“复杂网络建模与优化学术研讨会”报告摘要

2014年1月20—21日,由国家自然科学基金资助、后勤工程学院基础部组织的"复杂网络建模与优化学术研讨会"在后勤工程学院召开。复杂网络科学是最近10年来新兴的交叉科学,它主要研究复杂物理、生物、社会系统等的网络表示和分析,理解网络结构如何影响系统的功能和行为。近年来,复杂网络研究在生物医学、电子商务、舆论传播、交通优化、恐怖活动预测等方面均有成功应用。在本次学术研讨会上作报告的专家均为国内外复杂网络研究领域的知名专家和优秀青年学者。主要有复杂网络领域国际知名专家、韩国成均馆大学Petter Holme教授,中国科学技术大学汪秉宏教授,电子科技大学周涛教授、荣智海教授,兰州大学吴枝喜教授,杭州师范大学张子柯教授,国防科学技术大学吕欣讲师和后勤工程学院赵静教授。经主办方和报告人同意,本刊汇集了以上专家在此次研讨会上的报告摘要,按时间顺序进行报道。     

某导弹半实物仿真系统误差建模及影响分析

半实物仿真是导弹飞控系统研制过程中的必要环节,各仿真设备的误差对于仿真结果的影响不容忽视。借助于某型导弹半实物仿真系统的搭建,对影响仿真精度的各项主要误差进行了研究。通过理论推导建立了三轴转台、负载模拟台和数据采集的误差模型,与半实物仿真试验进行对比验证其有效性。最后,基于蒙特卡洛统计原理完成误差模型对仿真结果的影响分析。结果表明：各项误差模型能够满足仿真精度的分析要求,为类似半实物仿真系统的分析、测量和误差补偿提供理论依据。     

基于多 Agent 系统的分队对抗建模仿真

使用基于多Agent系统的建模方法对分队对抗进行了“自底向上”地建模;建立了战场的模型,并从属性、行为、规则三方面建立了智能兵力Agent模型;基于多Agent仿真平台——NetLogo,构建了仿真系统,通过对Agent“微观”行为的仿真,获得了群体的“宏观”行为,为战争复杂系统仿真研究提供了参考。     

导弹预警卫星对助推段导弹的探测能力建模

导弹预警卫星在导弹防御体系中处在最前沿,在导弹的早期预警中起着其他装备无法替代的作用。分析了导弹预警卫星的工作原理与作战流程,从覆盖范围、最大探测距离以及检测概率3个方面对导弹预警卫星的探测能力进行了数学建模,并利用所建模型分析了美国导弹预警卫星的探测能力,为导弹预警卫星的探测能力评估奠定了理论基础。     

临近空间大型柔性充气囊体结构特性分析*(专题约稿)

以临近空间平流层飞艇柔性充气囊体为研究对象,根据充气结构设计理论对充气囊体结构的最小压差和应力进行计算,建立平流层飞艇充气囊体结构有限元模型,在模型验证的基础上,采用非线性有限元方法对平流层飞艇充气囊体结构特性进行仿真分析,得到了囊体结构在不同压差和吊舱载荷作用下应力和变形分布及变化规律,并分析了结构加强配置对囊体应力和变形的影响,为平流层飞艇结构设计提供技术支撑和参考依据。     

网络化防空反导体系的作战过程建模与仿真

网络中心战背景下的网络化防空反导体系的作战过程复杂,目前国内外对其建模与仿真的研究尚处于探索阶段。介绍了网络化防空反导体系的典型作战特点,分别从目标、武器和指控三个角度开发了网络化防空反导体系的作战模型,并设计了接力制导的仿真实验案例,实验结果体现了网络化防空反导体系的作战过程,对防空反导体系的效能仿真具有一定的推动作用。     

含内置式耐压液舱舱段耐压船体结构应力分析

为研究静压下内置式耐压液舱结构的力学规律,采用有限元方法对内置式耐压液舱及船体结构进行强度计算,分析了不同工况下耐压壳的变形和应力特征,比较了不同区域耐压壳的应力情况。结果表明:液舱内外相连通时的工况更危险,耐压壳应力水平也更高。同时,内置式耐压液舱的存在使液舱底部耐压壳的应力水平高于耐压壳其他区域。该研究结果可为内置式耐压液舱结构设计提供指导。     

二维垂向梯度非均匀介质中弹性波传播特性

研究了二维弹性波在宏观非均匀介质中传播的问题。由于介质物理性质的非均匀性,弹性波在该介质中的传播需用包含介质物理性质的空间导数的非均匀介质波动方程来描述。采用有限元法求解波动方程,重点研究和讨论了物理性质垂向梯度渐变的非均匀介质中弹性波的传播特点。结果显示:波速在垂向上的对称的递增或递减引起平面弹性波的会聚或发散;若波速在垂向上满足双曲余割分布,则弹性波可以在对称轴上周期性聚焦。     

基于有限状态机的作战实体模型行为规则可视化建模研究

为提升仿真模型开发效率,降低仿真模型的维护成本,本文从模型规则可视化建模需求入手,提出了基于有限状态机的实体模型行为规则形式化表达模型,并对基于有限状态机的模型规则可视化建模工具框架进行了设计,对模型规则可视化建模的工程实现进行了理论上的探索。     

基于数字孪生的导弹部队在线仿真系统设计

导弹作战具有复杂多变、不确定性强的特点,基于数字孪生技术在仿真系统中生成与现实世界实时同步的虚拟战场态势,从而进行作战方案在线仿真推演和效能评估,根据仿真评估结果预测战争走向,实现战场“透视”的目的,这对于指挥员掌握战场主动权和科学决策具有重要作用。通过建立在线仿真系统总体框架和内外部接口关系,将系统根据功能划分为战场情报预处理、实体模型动态生成与匹配、仿真推演、效能评估、仿真引擎和仿真支撑库等6个子系统,对各子系统的功能组成和运行机理进行解析,对基于EATI的建模法则和战场态势特征提取及模型匹配2项关键技术的具体原理和实现方法进行了解析,结合导弹部队的作战特点,建立了作战效能仿真评估指标体系,为下一步仿真系统的实现提供了方法指引。