基于深度强化学习的海战场目标搜寻路径规划

海战场是未来大国冲突的主阵地之一, 强大的海战场目标搜寻能力是执行海上训练和作战的最后一道屏障, 同时也因其复杂多变的环境和重要战略地位成为战场联合搜救中最艰难最核心的部分。面向海战场目标搜寻的存活时间短、实时性要求高等特点, 提出一种基于深度强化学习的海战场目标搜寻规划方法。首先, 构建了海战场目标搜寻场景数学规划模型, 并将其映射为一种强化学习模型; 然后, 基于Rainbow深度强化学习算法, 设计了海战场目标搜寻规划的状态向量、神经网络结构以及算法框架与流程。最后, 用一个案例, 验证了所提方法的可行性与有效性, 与常规应用的平行搜寻模式相比大大提高了搜寻成功率。     

基于联想记忆模型的炮兵战场目标价值分析

目标价值分析是炮兵作战情报信息处理的中心工作。如何从炮兵战场众多目标情报中确定其价值 ,并根据作战需要选择需射击的目标和确定优先顺序是炮兵指挥员及其参谋人员的一项重要任务。根据联想记忆的一般模型和迭代解法对炮兵战场目标价值进行了分析和排序 ,并运用计算机进行处理 ,为炮兵指挥员的决策行为提供了依据。     

基于UML的破障作战行动建模研究

军事概念模型对"破障行为空间"抽象,目的为一体化联合作战仿真提供组件.按照用例,对战场障碍物、破障分队等元素进行了形式化表达,建立了破障作战系统包图;基于UML动态建模机制,构建破障作战行为主体协作模型,构建破障作战行动模型,实现各作战行为主体的用例等;并就破障战斗、遭敌袭击战斗等进行作战活动分析,建立相应的作战活动图.模型实现了对象间的交互作用、关系和消息传递,反映了"破障"作战任务、实体、功能、交互、活动等内在逻辑.     

特定多任务下飞机航迹规划研究

为了更好地完成航空特定任务，提出了特定多任务下飞机航迹规划模型。采用栅格法建立战场环境模型，根据复杂、真实战场环境以及作战要求，提出了距离、油耗、任务完成度、地对空威胁和空对空威胁5个目标航迹规划的模型。根据特定任务的要求，分析了满足任务的各种需求，给出了评估任务完成度指标。根据该问题的特点，提出一种两阶段的航迹规划求解算法。第一个阶段用简化二维路径规划模型计算多任务顺序，第二阶段根据多任务顺序使用改进A*算法求解多目标栅格优化问题，解决了A*算法不能处理时变优化问题情况。仿真结果表明该方法能很好地解决多任务、多目标航迹规划问题，比目前的算法更高效。     

面向任务的装备保障体系多Agent建模与评估方法

随着战争形态向着体系化、智能化转变, 装备保障体系有了新挑战。同时, 动态变化的战场环境要求装备体系要适应战场态势, 动态支撑作战任务。目前, 装备保障体系建模研究存在与作战任务联系不紧密、与装备体系不匹配, 不能充分体现装备保障体系自主性等问题。首先, 基于多Agent方法, 从结构和流程两个方面对装备保障体系的任务层、基地层、装备层建模, 重点考虑保障任务中时间和空间约束问题; 其次, 提出面向任务的装备保障体系评价指标, 构建指标模型; 最后, 通过对典型作战任务对应保障活动进行仿真, 验证模型的合理性和有效性, 并完成装备保障体系的效能评估。本研究可为装备保障体系结构优化、流程设计等工作提供参考。     

作战飞机对地攻击效能评估的markov模型

针对作战飞机对地攻击的效能评估问题，以单机对具有防空火力支援的敌地面目标打击为研究对象，运用markov随机过程理论，建立了攻击机对地攻击过程的动态模型，推导了状态转移矩阵。提出以“目标被击毁、攻击机存活”与“目标与攻击机同时被击毁”概率的加权和作为最终效能评估准则，一定程度上反映了战场指挥官的意志与作战意图。仿真算例验证了模型的有效性。     

