不平衡数据下基于SVM增量学习的指挥信息系统状态监控方法

针对指挥信息系统历史状态样本有限的特点,基于支持向量机(support vector machines,SVM)设计了一种面向不平衡数据的SVM增量学习方法。针对系统正常/异常状态样本不平衡的情况,首先利用支持向量生成一部分新样本,然后通过分带的思想逐带产生分布更加均匀的新样本以调节原样本集的不平衡比。针对系统监控实时性要求高且在运行过程中会有新样本不断加入的特点,采用增量学习的方式对分类模型进行持续更新,在放松KKT(Karush-Kuhn-Tucker)更新触发条件的基础上,通过定义样本重要度并引入保留率和遗忘率的方式减少了增量学习过程中所需训练的样本数量。为了验证算法的有效性和优越性,实验部分在真实系统中获得的数据集以及UCI数据集中3类6组不平衡数据集中与现有的算法进行了对比。结果表明,所提算法能够有效实现对不平衡数据的增量学习,从而满足指挥信息系统状态监控的需求。

指挥信息系统韧性度量评估研究

指挥信息系统是现代战争体系的中枢,度量指挥信息系统的韧性,可以评估其在面对不确定性攻击扰动下的系统性能及作战能力,更好地保障作战任务的完成。分析了指挥信息系统韧性度量指标体系。针对指挥信息系统的网络化、面临威胁种类的多样化和作战任务的动态化等特征,从网络拓扑结构性质、威胁场景试验驱动以及作战任务完成能力等不同视角,总结归纳了当前指挥信息系统韧性度量评估方法,在此基础上进行深入分析和评述。考虑指挥信息系统的特点和发展趋势,指出未来指挥信息系统韧性度量评估值得关注的研究方向。

复杂适应系统理论视角下我国环境应急指挥信息系统发展机制研究

近年来,突发环境事件呈多发态势,亟须有由强有力的环境应急指挥信息系统支撑的突发事件环境应急指挥体系作为保障。本文基于复杂适应系统理论,对环境应急指挥信息系统的特征进行分析;运用复杂适应系统理论的刺激—反应模型、回声模型、涌现模型等典型模型,分析了环境应急指挥信息系统的发展机制,认为我国环境应急指挥信息系统是通过主体与环境和主体间的非线性互动、主体间趋同效应等实现系统涌现;并从技术赋能、主体间联动、完善平台系统等方面,提出提升环境应急指挥信息系统自适应能力的建议,对促进环境应急指挥信息系统的发展完善具有积极意义。

面向韧性的指挥信息系统节点重要性度量方法

为增强指挥信息系统韧性,提升资源使用效费比,必须把有限资源投入到对系统韧性影响最为显著的重要节点上。分析指挥信息系统韧性过程,以攻击发生后指挥信息系统在规定恢复时间内的平均功能水平来评估其韧性;建立指挥信息系统模型和节点模型,根据各个节点韧性增加/减少相同比率时,对系统韧性的影响程度来度量节点重要性,提出基于蒙特卡罗仿真的节点重要性计算方法;通过仿真实验对指挥信息系统韧性过程,节点重要性度量方法及其性能、应用场景等进行验证。实验结果表明,该度量方法能有效区分指挥信息系统节点的重要性,且在单调性和精确性方面具有一定优势,可应用于指挥信息系统规划设计、运维管理、应急抢修等阶段的韧性增强。

指挥信息流动变化影响海上作战指挥架构变革的探析

以海上作战指挥历史发展视角,梳理总结发现指挥信息流量逐渐变大、流向逐渐变多、流速逐渐变快,在指挥信息流动变化的影响下,海上作战指挥架构经历了一个由简单到复杂的变革过程,其内部构成不断优化、外部结构不断拓展和运行模式的灵敏性也不断增加。

基于Fitts定律的指挥信息系统人机交互优化设计

为优化指挥信息系统在交互操作上的流畅性,降低操作时间成本,提升信息化武器的作战效能,文章选取指挥系统中典型场景为研究对象,基于相关领域性特有的强交互性、时效性、严谨性等特征,并结合Fitts定律完成设计策略制定,解决原有指挥系统界面设计中人机交互问题。文章通过分析与实践发现Fitts定理能够在指挥信息系统设计过程中为设计师提供较强的指导性作用,为相关领域设计提供方法论层面指引与参考。

