基于CPN建模的行动方案开发与分析系统设计

协助和支持军事计划人员制订和分析作战计划的建模与仿真能力是军方的现行需求,而行动方案的开发与分析则是作战计划建模与仿真的重点。针对作战计划过程期间开发的军事任务的排序与调度问题,设计了一个行动方案开发与分析系统,系统采用客户机-服务器体系结构,运用基于有色Petri网建模的军事计划领域的概念表示法,并使用状态空间分析技术完成军事任务的自动化排序与调度。军事计划人员通过图形用户界面使用系统,在面对紧急突发事件时,可以快速及时地开发出适当可行的COA,并对COA进行逻辑可行性分析。     

复杂约束下的导弹作战任务规划模型和算法研究*

导弹作战任务规划是一个涉及时间、资源、质量和其他关系约束的复杂问题.首先通过定叉约束满足效用对基本约束满足模型进行了扩展,建立了导弹任务规划的约束满足优化模型.在此基础上,研究了任务规划模型求解的时间和效用传播算法,提出了基于综合效用的优化求解框架.该模型和求解框架易于解决具有多种约束因素的复杂问题,具有较好的通用性.通过定义软、硬约束效用,使得实际任务规划问题求解具有更好的灵活性.     

高炮旅(团)作战面向对象Petri网模型

概要分析了高炮旅(团)指挥控制与信息处理分发过程,对基本Petri进行扩展构建了面向对象Petri网模型,采用其分层次构建了高炮旅(团)作战OPN模型,较好地实现了对传统指控体制下高炮群作战与信息分发过程的静态与动态描述,为下一步具体仿真实现,找出现有传统指控体制存在的薄弱环节,进行相应改进提供了基础和依据。     

基于RCS的三维低可探测性轨迹优化方法

针对基于雷达散射截面(RCS)规避雷达威胁的飞行轨迹优化问题,提出了低可探测性三维轨迹优化的求解方法.通过B样条拟合构建连续可微的RCS数据模型,结合三维飞行动力学模型,建立规避雷达威胁下的飞行运动控制模型.将轨迹优化问题描述成为最优控制问题,其中飞行姿态控制、轨迹约束、边界条件作为约束条件,以降低雷达探测概率和减少飞行时间为目标函数.运用高斯伪谱法( GPM)将连续的最优控制问题转换为离散的非线性规划问题进行求解.仿真结果证明本文方法实现了求解单基地雷达和双基地雷达探测环境中低可探测性三维轨迹优化问题,有效降低了飞行过程中的雷达探测概率和暴露时间.     

灰数兰彻斯特方程

为解决联合作战模拟中武器装备的作战能力评估问题,提出了基于打击力、机动力、信息力、防护力、保障力等的武器装备作战能力灰色层次分析模型,目的在于提供在联合作战模拟中,对武器装备的作战能力进行比较的算法。即从打击、机动、信息、防护、保障等来考虑武器装备的性能,采用灰色层次分析的方法,根据灰数的大小确定各类各对象的优劣,由此做出作战能力的合理判断,给出了实例及求解方案。最后,提出了不同灰类的总评估系数作为损耗方程的损耗系数的设想及其算例。     

舰机协同作战理论的两栖作战火力协同

为了提高航母编队的防空作战效能,必须对火力协同进行优化。提出一种舰艇与舰载机火力协同的方法,该方法在分析舰机协同防空作战火力协同体系的基础上,引入了舰机火力协同防空的概念,描述了舰机火力协同的对象、目标,分析了航母编队防空作战的三道防空警戒幕。通过对预警机引导巡逻机攻击过程的描述,建立舰载机的目标分配模型。在对内层防御区威胁度判断模型进行描述的基础上,建立舰艇的目标分配模型。最后的分析结果表明了该方法的可行性和有效性。     

网络化防空作战C~2结构模型抗毁性

从网络动力学特征的角度,研究网络化防空作战C2结构模型抗毁性问题,针对以往的抗毁性测度指数不适用于C2网络抗毁性研究的现状,考虑C2网络信息融合的时延及战场感知覆盖率等因素,提出的抗毁性测度指标:最大连通片尺寸与网络规模比,最大连通片平均最短路径长度L,网络化效能系数。在指标的基础上对C2网络模型的抗毁性进行研究,并分析不同的空袭策略对防空作战C2网络抗毁性的影响。     

基于SWE的空天资源对地观测协同任务规划服务模型

空天协同对地观测是对地观测领域的新趋势。为解决现有空天资源规划调度系统相对独立、协同困难的问题,分析总结了SWE(Sensor Web Enablement)标准,并在此基础上提出了空天资源对地观测协同任务规划服务模型。在此模型中,为实现观测资源共享,建立了空天观测资源传感器描述模型,能够描述典型空天资源的载荷平台、观测机理、定位信息、使用约束和工作特性等信息;为简化观测请求交互流程,基于SOA技术对SWE标准操作进行封装及简化,用户可以在不了解观测平台细节信息的情况下提交观测数据请求。为验证模型有效性,构建了空天资源对地观测协同任务规划实验平台,结果表明该模型具有较强的可实现性和适应性。     

基于车辆稳态动力学特性的汽车动态轨迹规划

针对高动态环境下驾驶辅助系统（ADAS）的轨迹规划问题,提出基于车辆稳态动力学特性的动态轨迹规划算法。该算法首先在交通车轨迹预估基础上建立搜索空间,接着利用车辆稳态动力学模型作为轨迹发生器,在搜索空间中对轨迹发生器产生的轨迹进行评价,最后根据驾驶意图和优化条件选择最优轨迹。文章采用基于最优加速度预瞄理论的轨迹跟踪算法,建立了七自由度车辆动力学模型,并在Simulink环境下搭建仿真平台,进行超车仿真实验。实验结果表明,本文提出的算法可行、有效。     

振动遗传算法在无人机三维航路规划的算法研究

针对代价函数权重需要根据环境变化而变化的问题,结合飞行约束条件提出归一化的代价函数,当环境发生变化时,不用再修改代价函数,增强了算法的鲁棒性。为了弥补传统定步长寻径算法耗时长的缺陷,设计了一种基于B样条曲线与遗传算法的高时效寻径算法。利用遗传算法在地图中所寻合适的控制点,再结合B样条曲线生成航路。为了增强遗传算法的全局搜索能力,遗传算法中加入振动法则,使得种群在进化中后期依旧保持一定的多样性。仿真结果表明该算法与精英蚁群算法相比,规划时间大幅缩短;与振动遗传算法相比,航路代价明显降低。