点,从提高认识、完善制度、数据服务、保障标准、智能技术等方面进行了有关思考,为我军的战场环境保障建设提供了启示和借鉴。
