基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估及恢复策略

韧性可以全面描述装备体系吸收打击或干扰、并从打击或干扰中恢复的能力,体现了体系的综合性能。针对装备体系的韧性提出了一种量化评价方法,以对装备体系作战网络链路进行重要度评估。首先给出了装备体系韧性的明确定义,并建立了量化韧性的数学模型;其次提出了基于韧性增加值的链路重要度指标,并构建了一种基于装备体系韧性的作战网络链路重要度评估模型;然后构建了不同的恢复策略,并分析了其对作战网络性能恢复的影响;最后通过应用案例验证了所提方法与模型的适用性和合理性,为优化体系结构、保障和提高体系作战性能提供了理论支撑,也为进一步开展基于装备体系韧性的作战网络应用研究提供了参考借鉴。

基于杀伤链的动态重构作战网络抗毁性分析

作战网络的动态重构过程是其重要特征之一,从杀伤链的角度构建作战网络的动态重构过程,有利于提高作战网络的作战能力和抗毁伤能力。提出了基于杀伤链的动态重构作战网络抗毁性分析。描述了基于异质网络的作战网络模型和典型的杀伤链模型。从杀伤链角度给出了作战网络在节点失效过程中的动态重构策略,并提出了基于杀伤链的网络抗毁性指标。在方法研究基础上进行了案例分析。分析结果表明,动态重构作战网络的抗毁性高于无重构的作战网络,动态重构过程提高了作战网络的抗毁性。动态重构作战网络在度优先攻击策略下的抗毁性明显低于随机攻击策略下的抗毁性。该方法对于作战网络在动态重构下的作战能力评估和分析具有重要意义。

作战网络功能体及其作战能力分析

针对复杂作战网络结构和功能特点难提取、能力生成机理难掌握的问题,将生物复杂网络的功能体理论首次引入作战网络,研究了其功能体及其作战能力.根据作战实体的密切配合关系,以节点间作战链的共享情况为依据,定义了功能体;依托基于种子扩算的标签传播算法,加入描述节点间配合的相关参数,给出了作战网络功能体识别算法;从功能体的作战实体构成和结构特点出发,对功能体分类;按照作战能力的定义,基于观察-判断-决策-行动(object-orient-design-act,OODA)环构建了功能体作战能力模型.仿真分析表明,作战网络功能体规模呈幂分布,决策类实体易形成功能体的核心节点,打击类节点无法单独形成功能体;功能体的作战能力受其规模和节点组成影响,规模越大、传感和决策节点越多,则功能体的作战能力贡献越高.

基于OODA优化的作战网络信息通信保障力量需求研究

作战网络中信息通信保障力量使用是否合理,关系着作战网络中信息流转的效率,深刻影响着作战网络能力的生成。以OODA环优化为目标,研究了作战网络中信息通信保障力量的需求。首先,确定OODA运转效率的评价标准,采用面向作战网络特征的遗传算法优化网络;根据优化后作战网络的节点度以及社团结构,分析了作战实体和网络整体的信息通信保障力量需求。实验表明,作战实体的信息通信保障力量需求不仅与其重要性有关,还受实体类型影响;信息通信保障力量需满足含3类子网的作战网络构建需求,包括两类星型网、一类网状网,且3类子网需有序衔接。

基于有向自然连通度的作战网络抗毁性研究

介绍了作战环的概念,建立了基于作战环的武器装备体系作战网络模型,提出了有向自然连通度指标作为作战网络抗毁性测度。为验证其可行性与有效性,设计了3个仿真实验:边减少、边增加与连接概率增加仿真实验,比较分析有向自然连通度与Laplace矩阵谱半径分别作为抗毁性测度指标的评估效果。研究表明:与Laplace矩阵谱半径指标相比,有向自然连通度指标更加敏感精准;抑制作战网络侦察节点侦察能力对抗毁性影响最为显著;可以通过提高武器装备体系侦察信息准确性、指控能力、火力打击能力及通信能力来增强作战网络抗毁性。

复杂网络理论的作战网络动态演化模型

为动态评估作战组织结构对作战效能的作用影响,采用复杂网络分析了信息化条件下作战组织结构的网络化特性,综合考虑作战组织实体及组织结构关系的异质性,构建了基于多维加权的作战网络模型,定义了刻画作战网络性能的协同增益特征量.以提高作战效能作为网络演化动力,分别设计了择优演化和随机演化两种作战网络动态演化模型,结合协同增益指标提出了分析作战网络动态演化与作战效能之间内在关联及影响规律的方法,仿真结果验证了方法的可行性,为设计与优化作战组织结构提供理论依据.

