战场不确定环境下考虑敌方打击的后勤供应网络设计

在战场环境下,负责后勤物资分发与转运战场补给中心随时会受到敌方的打击,给后勤供应系统的设计优化带来了巨大挑战。鉴于此,研究了战场不确定环境下的后勤物资供应网络设计优化问题,考虑了供应和需求的不确定性,建立了优化问题的整数规划模型,并开发了基于拉格朗日松弛的启发式求解算法。采用50个小规模的测试用例(包含5个供应节点、20个候选补给中心节点以及50个作战单元节点)和50个大规模测试用例(包括20个供应节点、100个后勤补给中心节点以及500个作战单元节点)测试了算法的有效性与鲁棒性。计算结果显示基于拉格朗日的求解算法可以在短时间内给出问题的近似最优解。     

考虑不确定性的多阶段装备维修器材供应优化方法

装备维修器材供应是作战部队持续保持战斗力的关键。考虑多阶段作战行动中,战场形势、部队位置及需求量等不确定性,将野战仓库选址、需求分配、供应路径规划融合为一类选址-路径组合优化问题,构建基于情境的多阶段混合整数规划模型。设计一种两阶段迭代启发式算法对问题进行求解。基于20个算例的数值实验,证明了所提出的模型及算法在具有高度不确定性的多阶段装备维修器材供应保障中的有效性。     

岸舰导弹作战单元多目标投送模型及解算方法

为了解决战时岸舰导弹作战单元投送定量决策问题,针对复杂多变的战场环境,构建了具有时变运输网络特征及动态需求约束的多型岸舰导弹作战单元投送优化模型;基于该模型,从种群初始化、粒子更新等环节对多目标粒子群算法进行了改进,设计了岸舰导弹作战单元投送优化算法,仿真结果表明模型及算法可以提供多个兼顾安全性和时效性的高质量投送方案,能够支持作战单元投送的快速、精准决策.     

协同作战中信息分发算法研究

大规模协同作战中的高效通信问题为当前信息战的研究重点之一,但由于单独作战单元无法了解全局的信息内容及需求方,这给通信资源有限的参战兵力之间的态势共享带来了困难。为此提出了一个分布式协作信息分发算法,在理论上借鉴了复杂网络的小世界特性,即单元节点可以通过邻节点在较少跳数内完成信息的传输。在思路上利用了信息相关性概念,作战单元利用信息之间的关联性及信息与节点之间的收发关系建立控制信息发送的路由表。并通过仿真实验验证了不同网络拓扑下算法性能的变化情况,结果证明分发算法能较好地支持信息共享。     

不确定条件下装备器材供应网规划模型

装备器材供应网是装备器材供应保障工作的重要基石,其规划问题是我军装备器材保障过程的重要战略决策之一。针对节点、边和需求的不确定性,对不确定条件下由多个区域供应子网构成的装备器材供应网的规划问题展开研究。针对问题的特点,用区间分析理论对供应网规划中的不确定性因素进行度量和运算,得到不确定性规划模型,通过区间运算转化,将不确定性模型转化为确定性混合整数规划模型,并设计采用基于禁忌搜索算法的两阶段算法进行求解,分别得到了不同参数设置下的模型求解结果,并将所用算法与模糊规划和随机规划算法的求解结果进行了比较分析。实例分析结果表明所建立的模型和算法具有较强的实用性。     

作战模式及需求不确定条件下备件供应优化

高度不确定性是战时备件保障面临的难题之一,主要体现在作战任务想定的多样性以及备件需求的波动性.针对以上问题,分别将作战模式的不确定性和需求的不确定性转化为离散和连续型不确定参数,采用鲁棒优化方法进行建模.以战时备件供应延迟时间最短为目标,以备件满足率和供应成本为硬约束,构建了战时备件供应的鲁棒优化模型.利用元启发式算法对模型进行求解.算例结果表明,鲁棒优化模型的最优解对应最短的延迟时间,同时可以保证战时备件供应"最差情况下"的可行性,即具有很好的鲁棒性.     

战场信息分发系统中的高效模糊匹配算法

匹配算法是基于内容的发布/订阅系统中的一项关键技术。针对目前战场信息按需共享能力不足的问题,建立了一种以基于内容的发布/订阅技术为基础的战场信息分发系统模型,结合作战用户信息需求的主观性和模糊性特点,充分利用订阅约束间的逻辑覆盖关系,设计了一种适用于战场信息分发共享的高效模糊匹配算法。通过实验分析了该算法中订阅信息组织模式进行匹配和订阅信息维护的时间和空间效率,实验结果表明了该算法设计的合理性与高效性。     

多级网络物资预置—前送模型及改进布谷鸟搜索算法研究

针对战时物资前送优化决策问题,较多对两级网络下的"多点对单点""多点对多点"问题进行研究,较少对多级网络下、多节点转运前送、多式联运前送、物资协同补给问题进行系统性、综合性的研究.立足战场实际,针对后方物资、预置物资、作战部队组成的三级网络的预置协同补给问题,进行定量化、模型化研究.在满足硬时间窗基础上构建了以运输风险度最小为目标的双层指标模型.针对所建立模型具有高维组合优化的特点,设计了基于粒子群算法改进的布谷鸟搜索算法,并用不同规模算例对算法性能进行了测试.结果表明,所建模型符合战场实际,设计的算法具有较好的适应性、稳定性、精确性,能在较短时间内对所建模型进行有效求解,为决策者提供科学依据.     

