基于复杂网络的指挥控制级联失效模型研究

复杂网络中由微小扰动触发的级联失效故障会导致系统大面积崩溃的灾难性后果,对其进行理论建模是研究复杂网络级联失效的基础和关键.在分析指挥控制级联失效机理的基础上,建立起指挥控制级联失效模型,并就不同条件下指挥控制的级联失效特征变化进行了定量分析,验证了模型的科学性和有效性,从而为研究级联失效对指挥控制的影响提供了新的研究思路和方法.     

复杂信息关系集成的指挥控制模型

为描述协同决策过程,提出了基于复杂信息关系集成和OODA的指挥控制模型。首先分析了个体决策环境中OODA特性,认为复杂信息关系是导致环形结构OODA难以精确描述协同决策的主要原因;结合知识管理和仙农信息理论,从武器装备体系对抗角度定义了信息、数据、情报和知识概念,确定基本元素的同时分析了物理域、信息域、认知域和社会域之间的信息流向。借鉴基于OODA的武器装备体系复杂网络模型思路,从信息视角构建了武器装备体系复杂网络模型框架。分析了框架中任务流、数据流、情报流和知识流之间的关系并给出了描述元模型。提出了用网状结构OODA模型描述协同决策的思路并抽象出了指挥控制模型。最后用ExtendSim进行了对比分析,为创新指挥控制理论提供了参考。     

基于复杂网络的指挥信息系统拓扑模型研究

面对指挥信息系统日益呈现出的复杂性和网络化结构特点,提出基于复杂网络的研究思路,通过将三维立体结构映射到二维平面连接的方式,构建出指挥信息系统拓扑模型.然后通过实体数值分析的方法,验证了小世界和无尺度特性的存在,并展望了其网络化特征的应用前景,为将复杂网络成果运用到未来系统建设中去提供了积极的理论启示和参考价值.     

基于复杂网络的舰艇编队网络中心战模型研究

借鉴美军网络中心战思想,构建了一个基于复杂网络的舰艇编队网络中心战模型,在模型中提出了将不同舰艇的传感器与决策器互联.应用复杂网络的若干特征参数分别对网络中心战模型和传统作战模型的作战网络效能进行了仿真分析.通过仿真结果的对比,从量化的角度说明了在网络中心战条件下,舰艇间实现战场信息互通和共享能够大大提高舰艇编队的作战效能.该模型进一步可用于网络中心战系统的结构性、安全性问题的研究.     

基于复杂网络理论的作战指挥体系结构分析模型和方法

从网络科学的观点出发对作战指挥体系构模和仿真分析方法进行研究,建立了作战指挥体系结构的网络描述模型和特征参数衡量指标,分析了指挥跨度、指挥层次和指挥方式的变化对于指挥体系结构整体特征的影响规律,验证了模型和方法的科学性和有效性,是对信息化条件下作战指挥体系定量研究方法的有益探索,可以为作战指挥体系的论证和优化等问题的深入研究提供借鉴和参考.     

基于复杂网络理论的指挥控制系统自适应重构模型

为研究信息化条件下指挥控制(command and control, C2)系统在对抗环境下的自适应重构机制,基于复杂网络理论和作战指挥原则,从重构触发机制、边的修复策略、结构重组策略和重构评价机制4方面建立了C2系统的自适应重构模型,其中重点研究了边的修复策略和结构重组策略。针对边的修复提出了一种自适应修复策略;而针对结构重组,提出了升级重组、越级重组、转隶重组和组合重组4种重组策略。仿真结果表明,在综合考虑重构效果和成本消耗的情况下,与以往研究相比,边的自适应修复策略为相对较优的边重构策略,而与单一重组相比,组合重组策略为较优的结构重组策略;并且该自适应重构模型能在一定程度上比较客观地反映指挥控制系统的遇袭重构演化过程。     

基于装备能力优先的复杂网络演化模型研究

针对传统复杂网络模型描述武器装备作战体系在动态性和不确定性方面的不足,参照OODA理论,结合具体应用,利用武器装备节点计算的能力值,从连接对象的选择、连接边数的确定、作战节点的退出及退出后网络结构的动态调整策略等方面改进了BA无标度网络模型,提出了装备能力优先的作战体系复杂网络演化模型构建方法,使装备能力高的节点在网络关键位置充分发挥作用,提高网络的鲁棒性。通过仿真实验验证,模型具有贴近战场实况、算法复杂度低和使作战体系保持幂率分布等特点。     

