装备体系需求分析流程研究

阐述了装备体系需求分析的基本流程和方法,并就具体的作战对手分析、作战场景构想和体系指标分配等做了详细介绍。通过装备体系的正向需求分析,建立体系不足列表,为装备体系的设计提供输入。

基于DoDAF的反无人机装备体系结构建模

针对当前反无人机作战研究热点,以要地反无人机装备体系需求分析为输入,基于美国国防部体系结构框架(department of defense architecture framework,DoDAF)标准,采用基于模型的体系架构(model-based systems engineering,MBSE)设计方法,构建反无人机装备体系,完成体系结构建模和方法设计,选取典型作战视角和系统视角描述模型,给出较为全面、直观的反无人机装备体系顶层概念框架,可为未来反无人机作战及装备发展提供思路与借鉴。

基于数字孪生与平行试验的装备体系试验鉴定数字化应用

随着装备体系化发展,传统的实装试验手段越来越无法满足复杂装备的试验鉴定要求。数字孪生和平行试验作为目前主要的数字化方式,可为装备试验鉴定领域数字化应用提供支撑。对两种数字化技术手段进行对比分析,提炼二者的技术内涵和特点将其进行融合,探索数字化技术手段在装备试验鉴定领域的应用模式、应用时机和应用场合。以卫星装备为例,通过构建基于数字孪生与平行试验的装备体系试验鉴定数字化架构,设计具有可行性的数字化应用方案,并利用两个典型试验场景验证装备体系试验鉴定模型库中各数字模型的置信度和可靠性,为后续在轨任务实施方案设计及性能鉴定提供数据支撑,并为装备体系试验鉴定的发展提供总体思路。

装备体系可靠性概念、建模与预计方法研究

武器装备体系执行任务复杂多样,其可靠性直接影响装备战备完好性与效能。传统可靠性建模与预计方法未充分考虑装备体系组成系统之间的资源共享与信息融合特征,难以满足现代化装备体系化和集群化需求。因此,分析给出装备体系可靠性相关概念,并提出了一种基于广义有效OODA(observation,orientation,decision,action)环的装备体系可靠性建模与预计方法。首先,对装备系统与体系可靠性相关概念进行辨析,分析装备体系可靠性、维修性、测试性、保障性和安全性概念内涵。其次,考虑装备体系节点异质性与连边有向性,建立资源与信息共享条件下的装备体系OODA网络模型。然后,考虑装备体系节点与通信链路的随机、蓄意攻击失效和重构策略,提出基于广义OODA环的装备体系可靠性建模与预计方法。最后,以100个无人机组成的无人装备体系为对象验证所提方法的有效性与实用性,进而提升其作战效能。

装备体系贡献率评估方法研究综述

装备体系贡献率评估是装备体系发展规划中的基础问题。为了有效支撑装备发展规划,把握装备体系发展方向和重点,从装备体系贡献率概念出发,阐述了相关研究热点,并从体系能力、体系效能、体系结构3个角度梳理了装备体系贡献率评估方法的研究现状。分析现有装备体系贡献率评估研究中存在的不足,提出未来研究的重点应包括充实理论基础、完善装备需求分析、拓展评估阶段、创新评估方法等。

基于OODA环的低空防御装备体系作战效能评估

针对低空防御装备体系存在功能结构复杂、信息交互多、任务抛面大、新装融合不确定等因素导致装备体系作战效能评估容易产生误差的问题,根据装备和任务特点建立低空防御装备战技指标评价体系,采用OODA环理论构建作战网络评估模型,借鉴信息熵和ADC相关概念计算网络边和节点的自信息量,通过多路作战环信息熵的聚合得到装备体系作战效能,最后对新型低空防御装备体系作战效能实例进行评估,分别得出高能激光武器、高能率微波、电子压制、蜂群对抗、粒子束等装备加入低空防御体系后对小型无人机类目标、巡飞弹类、蜂群类目标的作战效能,给出低空防御装备体系建设相关建议。

基于正向解析式和多目标博弈优化算法的复杂装备体系优化设计方法

针对复杂装备体系(Complex Equipment System-of-systems,CES)优化设计中指标变量多、仿真依赖性强、易陷入局部最优的问题,提出一种基于正向解析式和多目标博弈理论(Multi-Objective Game Theory,MOGT)优化算法的CES优化设计方法。为提升CES优化设计的可解释性,构建任务级—能力级—装备级的评估指标体系;在此基础上,基于装备机理和效用函数表征装备评估指标与作战能力之间的正向映射关系,并利用相邻优属度熵权法计算各指标权重;通过正向解析式与约束条件建立多目标优化模型,并采用MOGT优化算法获得最佳优化结果。以某作战推演平台中防空攻防想定为例,开展算例评估与验证分析。研究结果表明,该方法能够实现CES中最优设计方案的求解,可显著提高设计效率和降低设计成本,为下一代装备发展论证、设计评估和作战试验提供了基础性工作。