基于控制环的作战网络对抗模型

战争的手段和用兵之道总是随着技术的发展而变化,借鉴网络中心战的思想,深入分析了分布式作战网络的生成机制,及其对抗行为的微观和宏观机制。在此基础上,针对信息时代由信息优势获得作战效能的本质特点,提出了控制环和行动节奏的概念,刻画不同对抗体系信息效能的差异;进而提出了作战网络的对抗模型和度量作战网络的效能指标。通过仿真实验分析,对比研究了不同网络结构(传统型、协同式和分布式)、不同攻击模式(随机打击、指控优先打击和度优先打击)对交战过程和结果的影响。

基于复杂网络的作战网络分析

分布式网络化作战是网络中心战的基础,而分布式作战网络的构建是网络化作战的重要前提。首先,运用复杂网络的相关参数分析了多种不同的网络,选择了BA非标度网络作为分布式作战网络的最优表现形式;其次,以BA非标度网络为基础提出了一个适合军事上动态鲁棒性分析的模型DCNCE;最后,仿真结果表明,在以网络效能值为测度的对比下,分布式作战网络在介数毁伤策略下更脆弱,为构建并改进现有的作战网络提供了理论依据。

边攻击下非对称相依作战网络级联失效模型

复杂网络理论在作战网络中的应用是一个全新的研究视角,也是探索网络结构和功能之间关系的有力手段.为研究负荷作用下相依作战网络的级联失效过程,首先依据军事系统的实际交联关系构建了非对称双层相依作战网络模型;然后改进了基于本地负荷重分配的非线性"负荷-容量"模型来研究连边的失效及负荷传递,计算了级联失效模型的计算复杂度;最后仿真分析了连边遭受蓄意攻击时,连边负荷及容量与网络级联抗毁性的关系,并与WS-WS对称网络模型进行对比.仿真结果表明:无论是孤立状态还是相依状态下,网络的级联抗毁性与连边容量变化呈正相关,而与负荷的变化呈负相关;相依网络的级联抗毁性比孤立网络要差,并且相依网络级联失效的过程更缓慢;孤立C2网络中的层级加权结构使得级联失效过程中出现短暂的平台期;与对称WS-WS相依网络相比,非对称作战网络的级联抗毁性更差.在非对称相依网络中,子网之间的级联抗毁性不同,而在相依对称网络中,子网的级联抗毁性几乎相同.

基于反导作战环的装备作战网络能力评估

考虑到以往装备体系的研究方法忽略了装备之间的配合关系,基于网络科学思想,建立反导作战网络模型。阐明了反导作战能力生成机制,并基于此提出了反导装备体系作战网络能力评估方法,最后通过示例对所提出的建模和评估方法进行展示,证明了该方法的可行性和有效性。

水下作战网络综述

首先介绍了国外水下作战网络研究的发展现状,详细阐述了美国水下作战网络的研究成果,并简要介绍了我国在水下作战网络研究方面的现状。在此基础上,提出了水下作战网络的概念和网络模型,分析了水下作战网络的特点、网络体系结构与网络拓扑结构、网络协议,然后指出了构建水下作战网络面临的困难,及我国应着重突破的技术难点,希望为接下来的具体研究提供一定的指导。

时变耦合强度的复杂动态作战网络的同步

以耦合强度为时变的动力系统作为复杂动态作战网络的一般模型,提出了时变耦合强度的复杂动态作战网络的自适应同步方案。从理论上证明了自适应同步方案成立的充分条件,并利用计算机仿真验证了理论的正确性。