基于扩展时间影响网络的作战任务效能计算方法

由于战场环境的复杂性,作战任务与作战目标间通常存在动态不确定的因果影响关系。目前,传统的解析模型及作战模拟方法在计算作战任务效能时,存在因果建模能力不足,运行效率低下的问题。通过引入时间影响网络,并利用循环弧和强度参数扩展其时间约束,进一步表达了作战行动间异步和同步关系,提出了一种基于扩展时间影响网络的作战任务效能计算方法。在一定作战想定背景下,结合登岛作战任务示例验证了该方法的可行性和有效性。     

多阶段任务装备体系作战能力评估

现代战争战场形势复杂多变，武器装备之间功能相互交互，装备体系作战能力应保证最大限度发挥。基于作战环理论，提出针对多阶段任务的装备体系总作战能力评估方法。通过检测装备体系作战能力指标的动态变化，考察单个装备对装备体系发挥最佳作战能力的影响，进而保证装备体系总作战能力最大。根据阶段任务对应的能力指标，建立装备体系总作战能力指标体系；基于作战环理论的装备体系作战能力评估模型，引入区间联系数和灰数带的概念，从多阶段任务出发，对同类型的不同装备所在装备体系的作战能力进行评估；利用信息熵法及装备体系在不同阶段任务中作战能力的排序向量对相应阶段任务的能力指标进行客观权重的确定。以某装备体系为例，应用所提方法完成了总作战能力评估，为装备优先发展、配合作战提供了决策支撑。     

空军战役过程推演系统的想定生成设计与实现

介绍了一个用于空军战役过程推演仿真系统的想定开发系统。该系统主要包括战场环境生成、武器装备信息管理和想定编辑子系统。该系统以Sim2000建立的模型类为基础，根据模型类信息建立战场目标，生成战场环境，并支持作战任务的规划，最后本文给出了该系统的设计与实现。     

中远程地空导弹武器系统作战效能仿真

对远程地空导弹武器系统增配新型中程地空导弹前后的作战效能进行评估研究,通过对武器系统作战仿真过程进行分析,构建了基于HLA的作战仿真系统。详细探讨了目标威胁判断与拦截排序模型、目标拦截可行性检查模型和火力分配模型。给出了仿真案例,对仿真结果进行分析,为新型中程导弹的指标论证、增配数量和合理定价提供了有效的工具。     

作战单元防空间歇任务到MLDT转换研究

平均保障延误时间是作战单元保障系统保障能力的重要指标。在分析作战单元防空间歇任务要求的基础上,定义了恢复度函数,并基于作战单元受损装备轻损、中损和重损的比例关系,通过曲线拟合得到了分布函数表达式,以此建立了作战单元防空间歇任务到平均保障延误时间的转换模型,为作战单元其他任务到保障要求的转换提供了思路。最后,以某三个作战单元防空间歇任务为例,对转换模型的任务要求输入参数进行灵敏度分析,结果验证了该转换模型的正确性和实用性。     

双机编队协同战术的实现

针对空战的特点,对双机编队的作战任务进行功能分解。通过引入描述攻击过程中编队作战决策心智状态的信念、目标、行动和路径等算子,给出了双机编队的协同作战意图,以及编队内各架飞机之间通信行为的概念。研究了基于协同作战意图的“主从式协同、协商式协同”编队战术的协调方法。仿真结果表明,基于协同作战意图的协调方法可提高编队的作战效能。     

装备保障对象系统任务持续性模型研究

任务持续性是装备保障对象系统在规定的任务时间内和规定的保障条件下能够连续执行训练和作战任务的能力,评估保障对象系统的任务持续性对于评估装备保障系统的保障能力具有重要意义。选取任务可靠度作为装备保障对象系统的任务持续性评估参数,研究了装备保障对象分别为装备、基本作战单元和作战单元时任务可靠度的建模方法,建立了考虑维修保障和备件补充的不同层次装备保障对象系统的任务可靠度模型。算例分析表明了该模型的实用性和有效性。     

