基于仿真推演的导弹作战实验框架分析与设计

针对导弹武器论证设计高成本、高复杂度的问题，本文梳理了导弹作战实验设计服务的多种功能需求，阐述了导弹作战实验设计的数理方法；为构建具有较好柔性的导弹作战实验仿真框架，针对导弹系统多个性能指标，辨析了各类导弹作战实验仿真变量；针对作战实验中的环境和装备特性，梳理了导弹作战实验模型体系，提出了仿真新模型开发框架；结合导弹作战实验案例，构建了实验设计优化方法，提出了作战实验检验设计方案；从运行实验出发，阐述了设定作战想定、建立控制机制、开展结果分析等仿真环节的具体设计。通过这些工作，形成了一种支撑导弹作战实验的柔性仿真框架，为进一步开展基于仿真推演的导弹作战实验提供参考。     

远海作战装备供应链体系架构

信息化使战争的节奏加快,如何满足快节奏战争对装备的需求,无疑是军事保障领域值得研究的一个问题.供应链思想被引入军事物资保障系统后,已在多个领域发挥了显著的效用.建立装备供应链网络对提升远海作战装备供应能力既有现实意义又是可行的,这是因为：一方面信息化条件下远海作战需要更有效率的装备供应体系,另一方面企业供应链为装备供应链提供了可以借鉴的模式.本文通过对远海作战装备供应链目标和特征的分析,参照企业供应链和美军海上供应链建设的情况,建立了远海作战装备供应链网络,并对供应链流程进行了说明.     

Optimal switchover times between two activities utilizing the same resource

The “gold‐mining” decision problem is concerned with the efficient utilization of a delicate mining equipment working in a number of different mines. Richard Bellman was the first to consider this type of a problem. The solution found by Bellman for the finite‐horizon, continuous‐time version of the problem with two mines is not overly realistic since he assumed that fractional parts of the same mining equipment could be used in different mines and this fraction could change instantaneously. In this paper, we provide some extensions to this model in order to produce more operational and realistic solutions. Our first model is concerned with developing an operational policy where the equipment may be switched from one mine to the other at most once during a finite horizon. In the next extension we incorporate a cost component in the objective function and assume that the horizon length is not fixed but it is the second decision variable. Structural properties of the optimal solutions are obtained using nonlinear programming. Each model and its solution is illustrated with a numerical example. The models developed here may have potential applications in other areas including production of items requiring the same machine or choosing a sequence of activities requiring the same resource. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 49: 186–203, 2002; DOI 10.1002/nav.10008     

装备采办中的讨价还价博弈模型

竞争性谈判是一种重要的武器装备采办方式，军方与承包商之间的谈判是一个重复博弈过程，双方谈判的本质是讨价还价。分析了轮流出价的讨价还价模型，对轮流出价博弈的子博弈精炼均衡进行了论述；在轮流出价模型的基础上建立了同时出价的讨价还价模型，并对2种模型的特点进行了分析；通过案例对2个模型的均衡结果进行了对比。分析结果显示：同时出价的讨价还价模型更能有效解决实际问题，更具有现实意义。     

基于时滞兰彻斯特战斗模型的现代攻防对抗

针对现代攻防对抗研究的复杂性,在分析已有的现代战争模型的基础上,充分考虑时间因素在作战中的影响,建立了反映双方对抗态势的时滞兰彻斯特战斗模型,并借助Matlab-Simulink工具箱,对模型进行了数值仿真实验。仿真结果表明：时间因素在现代攻防对抗中占据越来越重要的地位。最后依据所得结论,分别探讨了攻防双方为取得最佳战绩应当采取的对策,为武器装备发展规划、现代作战决策与军事练兵提供一定的理论指导。     

一种基于分层智能混合决策的多Agent框架

智能对于指挥决策模型非常重要,也是提高模拟训练和作战实验质量的关键。作战中指挥决策内容多,问题性质不一,对智能要求高。在分析指挥控制模型发展现状基础上提出模型对智能的需求,分析设定了智能的5个层次,提出一种混合Agent框架,并在框架中对每一层智能给出解决方案,框架兼具认知Agent、BDI Agent和刺激反应Agent的优长,对构建智能化的训练和实验系统有较大帮助。框架在指挥装备作战运用实验中得到应用,具有较好的理论意义和应用价值。     

基于时滞兰彻斯特战斗模型的现代攻防对抗?

