有人/无人平台协同技术与行动模式研究

无人平台已广泛用于军用和民用市场，并在反恐、维稳、排爆，侦察等领域发挥了极其重要的作用。目前已形成了有人/无人平台共同协作完成任务的工作模式，大大地提高了工作的时效性、适应性、作战效能等。为了提高有人/无人平台的协同作战能力，本文研究有人/无人平台的协同作战技术体系以及作战模式，以解决在协同侦察、搜救、监视等应急任务中遇到的各种问题。此外，提出了一套完整的协同作战想定，可用于有效验证相关的协同技术。     

空间站零燃料大角度姿态机动路径存在性分析

零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型,在此基础上,建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务,通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系,得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件,为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法,为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。     

作战协同关系超图模型

在分析超图和作战协同相关概念基础上,采用形式化方式对抽象化的作战协同关系进行了描述,定义了协同关系矩阵,创新性地根据超图相关概念构建了作战协同超图模型,并根据模型定义了顶点度和关联系数等支持作战协同关系分析的特征参数。通过实验建立了某想定数据中的火力协同关系超图模型,并进行了度和关联系数的分析,实验结果证明了作战协同关系超图模型的可用性。     

Modeling and solution for the ship stowage planning problem of coils in the steel industry

We consider a ship stowage planning problem where steel coils with known destination ports are to be loaded onto a ship. The coils are to be stowed on the ship in rows. Due to their heavy weight and cylindrical shape, coils can be stowed in at most two levels. Different from stowage problems in previous studies, in this problem there are no fixed positions on the ship for the coils due to their different sizes. At a destination port, if a coil to be unloaded is not at a top position, those blocking it need to be shuffled. In addition, the stability of ship has to be maintained after unloading at each destination port. The objective for the stowage planning problem is to minimize a combination of ship instability throughout the entire voyage, the shuffles needed for unloading at the destination ports, and the dispersion of coils to be unloaded at the same destination port. We formulate the problem as a novel mixed integer linear programming model. Several valid inequalities are derived to help reducing solution time. A tabu search (TS) algorithm is developed for the problem with the initial solution generated using a construction heuristic. To evaluate the proposed TS algorithm, numerical experiments are carried out on problem instances of three different scales by comparing it with a model‐based decomposition heuristic, the classic TS algorithm, the particle swarm optimization algorithm, and the manual method used in practice. The results show that for small problems, the proposed algorithm can generate optimal solutions. For medium and large practical problems, the proposed algorithm outperforms other methods. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 564–581, 2015     

STK飞行任务仿真及其在空地链路分析中的应用

飞行仿真是飞行航路设计,飞行任务规划以及飞行训练等项目中非常重要的一项任务。介绍了在STK(Satellite Tool Kit)的三维显示环境下,利用STK提供的专业化模块STK/AMM(Aircraft Mission Modeler)进行航空器飞行任务仿真的方法,详细阐述了利用该模块进行飞行任务规划和飞行路径设计的过程。同时结合STK的数据分析功能完成航空器在飞行过程中与地面台站的通信链路的可用性分析。给出的仿真方法较以往的仿真方法简单,设计过程更加灵活,可以快速地实现飞行任务仿真设计和空地通信链路的可用性分析。     

敏捷成像卫星自主规划模型与算法

针对敏捷成像卫星自主规划问题,将规划、决策、执行和信息反馈相结合,提出星上自主规划框架,并介绍框架结构和模块功能。在分析主要约束条件的基础上,建立基于时间线约束网络的问题模型。通过将各种卫星动作前后衔接,组合成能够完成不同任务的动作序列,提出一种面向卫星动作序列的启发式算法。该算法分为规划和决策两个部分,并在卫星执行每一个动作序列的同时基于多种启发式规则进行规划,在动作序列执行结束时进行决策。实验结果表明了自主规划框架和模型的合理性以及算法的有效性。     

一种改进遗传算法在UCAV快速航迹规划中的应用

针对无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)航迹规划约束条件复杂、不确定因素多、实时性要求高的特点,提出了一种基于Voronoi图和改进遗传算法的快速航迹规划方法。该方法采取分层航迹规划的思想,首先根据Voronoi图生成初始航迹,并综合考虑约束条件,赋予各条航迹相应的权值;然后应用改进的遗传算法在生成的航迹空间中寻优,最终得到满意的航迹。该算法利用多处理机并行计算技术对传统遗传算法进行改进,大大缩短寻优时间。仿真结果表明基于Voronoi图和改进遗传算法的航迹规划提高了实时性,增强了UCAV的动态战场适应能力和突发威胁应对能力。     

基于进化算法的多无人机协同航路规划

以突防航路时域协同指数、空域协同指数、突防时长指数和受威胁指数为规划目标,以最小直线航路段长度、可飞空域、续航能力和进入任务航路方向为约束,构建了多无人机协同突防航路规划模型。结合模型特点,利用合作型协同进化遗传算法对该模型进行求解。     

基于多元价值目标的体系作战信息流转模式探析

高效合理的信息流转模式是有效实施基于信息系统体系作战的前提和重要保障。引入了价值目标理论,解析了信息流转概念内涵,分析了信息流转价值目标与作用机理,分别提出了基于最大信息流量、最佳信息质量、最小传输时间和综合价值目标的体系作战信息流转模式,并给出了信息流转策略。     

基于型号性能指标的武器装备体系作战能力评估方法

武器装备体系需求方案通常只能给出装备型号的性能指标,性能指标到能力指标的转化和型号能力到体系能力的聚合成为体系评估的关键。为此,提出了从装备型号性能指标出发的武器装备体系作战能力评估方法。首先通过使命任务到能力需求的分析,建立了能力需求指标体系。然后通过建立装备性能与底层能力指标的关联关系,以及各层级能力指标之间聚合关系,得到从武器装备型号的性能指标到武器装备体系作战能力的函数关系,从而完成装备单元能力评估和装备体系子能力评估,最终得到武器装备体系作战能力评估结果。最后,通过一个实例说明该评估方法的具体步骤和可行性。