武器装备技术体系结构优化设计流程方法研究

装备技术体系作为装备体系能力建设的重要支撑,其结构优化设计是国防科技发展战略研究、国防关键技术选择、国防科研规划论证的核心内容。综合考虑武器装备发展建设需求、技术发展水平和前沿技术预测等因素,提出了以基于极大完全子图的聚类分析方法为基础、以专家实践经验为支撑的装备技术体系结构优化设计方法,形成了定性定量相结合的优化设计流程,开发了操作性较强的软件工具原型系统,为构建科学合理的装备技术体系奠定了基础。     

装备技术体系结构演化和超网络建模

装备技术体系结构演化模型是把握装备技术发展规律和制定发展战略的基础。文章系统梳理装备技术发展的体系特征,深入分析了其体系演化动力、要素和过程,将演化实体与关系抽象为超网络的节点和边,可以给前沿技术探测和装备技术体系评估提供新思路。     

装备技术体系网络建模与结构优化方法

针对装备技术发展管理的重用度和冗余度问题,研究了体系网络建模与结构优化方法。将装备技术抽象为节点,技术关系抽象为边,提出了基于装备技术描述属性框架和技术关系分析的体系网络建模方法;将3种经典的网络社团探测方法应用于装备技术聚类,通过比较评估指标,生成了技术聚类优化方案;基于加权网络中心度算法,识别了对体系冗余影响最大的装备技术。以包含235项激光武器装备技术的技术体系为例,验证了方法的有效性,总结了体系结构的优化结论。     

关于体系及体系工程

文章通过对体系的基本概念、体系与系统的比较分析，总结了体系的本质特征，提出进行体系工程研究的必要性。对体系工程的定义、研究内容进行了详细的阐述，并设计了体系工程研究的三层框架结构，提出了进行体系工程研究的一些关键技术。最后，展望了体系工程在以国防为主的各个领域中的应用前景。     

核危机博弈冲突消解图模型分析

核安全是国家安全体系的重要组成部分。针对博弈过程定量化分析方法的不足,调整冲突消解图模型分析方法并将其应用于核危机博弈分析。提出冲突消解图模型分析流程、相关定义和矩阵表示方法;以1969年爆发的中苏核危机为背景,基于历史数据构建核危机冲突模型,应用矩阵表示算法分析博弈状态演化过程;引入博弈政策和军事能力两类模型参数,调节参数进行博弈模型敏感性分析;应用联盟分析方法识别出可能存在的决策者联盟及其对国家关系演化的影响;根据模型数据分析结果,总结相关结论和决策参考。研究结果表明,冲突分析方法适用于核危机管控研究,采用与军事实力相匹配的策略在危机博弈演化中具有重要作用。     

多目标多决策者环境下防空反导装备体系资源分配与优化

作战体系具有层次高、规模大,各作战分系统间协调配合密切的特征。在作战任务中,这种多层次、多系统、多决策者、多目标的结构使得对各作战子系统的武器装备分配变得更为复杂。为解决此类复杂结构的优化问题,在层次化多目标分析方法基础之上,将层次系统的风险管理引入到模型中来,形成多目标多决策者资源分配模型多目标多决策者资源分配模型,用以解决在不确定风险环境下进行多目标资源分配的问题。利用MOMDRA模型建模空袭风险下防空反导体系的武器装备分配问题,在求解该模型的过程中采用系统分解的思路,利用权重法,站在不同决策者的角度得到该体系的Pareto最优资源分配方案,并通过一个实例来说明此方法的可行性。     

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。     

面向能力需求的武器装备组合规划模型与算法

针对武器装备组合规划中存在的选择难、规划难问题,在给定能力需求的条件下,从分析装备的组合变更对整体体系的影响出发,考虑了总的经费预算、年度费用分配、装备规划周期等约束,以能力差距和发展风险最小为准则,构建了双目标优化模型,并设计了基于差分进化和非支配排序的遗传算法的求解算法,获得模型的Pareto解。通过逼近理想解排序法方法从所求Pareto解中求得令决策者满意的折中解。通过一个具体示例验证了模型和算法的有效性,能够为武器装备组合规划提供辅助决策。     

基于能力的武器装备组合规划模型与算法*

针对武器装备组合规划中存在的选择难、规划难问题,在给定能力需求的条件下,从分析装备的组合变更对整体体系的影响出发,考虑了总的经费预算、年度费用分配、装备规划周期等约束,以能力差距和发展风险最小为准则,构建了双目标优化模型,并设计了基于差分进化和NSGA-II的求解算法,获得模型的Pareto解;最后通过TOPSIS方法从所求Pareto解中求得令决策者满意的折中解。通过一个具体示例,验证了本文所提模型和算法的有效性,能够为武器装备组合规划提供辅助决策。     

基于置信规则库的防空目标意图识别方法

为解决防空反导体系对于目标意图识别中多源信息处理的问题,提出了一种新的防空目标识别方法——置信规则库(Belief Rules Base)识别模型,该方法是基于BRB专家知识系统的自学习方法,可以有效处理多源不确定性信息。同时,为了提高其识别效率,建立了一种与之相匹配的参数优化模型,并选择差分进化算法作为BRB识别模型的优化引擎。此外,在BRB识别模型中,专家意见也被引用到模型的初始化和推理过程中。最后采用一个实例对BRB识别模型的准确度进行验证。研究表明:该方法具有较强的实用性,可为防空反导体系的目标意图识别提供有力支撑。