面向杀伤链的装备体系成熟度评估问题研究

杀伤链的稳定有效闭合是装备体系成熟的重要标志。聚焦装备体系建设中杀伤链的闭合过程,分析面向杀伤链的装备体系发展规律,总结装备体系成熟特征,综合考虑集成状态、体系能力、作战效能、体系韧性、验证环境等因素,提出面向杀伤链的装备体系成熟度等级评估模型及评估方法,案例验证了模型和方法的可用性。可为有关部门及时掌握装备体系建设进展、提高管理精细化程度、牵引装备体系实战化发展提供有力支撑。

基于SEM的末端防御装备体系结构贡献率评估

针对装备体系结构贡献率评估概念不清晰,评估方法研究较少等问题,进一步阐述了基于结构的装备体系贡献率内涵及其应用场景,并采用结构方程模型(structural equation model,SEM)构建了装备体系结构贡献率评估模型,分析了结构贡献率评估的具体操作流程及方法。以末端防御装备体系为例,通过装备体系结构贡献率评估得到不同打击拦截装备的组合方案能力排序,可为末端防御装备编配及作战运用提供理论支撑。

基于元模型的装备体系知识图谱构建

针对当前军事领域知识图谱描述装备体系存在的数据规范程度不高、实体不统一和实体关系不一致等问题,提出一种基于元模型的军事领域本体模型构建方法。该方法采用体系架构元模型技术框架下的概念数据模型和逻辑数据模型定义装备体系本体,从而生成装备体系知识图谱,避免不同兵种、不同业务领域装备体系本体不一致的影响。选取协同打击任务场景构建无人机集群装备体系应用本体,导入Neo4j软件生成知识图谱。结果表明,所提方法能够满足装备体系知识图谱构建需求。

基于IPSO-SVR的反导装备体系效能评估方法研究

鉴于反导装备体系运行机理复杂、结构不清难以选择合适的效能评估模型等问题,采用“数据驱动+深度学习”的方法对反导装备体系效能评估展开研究。结合反导装备体系作战过程,从探测跟踪、指挥控制、火力拦截和综合保障4个方面构建了反导装备体系效能评估指标;针对PSO算法容易陷入局部极值、早熟收敛等问题,提出改进型粒子群优化算法,对SVR参数进行优化,建立了IPSO-SVR效能评估模型;在大量反导装备体系实验数据抽取、处理、分析的基础上,对IPSO-SVR模型进行训练和学习,以此获得对反导装备体系效能的非线性拟合。实验结果表明:所提效能评估方法期望输出和实际输出之间误差非常小,拟合精准度高,具有较高的可靠性和可行性。

基于任务模型的装备体系动态构建的语义实现机制和方法

针对异构装备协同完成任务时需要统一规范的装备体系描述,基于装备体系的应用目的提出面向任务完成的装备体系及其动态重构的语义实现架构和方法。从装备体系“面向使命任务”的本质要求出发,提出任务模型作为装备体系语义描述范式及其框架与构成;提出一种任务模型描述框架的原型实现方法,包括任务模型原型本体实现与动态控制机制,规范化描述装备体系及其动态重构过程。兵棋推演实例验证结果表明,该任务模型具备描述框架的可行性。

基于作业效能的交通装备体系应急能力评价方法研究

公路交通应急装备体系应急能力评价可以反映配置装备的有效性与合理性,但也存在评价体系不明确、评价目的不清晰、评价指标覆盖不足等问题,急需一种面向储备装备体系的应急能力评价方法。本文在明确应急储备中心所储装备体系应急能力需求的基础上,梳理装备、运输、任务等要素对装备体系应急能力输出的影响特征,构建以装备作业能力为核心的评估模型,借鉴模糊综合评判提出面向多层级的装备作业效能及作业效能需求等参数变量的量化方法并实现模型求解。通过实例分析,获得了某单位应对暴雨事件应急任务的装备体系应急能力评价结果,验证了模型的有效性与合理性。