面向动态任务的作战单元两等级两层级可修复备件优化

针对作战单元执行任务前备件保障方案制定难的问题,在对作战任务和备件保障系统分析的基础上,对可修复备件控制多级技术（multi-echelon technique for recoverable item control, METRIC）经典模型进行了扩展,提出了作战任务和保障能力动态变化条件下的作战单元两等级两层级任务成功性评估模型。以备件购置费用为优化目标函数,作战单元任务成功性为约束条件,建立了基于作战单元任务成功性的备件优化模型,运用边际效应方法给出了优化模型的求解方法。通过应用实例给出了相应的备件优化方案和优化备件方案下的作战单元任务成功性评估曲线。该模型可为装备保障指挥人员根据作战任务和保障环境制定备件保障方案提供一定的决策支持。     

基于功能依赖的网络信息体系建模及重心分析

功能依赖是大型复杂系统性能或体系能力生成的重要影响因素之一, 各类要素实体间功能依赖关系的表示、识别和度量是复杂体系研究的重要问题。通过对网络信息体系(networked information system of systems, NISoS)中要素系统间交互行为的依赖性分析, 基于功能依赖网络(function dependency network, FDN)构建了NISoS依赖网络模型(dependency network model of NISoS, DNMN)。综合考虑NISoS作战属性与任务完成效果, 提出了体系节点重要性的度量指标, 在此基础上给出了一种体系重心度量方法。最后, 通过某海上方向联合作战NISoS实例计算, 演示验证了提出的体系模型和重心度量方法的有效性。     

基于π演算的攻击编队组织的动态演化

根据空战作战任务的特点，对协同攻击任务进行阶段分解和类型分解。建立了基于任务、面向结构、具有集中．分布式指挥控制关系的作战编队组织结构。应用π演算对编队成正的任务角色的指派、维持、更改和角色冲突协调等编队组织动态演化问题进行了研究，使编队成员任务角色可根据空战态势、空战任务和编队成员的生存力等进行及时调整，确保编队有效的实施对目标的协同攻击。     

编队对地攻击航空武器系统效能顶层分析研究

首先从对地攻击航空武器系统作战任务规划入手，建立了编队对地攻击航空武器系统作战飞行模型，在此基础上，从平均动态学理论出发，建立了编队对地攻击航空武器系统作战效能分析的总体指标和框架，给出了总体指标与航空武器系统各飞行阶段的效能指标关系。为进一步进行编队对地攻击航空武器系统作战效能分析打下了基础。     

基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力, 体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法, 以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义, 并建立了量化韧性的数学模型; 其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标, 并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型; 然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响; 最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性, 为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑, 也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。     

面向作战单元任务的可用性建模与分析

作战单元任务期间的可用性是衡量部队战斗能力与保障能力的重要指标。把作战单元的状态分为工作状态、备件包等待状态和维修状态,考虑作战单元工作时间、备件包等待时间和维修时间均服从指数分布的基础上,给出了作战单元的瞬时可用度和稳态可用度模型。另外,考虑各个状态逗留时间为一般分布的情形下,运用更新理论建立了作战单元可用性模型,并得到了作战单元的平均稳态可用度。     

基于Multi Agent的空战作战行为协同方法

针对空战中多种作战行为的最优协同使用,构建了Multi Agent模型,该模型由网络接口层、中央协调层和作战行动层三层组成。在中央协调层中,提出了中央协调算法以实现作战行为的协调使用。该算法通过引入影响因子建立综合作战效能模型,反映了多种软硬杀伤武器、飞行控制系统和传感器系统协同使用时各作战行为的交互影响作用。综合上层全局作战意图和底层行动单元获取的信息,得到所有协同方案的预估综合作战效能。通过以综合作战效能预估值最大为准则,动态寻优所有组合空间的方法,可获得最佳协同方案。通过仿真得到在动态战场态势下的作战行为组合为最佳协同方案,表明了该协同方法的正确性。