针对现代攻防对抗研究的复杂性,在分析已有的现代战争模型的基础上,充分考虑时间因素在作战中的影响,建立了反映双方对抗态势的时滞兰彻斯特战斗模型,并借助Matlab?Simulink工具箱,对模型进行了数值仿真实验。仿真结果表明：时间因素在现代攻防对抗中占据越来越重要的地位。最后依据所得结论,分别探讨了攻防双方为取得最佳战绩应当采取的对策,为武器装备发展规划、现代作战决策与军事练兵提供一定的理论指导。     

适应低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统

针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高、服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统。利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。     

使命任务拓展后海军武器装备体系能力框架构建

新时期海军使命任务拓展对海军装备体系建设提出新的需求,需要突出能力在需求分析中的纽带作用。本文针对海军武器装备体系能力框架的概念和研究原则进行简要分析,对能力框架构成进行详细讨论。试用情况说明,以能力框架支撑装备体系规划发展,可更好地涵盖兵力战争运用和非战争运用,综合应对确定和不确定威胁。     

A general strategic capacity planning model under demand uncertainty

Capacity planning decisions affect a significant portion of future revenue. In equipment intensive industries, these decisions usually need to be made in the presence of both highly volatile demand and long capacity installation lead times. For a multiple product case, we present a continuous‐time capacity planning model that addresses problems of realistic size and complexity found in current practice. Each product requires specific operations that can be performed by one or more tool groups. We consider a number of capacity allocation policies. We allow tool retirements in addition to purchases because the stochastic demand forecast for each product can be decreasing. We present a cluster‐based heuristic algorithm that can incorporate both variance reduction techniques from the simulation literature and the principles of a generalized maximum flow algorithm from the network optimization literature. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2006     

步兵分队侦察模拟训练系统构建

针对步兵分队侦察训练存在地形受限、战斗情境失真、训练条件构设难等问题,本文在系统分析军事需求的基础上,采用软、硬结合的虚拟仿真技术对步兵分队侦察模拟训练系统框架、体系结构、物理结构、内外接口和应用模式进行了详细分析设计,并对关键技术进行了剖析,该系统方案设计已应用于步兵分队侦察模拟训练系统建设,并投入到院校教学训练中。实践表明,系统通过逼真的视、听一体化实现了高度沉浸式的训练,以现实地形和敌情的高度仿真与灵活组合,满足了步兵分队侦察技能训练对多样化战场环境、实战化目标设置的特殊要求,大大提升了步兵分队地形侦察、敌情侦察及综合对抗训练效益。     

基于多侦察资源的电子侦察作战效能评估模型

现代战争战场环境越来越复杂,准确发现目标的难度越来越大,靠单侦察设备独立完成侦察任务已难以满足作战需要。通过建立多侦察资源的电子对抗侦察效能评估模型,对来自同一作战平台的不同侦察设备和来自不同平台的侦察设备的数据进行融合,最大限度地发挥各侦察设备的作战效能,为决策者提供作战使用依据。     

【专题】基于深度学习及FPGA的装备目标检测研究

本文应用深度学习技术实现海天背景下基于可见光、红外方式成像的舰船及角反、烟幕干扰的目标检测,这也是反舰导弹作战使用的关键技术之一。采集的可见光与红外成像目标检测数据集涵盖实施典型干扰下的态势场景,贴近实战;结合四种不同的目标检测机制,选取YOLOV3、Faster R-CNN、SSD及CenterNet四种典型模型分别进行训练与验证,通过对比分析进一步提高弱小目标、复杂干扰态势的的检测,可以实现端到端的高精度装备目标检测模型。在确保精度的前提下基于现场可编程门阵列（FPGA）进行软硬件协同设计,通过对比分析选定基于Vitis AI的实施方案,经过模型的量化、编译与优化,可在保证检测效率的前提下快速实现模型的小型化部署,便于进行装备移植。研究结果表明,该研究内容可有效提高现役反舰导弹目标检测的准确率。     

Numerical simulation of warhead transportation

The new numerical approach for analysis of the warhead transportations is suggested.This approach allows to control the warhead operability before its experimental analysis.The approach is implemented by the adequate models for the software ANSYS.Analysis of the loads at land operations and trans-portations of the warhead by natural roads,water and aviation allows to obtain the maximal values of loads,which are used in numerical simulations of the warhead.These loads give an opportunity to analyze the operability and the fatigue strength of the cartridge warhead.The numerical simulations of the attachments of the warhead combat elements are performed on the basis of the suggested method.The data of the numerical simulations verifies the operability of the fastener system of the warhead combat elements.     