基于杀伤网的装备体系效能贡献率评估方法

为准确把握装备体系发展方向和重点,从体系视角出发,以装备性能指标及其关联关系为依据,提出了基于杀伤网的装备体系效能贡献率评估方法。根据装备体系特点构建了杀伤网模型,并基于中心性指标对节点重要性进行评估;基于装备性能指标和杀伤网特点提出了装备体系作战能力和时效性聚合方法,并进行体系效能贡献率评估。案例分析验证了所提方法的可行性和有效性。

基于TOPSIS的防空预警装备体系作战效能评估方法

为了检验预警装备体系在特定条件下完成作战任务的效果和优选作战方案,对防空预警装备体系作战效能评估方法进行了研究。通过分析区域防空预警作战流程,构建了基于侦察预警能力、战场生存能力、指挥控制能力和综合保障能力的作战效能评估指标体系。针对单一赋权方法权值偏颇的不足,运用序关系分析法(G1法)和改进的标准间冲突性相关性(CRITIC)法确定指标综合权重,利用改进的逼近理想解排方法(TOPSIS)对防空预警装备体系作战效能进行定量评估。通过装备部署方案仿真试验,验证了该方法的可行性和科学性,对防空预警装备体系作战方案的设计和优化具有指导意义。

装备体系试验指挥体制与关键环节研究

体系试验是装备实战化考核和新型军事训练发展的必然趋势,对探索装备体系运用模式、促进装备体系作战能力提升具有重要意义。论文基于体系试验的特征提出了体系试验指挥的特点要求,重点探讨了试验指挥中存在的红、蓝、白三方指挥体制,描述了其方式、流程、能力和链路,最后选取了指挥流程中具有体系试验特性的试验筹划、导演调理和交战裁决三个关键环节,对其主要任务、实施要点等要素进行了归纳总结,为装备体系试验的深入研究和工程实践提供支撑。

装备体系试验总体设计与综合评估研究

针对以装备体系试验促进装备体系作战能力提升的迫切需求,立足装备体系试验实际,辨析了装备体系试验的整体定位,构建了“一线六层”装备体系试验体系架构,提出了体系试验实施策略集、试验设计流程和实施模式,明确了4个层级的综合评估内容,设计了评估指标与构建流程,总结了4类评估模式,建立了综合评估方法体系,为装备体系试验的深入研究和工程实践提供理论支撑。

装备体系能力底图及应用研究

结合装备体系转型建设的要求和装备体系评估、分析等工作实践及实战化练兵备战需求,针对当前装备体系能力表达模型数理化强、抽象程度高,与体系分析应用脱节等问题,提出了一种新的装备体系能力表示方法——装备体系能力底图。阐述了装备体系能力底图的基本概念、主要表示方法和典型应用模式,并展示了单装图、型谱图和体系图可视化的能力底图示例。示例表明装备体系能力底图能够直观形象地展现所需知识,可为从事装备体系规划、论证、决策人员提供支撑。

基于RLoMAG+EAS的同构集群装备体系作战效能评估方法

装备体系是作战体系在装备视角的反映,研究装备体系作战效能评估问题,对装备体系优化、建设发展具有重要现实意义。集群装备作战体系对抗,具有大规模、高动态、强对抗特点,传统方法难以对其作战效能直接进行评估,针对单一任务同构集群装备体系(如无人机侦察蜂群、地面无人平台火力突击集群等),从多智能体博弈理论的视角,将装备体系对抗过程看作为多智能体系统马尔可夫博弈过程,提出一种基于多智能体博弈强化学习(reinforcement learning of multiagent game,RLoMAG)的装备体系作战效能评估方法。分析了评估方法原理,建立了装备体系对抗模型。给出了装备体系作战效能评估方法框架,包括智能体建模、博弈算法设计、装备体系作战效能指标设计,开展探索性体系对抗仿真,求解装备体系博弈最优策略,分析最优策略下的装备体系作战效能指标等步骤。以基地防御作战场景为背景,给出了无人机蜂群装备体系作战效能评估方法应用示例,验证了方法的有效性。

基于模糊Borda序值的装备体系构建方案动态论证方法

针对采用不同方法对装备体系构建方案作战效能论证评估结论不一致性问题,提出了基于模糊Borda序值的动态论证方法。立了不同论证方法及其事前检验、综合不同论证结论的模糊Borda数、综合论证结论与不同论证结论的事后检验等关键模型和算法;给出了某型通信对抗装备体系构建方案的动态论证算例。实例分析结果表明了该方法的有效性和合理性,为合理解决多种装备体系构建方案论证评估结论非一致性问题提供了思路。