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城市分队作战人员通常身处复杂、混乱的危险前沿,需要为其提供更好的态势感知以灵活应对。增强现实技术应用于分队作战行动中,可以满足作战人员对战场态势又快又准的感知需求。针对增强现实这一应用,分析了增强现实技术及其认知特点,系统梳理了其在城市分队作战中的研究现状与进展;在此基础上,深入探究了增强现实在分队作战中的应用模式及突出价值,总结了增强现实作战应用面临的重难点技术问题,为增强现实在城市分队作战应用的后续工作提供了参考和借鉴。
分析了近年来我军军事供应链的发展状况和研究状况,提出了几个我军当前军事供应链存在的问题,并阐述了新思想、新政策、新技术在军事物流上所带来的影响,最后结合当前热门技术对未来军事供应链发展进行预测。
遥感卫星是天基信息支援力量重要组成部分,是实施海上军事行动的重要信息来源,构建科学的指标体系是进行遥感卫星信息支援能力评估的基本前提。首先,从系统论、信息论视角出发,提出并构建从目标观测到信息应用终端的遥感卫星信息链;然后,为度量信息应用的有效性,面向具体任务提出有效时长的概念和计算方法;最后,基于质量、数量维度对影响能力信息相关要素进行层次化分析,以有效时长为评估前提和核心指标,构建面向任务的能力评估指标体系,为系统有效评估遥感卫星信息支援能力奠定基础。
为发挥标准体系的牵引和支撑作用,更好地指导装备论证工作,对如何在装备论证工作中构建标准体系进行了深入研究。结合国内颁布的现行标准,重点分析了标准体系的基本内涵,对现行标准进行了具体分类,阐述了装备论证工作对构建标准体系的军事需求,建立了在标准体系构建中需要坚持的四项原则,提出了标准体系的构建方法和步骤,给出了标准体系的应用建议。
为解决异构无人系统群协同作战使用问题,提出了无人系统任务规划模型及基于遗传算法的任务方案优化方法。该方法通过有向无环图和路径图描述任务协同关系,将无人系统任务联盟及对应的任务序列作为遗传算法染色体个体编码,通过任务联盟之间的变换实现遗传交叉算子;设计了任务联盟和任务序列的遗传变异方法,优化任务联盟之间的比例结构和无人系统任务负载。仿真结果表明,该方法能够较好地解决异构无人系统群任务规划问题。相对已有相关研究工作,具有更好的通用性。
数据化作战指挥模式是信息时代的一种作战指挥新模式。通过分析数据化作战指挥模式与传统作战指挥模式的比较,明晰数据化作战指挥模式的特点及工作流程,运用系统动力学相关理论和方法,构建数据化作战指挥模型,比较对抗环境中不同的模拟结果,探讨数据化作战指挥模式的优势,为指挥员科学指挥作战行动提供强有力的理论支撑,从而提高部队作战效能。
运用Petri网对战时空空导弹保障进行建模,为解决导弹中队保障优化问题提供技术手段和思路。对技术保障流程逐层进行分解,构造包括阶段节点、模块节点和单元节点的战时空空导弹保障模型;综合考虑调派保障人员与保障装(设)备对保障任务的影响,分别给出单元节点和模块节点Petri网模型构造方法并进行赋时处理;针对不同保障任务单元节点之间的逻辑关系,提出两种关系的Petri网模型合成方法;以单枚某型空空导弹技术准备阶段为例,构建与之对应的战时某型空空导弹保障Petri网模型,验证建模方法的有效性和适用性。
针对仿真推演系统中舰载雷达侦察设备建模需求和建模标准化要求,介绍了一种基于统一建模语言UML(Unified Modeling Language)的舰载雷达侦察设备的建模方法。在对舰载雷达侦察设备需求分析的基础上,采用UML用例图定义舰载雷达侦察设备建模的功能需求;利用UML静态建模机制,明确舰载雷达侦察设备实体内部单元划分;利用UML动态建模机制,就舰载雷达侦察设备工作流程进行分析,构建相应的活动图及交互关系图,并对其中涉及的判定规则及算法进行了说明。最后,在仿真推演系统中实现了该模型,通过实际推演应用分析,验证了采用该建模方法的可靠性和优越性。
以某型防空反导系统为对象,依据系统的作战流程从用例图、类图和活动图等方面对其进行了概念建模,并结合Petri网支持评估验证的特点,实现了从UML模型到Petri网模型的映射与转换,并从可达性、合理性、自由选择等多个方面对建模的过程进行了分析与验证,为下一步基于某型防空反导系统的实体仿真及优化研究铺垫了基础。