区域联合作战装备保障任务分配模型

现代信息化战争是体系与体系的对抗,区域作战联合装备保障成为信息化条件下装备保障的主要方式,实施科学正确的装备保障指挥,进行保障任务分配对于提高保障效益具有非常重要的意义。通过区域作战装备保障任务的特点,依据区域保障要求建立了包括转场时间在内和不同作战方向上作战单元的重要程度不同的装备保障任务分配模型,保证了重要方向上最晚完成保障任务的作战单元保障时间最短和非重要方向上最晚完成保障任务的作战单元保障时间最短。最后,应用遗传算法给出了区域联合作战装备保障任务分配模型的求解方法和步骤,具有一定的科学性和实用性。     

战斗机远距空战建模与仿真分析

针对中远距一对一的空战问题,从效能分析的角度建立了一对一中远距空战及作战效能分析的模型,包括飞机运动模型、飞机机动动作控制模型、推力模型、火控系统模型、导弹运动模型、导弹制导与控制模型、信息系统模型和效能评估模型等。依据该模型进行了空战仿真并给出效能分析结果,仿真结果与实际吻合,证明模型的有效性,为进一步研究多对多空战仿真打下基础。     

基于混合智能算法的小型通信干扰装备分配优化

如何充分发挥小型通信干扰装备的作战效能是指挥员面临的棘手问题。本文将战术指标——干扰后的通信畅通区覆盖程度作为评估通信干扰装备分配优劣的指标,分别建立了单机和多部干扰时的通信干扰有效压制区和通信畅通区边界的计算模型,并给出了通信干扰有效压制区和通信畅通区面积的计算方法。构建了基于机会约束规划的空域频域通信干扰任务分配模型,并设计了混合蚁群算法和遗传算法的模型求解算法。最后进行了仿真实验,验证分析了模型和算法的合理性。研究成果为通信对抗战术计算和作战运用研究拓展了思路。     

新形势下提高集团军部队实战化训练水平的研究与思考

围绕解决当前制约集团军部队信息化条件下实战化训练水平提升的矛盾问题,着力在浓厚实战化训练氛围、设置实战化训练内容、创新实战化训练方式、创设实战化训练环境、健全实战化训练机制等方面研究提出具体对策措施,并充分发挥战法创新引领、"考比拉"促进、人才培养支撑和作风建设保证的作用,深入推进集团军部队军事训练向实战靠拢,提高部队"能打仗、打胜仗"能力。     

Risk‐sensitive sizing of responsive facilities

We develop a risk‐sensitive strategic facility sizing model that makes use of readily obtainable data and addresses both capacity and responsiveness considerations. We focus on facilities whose original size cannot be adjusted over time and limits the total production equipment they can hold, which is added sequentially during a finite planning horizon. The model is parsimonious by design for compatibility with the nature of available data during early planning stages. We model demand via a univariate random variable with arbitrary forecast profiles for equipment expansion, and assume the supporting equipment additions are continuous and decided ex‐post. Under constant absolute risk aversion, operating profits are the closed‐form solution to a nontrivial linear program, thus characterizing the sizing decision via a single first‐order condition. This solution has several desired features, including the optimal facility size being eventually decreasing in forecast uncertainty and decreasing in risk aversion, as well as being generally robust to demand forecast uncertainty and cost errors. We provide structural results and show that ignoring risk considerations can lead to poor facility sizing decisions that deteriorate with increased forecast uncertainty. Existing models ignore risk considerations and assume the facility size can be adjusted over time, effectively shortening the planning horizon. Our main contribution is in addressing the problem that arises when that assumption is relaxed and, as a result, risk sensitivity and the challenges introduced by longer planning horizons and higher uncertainty must be considered. Finally, we derive accurate spreadsheet‐implementable approximations to the optimal solution, which make this model a practical capacity planning tool.© 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

面向武器装备体系组合规划的集成决策优化框架

针对当前武器装备体系组合规划存在选择空间规模大、决策目标数量多等问题,提出一种集成决策优化框架,用于组合选择和规划武器装备的发展型号、时间和数量。首先对武器装备体系组合规划问题的NP-Hard和高维多目标性质进行定量化分析和公式化描述;然后采用目标规划方法将该问题构建为双目标优化模型;再基于NSGA-II多目标演化计算方法,开发面向本问题的优化算法,求得该模型的Pareto解集合;最后通过TOPSIS方法,从Pareto解集合中求取符合决策者偏好的满意解。通过某侦察预警监视体系发展规划示例,验证了当给定经验数据和决策者偏好信息后,该框架可获得符合要求的武器装备体系组合规划方案,能够支撑武器装备体系发展论证和规划。