基于复杂网络的战场信息共享效能建模与分析

在信息化战争中,战场信息共享是夺取信息优势进而转化为决策和行动优势的基础。针对如何量化信息共享对作战效能的影响,定性描述了信息化战争中信息共享活动的内在本质,采用可清晰反映节点功能和链路类型的作战网络模型生成了不同信息共享程度的作战网络结构,并定义了信息共享效能特征量,仿真分析了信息共享程度对作战网络共享效能指标的影响规律。仿真结果验证了信息共享对提升作战效能的积极影响。     

基于复杂网络的作战体系模型

针对复杂网络的脆弱性问题,面向作战体系的对抗性需求,基于复杂网络理论,利用Agent技术和OODA(观察、判断、决策、行动)作战过程,提出了作战体系模型的杓建方法.采用自底向上方法,该模型可以通过迭代扩充模型的层次,具有Agent属性、层次性、嵌套性、节点和边的冗余性等作战体系用于对抗的属性.对特征参数的仿真试验结果表明,该作战体系模型不仅具有较好的鲁棒性,而且对脆弱性也有明显的改善,能够较好的满足指挥体系在作战中的对抗需求.     

基于Petri网的指挥控制流程仿真方法

作战指挥控制流程是影响军队作战效能的重要因素。从作战指挥控制流程的特点出发,分析了作战指挥控制流程的基本要素,提出了基于Petri网的作战指挥控制流程建模和仿真方法,建立了相应的点火规则和冲突分析算法,设计和开发了作战指挥控制流程仿真环境。通过对作战指挥控制流程的仿真,实现了对流程的定量化分析,为流程的优化和改进提供了决策支持。     

网络化指挥控制中心性建模评估研究

复杂网络在核心节点遭到蓄意攻击时表现出来的网络脆弱性,促使在发挥网络化作战协同优势的同时,必须充分重视网络化指挥控制的中心性评估工作,以及早发现这些敏感节点。在构建网络化指挥控制模型的基础上,综合考虑影响节点差异的组成要素,提出了应用于中心性评估的节点收缩改进方法,并通过实验分析验证了方法的有效性和可行性,从而为网络化作战条件下的指挥控制核心节点评估提供了新的研究思路和分析方法。     

竞争网络中合作策略的研究

合作与竞争驱动自然社会与生态系统的动态演化,这些机制的相互作用可以对多个网络产生不同的影响。基于特征向量中心性,在网络的网络基础之上提出合作竞争模型,定义网络之间对外是一种竞争关系,对内为合作关系。揭示合作竞争特性,依据节点的重要性不同将合作策略与竞争策略进行了分类,研究模块网络间不同合作策略对集群网络乃至整个网络的资源配置的影响,发现重要性越大的节点间的结合能够给网络带来更多的利益。     

模型驱动在舰载指控系统的应用研究

模型驱动架构(MDA)提出了一种利用模型进行软件开发的方法.首先提出模型驱动开发方法在舰载指控系统中的应用策略,说明了模型驱动架构的元模型建立过程,描述了利用元对象设施(MOF)扩展元模型的方法.然后以舰载指控系统中的表页显示软件为例说明了舰载指控系统业务软件元模型的建立过程.     

成本驱动的加权网络演变模型

建立以成本为主要偏好连接决定因素的加权网络演化模型,来深入理解交通运输网络背后的驱动力量.模型考虑交通运输业中的规模经济效应和拥挤效应,统一在成本函数之中.模型假设新点偏好连接成本小的点,连接后各边权重会发生变化,成本小的边流量增加可能性较大.根据航空业实际的成本函数进行数值模拟,模拟结果展示了服从截尾幂律分布的点度分布,非线性的点强度和点度关系,和先负后正的度相关性,能够较好地解释航空网络实证研究结果.     

基于预定指挥规则的指挥决策模型研究

针对战役级作战仿真对指挥决策模型的需求,提出了一种新的指挥决策建模方法—基于预定指挥规则的指挥决策建模方法。阐述了该方法的建模原理,设计了预定指挥规则的体系、数据结构以及决策推理机制,建立了预定指挥规则管理系统和基于预定指挥规则的指挥决策模型。该建模方法能实现指挥机构结构、性能、功能仿真;真正实现了指挥决策模型的重用;具有很好的开放性和交互性。     

基于元建模的通用舰艇指控仿真模型驱动引擎设计

舰艇指控系统是一类大型的复杂系统,针对其仿真训练系统开发中存在的复用率不高、开发效率低等问题,采用元建模理论,重点对该类软件的仿真模型驱动引擎进行了抽象,建立了集仿真模型管理、仿真模型驱动、运行支撑管理等服务于一体的通用指控仿真模型驱动元模型.并以此元模型作为输入建立了指控仿真模型驱动引擎状态行为编辑器,较好地解决了指控仿真领域开发过程中存在的仿真模型重用问题,能适应不同型号指控仿真系统开发过程中的变化需求.