旅行时间预测是城市智能交通系统的重要指标。采用深度学习中的长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory, LSTM)方法预测道路旅行时间,通过调节LSTM隐藏层单元数和训练次数得到最优的时间相关的LSTM模型;而后将改进时间型LSTM模型和传统BP(Back Propagation)神经网络模型、支持向量机模型、kNN模型以及时间序列ARIMA模型进行对比分析。实验结果表明,改进的T-LSTM模型训练效率和预测精度均优于其他四种模型。
舰载激光武器是一种新型的定向能武器,它发射高能量密度激光作用在来袭的反舰导弹、无人攻击机等目标上,能使目标被摧毁或受干扰而失效,在防空反导领域具有较大优势。激光在大气中传输时,多种大气光学效应限制了高能激光的应用,包括大气吸收、散射、湍流等线性效应以及热晕等非线性效应。介绍了舰载激光武器的作战特点,分析了大气光学特性,利用EasyLaser激光系统组件化仿真软件仿真验证了大气湍流模型的有效性,研究结果可为提高舰载激光武器的大气传输效能提供参考。
通过对舰载直升机以及其指挥控制系统的特点进行研究,对比分析舰载直升机指挥控制系统和陆基预警机指挥控制系统的不同,建立舰载直升机预警/拦截引导模型,数值模拟了舰载直升机前出距离、探测距离、拦截机速度、目标拦截位置(距舰队距离)等因素之间的相互关系,仿真计算结果显示,目标拦截位置随来袭目标速度增加而下降,随直升机探测能力提升和拦截机速度增加而增加,从而给出一种舰载直升机指挥控制系统试验资源配置约束条件,试验验证,该方法能够合理配置飞行试验所需的配试资源,在有限的试验条件下,提高了试验成功率和效率。
分析了整体式制导火箭弹的威力特性,将其潜在打击目标分为三类:小型建筑、细长型建筑和大型建筑,并给出了毁伤效能模型。针对制导火箭弹实战任务特点,建立了基于定位误差和散布误差的两类误差模型,推导出综合考虑射击精度和毁伤能力的毁伤概率计算公式。最后,通过蒙特卡洛方法进行模拟打靶,结果表明理论毁伤概率与仿真毁伤概率基本一致,验证了毁伤概率计算公式的正确性。
随着作战实验的发展,作战实验数据呈现出规模海量化、类型多样化、处理快速化等特征,传统实验数据分析方法存在存储和运算能力不足等问题。对海量实验数据关联规则挖掘进行了研究,设计了挖掘框架,明确了挖掘流程,并对现有关联规则挖掘算法进行了改进。最后,通过案例验证了框架和流程的有效性,仿真结果表明,改进后算法的挖掘效率得到有效提升。
针对影响潜艇航行隐蔽性的部分典型因素特点,提出了基于贝叶斯Noisy-or Gate网络对潜艇航行隐蔽性评估的一种概率计算方法和网络模型,该贝叶斯网络利用专家知识分别从潜艇航行过程中的内因和外因分析,确定了主要风险因素,构造出有效的网络结构。对于没有考虑到的其他未知的因素,也会综合为一类因素加入网络中。采用满足Noisy-or Gate模型构造的网络节点参数,能使条件概率的个数减少,计算压力会大幅度地降低。在得不到充足样本数据时,该方法可以简化知识获取,还具有网络节点更新快速,实时性高的特点,可为潜艇隐蔽性航行提供定量评估依据,提高指挥员的决策效率。
从阐述仿真领域的敏捷性基本概念入手,分析了敏捷仿真框架的内涵和特征,基于构件化的思想和敏捷化设计原理,采用“资源+组件+服务+平台+应用”的柔性设计方法,构建了可重用、可组合和可重构的武器装备体系敏捷仿真框架,并对其逻辑结构和框架总体进行了描述,形成了一套能够支撑复杂武器装备体系仿真应用的软件通用框架,满足了武器装备体系仿真支撑环境易扩展、重配置、高性能等需求。
在分析单站干扰掩护区模型基础上,通过引入干扰站部署及SAR天线方向图等要素,给出了对星载SAR分布式干扰掩护区的数学模型,详细阐述了分布式干扰场景下对星载SAR干扰掩护区的建模过程。根据计算机仿真结果,所提出的模型可直观显示分布式干扰条件下对星载SAR的干扰效能,可为SAR干扰效能量化分析提供新的思路。
水面靶标为海上武器飞行试验提供目标模拟。给出目前水面靶标实现雷达散射/红外成像复合模拟的工程实现途径,指出目前存在的问题与不足。介绍了一种美军现役的MST水面靶标,对通过资料获取的两种集装箱排列组合方式进行三维建模后,针对不同的集装箱表面沟槽深度、工作频率和极化方式,进行雷达散射特性仿真分析,给出了仿真结果。仿真结果表明,MST水面靶标是一种可供借鉴的水面目标特性复合模拟方法。
