基于分段特征提取的仿真模型结果验证方法

校核、验证与确认(verification,validation,and accreditation,VV&A)是保证仿真模型可信度的关键手段,其中模型验证是核心环节。针对导弹飞行仿真模型结果验证存在的参考数据不可获得、参考数据来源多样、专家验证主观性强等问题,提出一种基于时间序列分段特征提取的导弹飞行仿真模型结果验证方法。提出了一种综合的时间序列分段线性方法,由基于二阶导数提取趋势边缘点的线性分段算法和基于极值点优化的Top-Down线性分段算法两部分组成,以实现对导弹飞行仿真数据和参考数据进行有效的线性分段表示。基于上述分段结果,对各段时间序列的均值、方差、斜率等特征进行提取,以辅助专家进行验证,从而降低验证中的主观性;或者直接利用TIC系数法、动态时间规整(dynamic time warping,DTW)等方法进行客观的相似性分析。通过充分利用时间序列的分段特征,可实现各种情形下的导弹飞行仿真模型结果验证。通过一个导弹模型结果验证案例演示了所提方法的可行性和有效性。

作战仿真混合实验方案设计研究

作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效的混合实验设计方法提出了迫切的需求。针对这些需求,对作战仿真混合实验方案设计技术展开了研究。对实验设计方法做了简单的分类和综述,给出了3种混合实验方案设计方法的流程及其优缺点分析;介绍了一个面向作战仿真的实验设计系统,包括软件架构设计、功能组成及实验设计流程;以一个作战想定为例,演示和分析了3种混合实验方案设计方法的具体应用。上述方法和工具将有效指导复杂作战仿真中具有离散和混合类型因子的实验设计问题,并在多个仿真项目得到了应用和验证。

基于灰色关联的体系效能评估指标筛选

针对体系效能样本量较少、样本数据规律不确定的特点,提出基于灰色关联的体系效能评估指标筛选方法。筛选方法利用序列曲线的几何形状相似程度判断评估指标与作战效能之间的关联度,通过关联度大小量化评估指标与作战效能之间的关联关系,筛选关键体系效能评估指标。将筛选方法应用于某导弹防御案例,验证了该方法的可行性。

俄乌军事冲突对防空装备体系发展启示研究

针对防空装备体系建设和装备发展等需求,以2022年2月俄乌军事冲突中的空袭/反空袭作战为例,分析攻击方电子干扰效果、巡航弹突防高度以及防御方防空反导武器性能等对对抗效果产生影响的关键因素,采用探索性分析结合仿真推演的方法,设计了三种探索性实验方案,通过仿真推演定量分析上述因素对攻击方战术弹道导弹、巡航导弹等弹药命中数量的影响,提出防御方防空反导装备体系的网络化作战、一体化防空反导等发展建议,为防空反导装备发展、体系建设和运用提供参考。

数据驱动的装备效能评估模型构建方法研究

针对武器装备效能评估问题复杂,呈现非线性,而传统解析方法存在评估指标赋权不客观的问题,无法准确建立效能评估的数学模型,提出了一种基于数据驱动的效能评估模型构建方法,通过引入元模型技术,基于遗传算法改进的GA-BP神经网络构建武器装备效能评估模型,挖掘效能评估指标间的关联关系,赋予评价指标客观权值。以某型防空导弹武器系统拦截效能评估为例,验证了该方法的可行性。该方法可为武器装备战术技术指标快速优化设计、作战效能评估结果预测奠定基础。

面向关键能力的陆军全域作战体系贡献率评估

针对陆军全域作战装备论证对体系贡献率提出的需求,提出一种面向关键能力的装备体系贡献率评估方法。首先基于陆军全域作战任务,分析影响陆军全域作战装备体系作战效能的关键能力。然后,在作战任务与作战能力分析的基础上,给出陆军全域作战装备体系典型作战场景,构建陆军全域作战装备体系仿真评估系统,提出一种基于关键能力的体系贡献率评估模型。最后,通过典型场景下的体系仿真实现陆军全域作战装备体系贡献率评估,为陆军全域作战装备的论证提供支撑。

装备效能仿真试验因子灰色关联筛选方法研究

装备效能仿真试验因子众多且分布各异,这导致仿真试验成本增加。提出了一种基于灰色关联分析的试验因子筛选方法。基于少量仿真试验样本数据,通过计算各试验因子相对于装备效能值的灰色绝对关联度,筛选出较敏感指标,从而实现试验因子空间降维,降低仿真试验成本。以某型防空导弹武器系统作战效能仿真试验因子筛选为例,验证了该方法的可行性。

基于XGBoost的装备体系效能预测方法

针对装备体系效能预测问题,提出了基于极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法的装备体系效能预测方法。首先给出了基于XGBoost的效能预测流程;然后利用XGBoost建立评估指标与效能之间的非线性映射模型,实现对装备体系效能的预测。模型构建过程中采用了格栅搜索确定模型最优参数,避免了人为设定的盲目性。以某防空导弹武器系统效能预测为例,验证了该方法的有效性。