基于禁忌搜索的作战重心分析与选择方法

研究了作战目标网络的重心分析与选择方法,为战场指挥员的指挥决策提供依据.定义了战场重心的概念,从考虑打击代价的角度建立重心发现的优化模型,给出了基于禁忌搜索的求解算法,并通过实验案例验证了模型和算法的有效性和可行性.     

多个并行并联的作战单元备件优化配置建模

资源优化配置是作战单元维修保障的关键因素.对作战单元部件备件满足率进行研究的基础上,针对任务时序逻辑关系为完全并行并联关系的情况,建立了多个作战单元任务的任务成功概率模型.在满足任务成功概率约束条件下,给出了多个作战单元备件携行量优化模型,并运用边际分析法进行了求解,通过算例证明了模型的正确性.     

多机协同对空目标探测与攻击任务的最优分配

针对信息化条件下多机协同空战中需要协同制导的问题,建立了探测任务和攻击任务分配的模型。首先根据战场态势和雷达探测能力建立探测任务分配模型,然后根据战场态势和武器作战能力建立攻击任务分配模型,最后将此多目标决策问题转化为单目标优化问题。通过建立可行解到粒子间的映射,提出了粒子群优化算法对该优化问题进行求解。仿真实验表明了该模型与算法的可行性与有效性。     

考虑战损件回收再造的战场军需备件供应优化研究

在考虑军需备件需求和战损件修复不确定性的条件下,研究了战场上军需备件供应优化问题,建立了优化问题的数学模型,证明了模型的凸函数特性,给出了模型的最优解析解计算方法.     

面向AL的战略级仓库备件供应优化方法

针对维修备件供应保障费用较高、管理难度较大等问题,借助自主式保障(AL)理念设计了面向AL的维修备件调度与供应优化框架,提出面向AL的战略级仓库维修备件供应优化思路。在此基础上,为了解决战略级仓库备件供应路线规划不科学、弥补半定量经验方法不足的情况,建立了带混合时间窗的多供应地——多需求地维修备件供应路线优化模型,设计了求解模型的GA-SA混合算法。最后运用算例进行了说明。     

战场火力势算法及在地面战斗辅助决策中的应用

采用战术兵棋的相关理念,提出了基于地形的战场火力势算法,用于定量表现战场中火力体系的强弱分布态势,辅助指挥员进行决策,提高指挥谋略和作战计算能力。战场火力势是对整个战场作战体系火力强度的量化表示,提出了应用于地面战斗辅助决策中的战场火力势算法流程和对战斗力指数公式中地形系数的改进方法。最后通过一个简单案例来说明如何运用战场火力势算法来支持战术指挥员进行决策。     

面向战场信息分发的应用层可靠组播策略

应用层组播是一种实现网络中心战环境下一对多战场信息分发的有效途径,在对网络中心战环境下应用层组播研究面临的各类问题进行分析的基础上,重点对组播可靠性问题进行了研究,提出了一种可靠组播策略,通过反压技术和备份缓存的方式来保证端对端传送的可靠性,对组播树的错误恢复算法进行了设计.并提供了一种随机路由的辅助策略来改善可靠组播传送的效率,从而满足战场信息分发的高效和高可靠性需求.     

车载反坦克导弹火力分配优化模型

在车载反坦克导弹指挥控制系统软件设计过程中,火力分配模型在车载反坦克导弹射击中具有极其重要的地位作用,而传统反坦克导弹射击主要是根据攻击区进行划分,并未涉及火力分配问题,这将直接影响车载反坦克导弹作战效能的发挥.而AHP层次分析法是解决火力分配问题的有效模型,根据车载反坦克导弹的作战运用特点,并结合AHP层次分析法理论,建立了反坦克导弹火力分配的优化模型.通过对模型的求解,证明该算法对于某型车载反坦克导弹作战单元火力分配问题切实有效.     

基于GA-PSO的目标分配问题研究

防空作战中的目标分配问题属于NP完全问题,在综合考虑火力单元作战效能和防御效能的基础上,引入火力单元综合有利度,建立了一种用于大规模多火力单元对抗多轮次目标的静态目标分配模型,给出了基于GA因子的改进PSO算法,并将算法应用于目标分配模型的求解,通过VC 6.0编程和计算机仿真验证了模型的可行性和算法的有效性.     

最小树的均匀传感网信息分发共享路径优化技术

针对均匀传感网中的协同探测信息分发共享路径优化与控制问题,引入图论中最小树的相关定义,建立数学规划模型,考虑节点任务优先级相同等约束条件,并研究了基于生长法的最小树矩阵求解算法,分析了算法复杂性;且用实例验证了该技术在均匀传感网信息分发共享路径优化中的适用性和易操作性;最后提出了值得进一步研究与探索的问题。     

战场网关键节点仿真与分析

针对作战中难以快速分析美空袭体系战场网重要作战节点,对战场网作战要素进行了分类,提出战场网关键节点的评价指标,并利用社会网分析的网络分析手段,对美典型空袭体系作战要素及信息流转进行了仿真计算。结果表明,利用度数中心度等社会网分析指标,可以迅速识别战场网的关键节点和链路,为未来的网电作战寻求作战目标排序提供了新的方法。     

基于凸优化理论的三维微分对策制导规律求解

针对三维微分对策制导律(DGL)求解问题,引入凸优化理论,将DGL求解归结到Hamilton系统的求解,设计了DGL求解算法,通过对代价函数梯度特征的凸分析,推导出对策系统鞍点存在的充要条件和求解方法,解决了以往通过对微分对策模型简化求解导致的模型不能客观反映作战过程的问题.