在异地分布式模拟训练中,特别是大规模的异地分布式模拟训练中,船舰、飞机、导弹等运动实体的运动状态的频繁发送给整个系统造成了较大的通信负荷。采用DR算法能降低仿真实体状态发送频率,减少系统通信负荷。为解决标准DR算法中采用欧拉角法进行姿态角外推计算量大等问题,提出了基于四元数的DR姿态角外推法。该方法使用四元数乘法对仿真实体姿态进行外推,在运行时间上较标准方法减少10%左右,在外推精度上较标准方法有了一定的提升。
为满足陆军部队战术作业的应用需求,对陆战场情况分析判断技术进行研究。在简要分析战场态势分析判断流程的基础上,着眼于指挥信息系统构建和技术实现,基于战场目标态势信息从目标价值分析、作战重心分析、敌我作战能力分析及战场态势预测等方向探究其关键技术的解决方案及实现途径。该研究可为提升陆军指挥信息系统指挥决策效能提供技术支撑。
车载火炮射击静止性与射击稳定性作为车炮匹配性评价的重要指标,是进行车炮匹配问题研究的重要内容。在不同车、炮匹配条件下,车载火炮射击响应存在较大差异。基于ADAMS建立某A口径车载火炮装载B口径火炮的虚拟样机模型(B>A),应用Fortran语言编制用户自定义程序并进行仿真。应用ADAMS/Insight模块进行DOE设计,研究各结构参数的相对灵敏度,通过仿真分析获得车尾跳高与车尾侧移两个待优化目标以及备选优化参数序列。引入序列二次规划法对上述参数进行优化。根据优化结果,车尾跳高与车尾侧移分别降低30.6226%与50.8056%,优化效果较为明显,为车载火炮匹配性分析与优化奠定了基础。
体系破击战法是联合火力打击中的主要战法。针对战法中确定核心目标困难的问题,提出一种基于超网络构架分析的体系重心算法。该方法引入理想目标清单补充目标打击清单中遗漏的体系目标,区分层次构建包含多个子网络的超网络,在超网络中找到支撑网络架构的体系重心节点,进而确定火力打击目标排序,并通过蒙特卡罗仿真实验形成目标排序的统计分析结果。仿真结果表明:该方法能够快速构建超网络,并在网络中准确定位体系重心节点,相比于传统的重要程度排序法更能体现体系破击战法效果。
针对直升机引导火箭助飞鱼雷反潜作战使用问题,充分考虑潜艇规避对抗对火箭助飞鱼雷作战使用的影响,阐述了潜艇规避机动方法,建立了潜艇运动模型,根据潜艇可能机动区域仿真结果,建立了火箭助飞鱼雷射击参数解算模型,运用模拟法仿真计算了火箭助飞鱼雷采用不同射击方法的命中概率,研究结论可为部队使用火箭助飞鱼雷攻潜提供理论参考。
雷达对抗侦察距离经验公式简单实用,但在使用中存在一些误区。通过对公式推导过程的分析,明确了该公式的使用条件和使用的注意事项。在诸如山地、丘陵等一般复杂地形条件下,不能简单应用该公式时的情况时,因此,提出了利用遮蔽角概念进行最大侦察距离计算的方法。首先给出了针对地球曲率补偿的基本遮蔽角算法;接着在已知障碍高度和水平距离的条件下,给出了最大侦察距离的计算公式及证明过程;当探测方向存在多个障碍时,给出了确定真正的遮挡障碍的方法;最后提供了完整的最大侦察距离计算流程。这对传统的参谋作业提供了强有力的技术支撑,也为计算机辅助作业提供了坚实的计算基础。
基于军事领域对遥感图像目标检测技术的需求,研究了深度学习算法中的Faster R-CNN算法,同时针对遥感图像的小目标数目较多,相邻较近等特点,研究了检测算法中的优化算法—FPN算法;在此基础上使用Caffe进行实验仿真,对比了结合不同尺度特征信息的检测模型对遥感图像中飞行器类别的检测结果;试验结果表明,Faster R-CNN算法在遥感图像飞行器类别上表现一般,但结合FPN算法思想后检测结果明显提升,最好的检测模型精度提升了8.7%;基于该检测模型,检测其他种类的遥感目标,只需要对现有的模型进行微调即可;通过优化基础的Faster R-CNN网络结构训练检测模型,能提升检测结果,为军事上的图像检测提供一种新的方向,可以避免传统目标检测过程中需要人工设计特征、检测耗时较长等缺点,也为后续自动目标检测技术的研究提供新的方向。
针对舰艇网络所面临的安全威胁,提出了结合舰艇网络业务特征构造舰艇网络入侵检测数据集并基于机器学习开展舰艇网络入侵检测的方法,构造了一个具备45维特征舰艇网络训练和测试数据集,设计了5种舰艇网络入侵检测机器学习算法,并完成了各算法的试验及对比分析,通过实验验证,DBN-SVM算法是一种可靠的入侵检测算法,可为舰艇网络入侵检测提供有效支撑。