多头作战网络连接下伪入侵报警去除方法研究

在野外作战网络中,为满足需求需要对网络预留多个对外接口,使得网络可以与外部资源对接。进行链接时,外部资源差异性会造成网络参数波动,形成伪入侵特征。传统的网络入侵检测在应用到多头作战网络下,会被瞬时增加的伪入侵特征干扰,随着外链频率的增加,伪入侵加强,造成伪入侵报警;提出一种多头作战网络连接下伪入侵报警去除方法,当外部数据链入作战网络时,将所有的数据进行统一的归类和分析处理,使所有的数据均围绕在一个共同的深度特征下,不断更新外链数据特征权值,采用迭代方法最大限度的提高外链数据的检测;仿真结果表明改进方法能够在大批量多样性外接链路中,提高入侵检测准确性,降低伪警率。

基于作战环的反导作战网络能力评估

为了将反导装备之间的信息交互及各作战行为对反导作战能力的影响反映在建模与评估中,对反导作战过程进行分析,将反导装备抽象为网络节点,将反导作战活动抽象为网络边,建立反导作战网络,并基于作战环的思想对反导作战网络进行能力评估。

反导装备体系作战网络建模方法研究

针对反导作战过程中反导装备体系结构网络化的特征,为了客观地将反导装备之间的相互作用关系反映在体系结构建模和能力评估中,基于作战环的思想建立反导装备体系作战网络模型。

基于活动环路的作战网络节点重要度评估方法

在原有研究的基础上,将作战活动和作战活动间的关联关系抽象成作战网络模型,对复杂作战网络节点重要度进行更细化的评估。在利用环介数指标评估的基础上分析了节点间的依赖关系,考量了作战活动环路的大小,定义了影响作战活动效能的影响因子。还分析了OODA环的节点重要度,证明考虑依赖关系和影响因子的作战网络节点重要度评估更为精确。通过与其他的评估方法比较分析,证明了该方法具有更高的区分度,适用于评价作战网络。

基于元路径的武器装备体系作战网络链路预测方法

链路预测是网络科学研究的基本问题,武器装备体系作战网络链路预测有助于识别异构作战网络中的隐含信息,对网络重构、关键节点识别以及作战计划制定等具有重要意义。从体系视角出发,基于元路径思想,提出了一种基于元路径的武器装备体系作战网络链路预测方法。首先,针对武器装备与装备间关系的异质性,分别抽象为作战网络中不同类型的节点与边,建立武器装备体系异构作战网络模型。其次,异构作战网络中不同元路径具有特定语义含义,梳理异构作战网络中存在的元路径并对其具体物理含义进行描述,提出基于元路径冗余度的节点相似性指标,在此基础上构建武器装备体系作战网络链路预测模型。最后,与选取的典型链路预测模型及算法进行对比,证明所提方法的可行性和有效性,并结合具体军事应用需求进行应用实例研究。

基于环介数的复杂作战网络节点重要度评估

参照介数的定义方式,定义了一个适用于评估复杂作战网络节点重要度的新指标——环介数;并利用程序寻找作战网络中所有的环路,计算作战节点的环介数;还分析了几种特殊的作战网络;通过与其他的评估方法比较,证明了该方法的有效性,适用于复杂作战网络。

基于网络切片的海上作战网络资源管控框架研究

随着海上作战任务的日益复杂与陆海空天一体化进程逐步演进,海上通信网络流量密度、类型也在不断增加。通过对海上作战网络资源特点、管控需求等进行研究,提出一种基于网络切片的网络资源管控技术,满足各类海上作战应用的网络需求,同时保证网络资源利用的有效性。论文首先分析了海上作战任务的QoS需求保证和网络资源动态分配特点,以此为基础提出了基于网络切片的网络管控框架。最后,提出资源控制流程,为实际应用给出参考。

美军作战网络:信息共享的发展研究

论文主要研究了美军作战网络发展的相关问题,从顶层设计、政策支持、当前的作战环境以及存在的风险等多个方面进行了分析和研究。这些实例表明,只有将美军中的信息共享文化从基于"需要知道"转为基于"需要共享",才能真正实现联合、跨机构、跨政府和多国作战。