基于平行与边缘指控的指挥信息系统概念框架设计

平行指控概念建立了数字化战场“虚”与“实”的互动,为军事指控的智能化奠定了基础;边缘指控概念建立了“中心”与“边缘”的无缝衔接,为无人作战系统(单元)广泛进入战场在指挥控制要素上的融合提供了框架指导。论文基于平行指控与边缘指控概念实现的需求,借鉴民用“滴滴打车APP”架构,提出新一代指挥信息系统的架构,框架由三部分组成:联合全域战场管理平台、基于PREA环的指挥信息系统和基于OODA环的边缘自适应C2系统,联合全域战场管理平台接受来自各军兵种的力量,并进行联合全域作战力量的管理和控制;基于PREA环的指挥信息系统提供任务的理解分析功能,并向“基于OODA环的边缘自适应C2系统”发布任务指令清单;基于OODA环的边缘自适应C2系统解析任务指令,并接受来自“联合全域战场管理平台”的资源推荐,基于任务需求和推荐资源,生成虚拟任务组织。

基于网信体系的指挥信息系统建设运用研究

随着信息技术在军队建设中的发展运用,基于网信体系为基础支撑构建运行的指挥信息系统已成为军队作战指挥的主要手段,运用越来越广泛,作用越来越突出。但从当前指挥信息系统的建设质量和运用效果来看,还存在信息网络不稳定和系统互操作性差、功能界面人机互动性差、与日常军队指挥活动贴合不紧等突出问题,系统建设运用的差距还较大,需加强总体设计、破解短板问题、强化运行优化,推动系统建设能够更好适应和有效支撑信息化和智能化融合发展的战争样式需求。

基于KANO模型的指挥信息系统人机交互模式研究

以某指挥信息系统为例,以情境意识理论为基础,以态势感知与获取、理解与执行、预测与评估3个模态为研究特征区间,分别构建信息交换设计、界面交互设计、交互方式设计的人机交互模式,运用KANO模型逐步分析3类模型人机品质因数的感知程度,以期为指挥信息系统提供最优化的、与心理意图模式相匹配的可视化人机交互模式,从而为构建支持高效决策的态势感知作出良好的辅助支撑。

指挥信息系统软件界面可用性与安全性评估方法研究

在分析指挥信息系统软件界面和评估重点的基础上,构建了可用性与安全性评估的三层指标体系,同时介绍了当前常用的评估指标预处理、赋权和聚合方法,分析了其适用性,并选用层次分析法进行赋权,选用线性加权和法等进行聚合,开展了实例应用工作。从效果分析得出,所提出的面向指挥控制业务的指标体系构建方法适用性广,采用的量化方法具有普适性且使用方便,可为软件界面可用性与安全性评估工作提供参考。

美陆军指挥信息系统建设研究及启示

现代战争是具有智能化特征的信息化局部战争,呈现出高精度、高强度、快节奏等典型特征,指挥信息系统是在信息化战争中支撑所有战场力量与作战行动,保障多域(全域)作战、联合作战的关键。美陆军指挥信息系统建设一直处于世界领先水平,通过深入研究其建设发展情况,能为我陆军指挥信息系统建设及未来发展提供有益参考和借鉴。

课程思政视域下军事类课程教学设计探析——以“指挥信息系统技术基础”课程为例

突出指挥信息系统理论与技术的应用性定位,对理论、实践教学内容与思政元素进行整合梳理,开展课程教学与思想政治教学双线融合的课程设计。从思想政治理解、方法融入、行动实现三个层面设计课程思政及资源运用情况,采用课前、课中和课后三段式混合教学模式,以及任务驱动等教学方法开展“德融”教学,以双线知识图谱培养学员的政治、军事、科技三大素质,在探究知识传授和能力培养的同时,实现以“信息赋能、体系支撑”专业文化增强学员能战胜战信心的育人目标。

美军作战概念对指挥信息系统建设的牵引作用

美军作战概念的发展总是与其指挥信息系统的建设紧密相连,指挥信息系统有效支撑作战概念的发展,而作战概念的创新又有力牵引指挥信息系统的建设。通过详细回顾美军作战概念的发展进程,全面深化美军典型作战概念的内涵和关系分析,可以发现作战概念如何牵引指挥信息系统的建设,这既对指挥信息系统的建设具有深远的影响,也为研究其如何引领军队转型发展提供了理论遵循。

提高边境联合应急行动指挥信息保障能力的思考

边境联合应急行动具有政治敏感、战略性强,事发突然、现场速决等特点,其目的是在短时间内完成边境突发危机处置,恢复常态管控,成败关乎国家利益与战略全局。指挥信息作为边境战场的“中枢神经”,是作战行动的关键要素,提高指挥信息保障能力是行动制胜的重中之重。考虑到边境联合应急行动指挥信息保障的现实需求,从科学统筹指挥信息保障要素、协同构建军地共用信息平台、超前筹建边境信息基础设施、大力推进新技术创新赋能等方面分析思考,为提升边境联合应急行动指挥信息保障能力提供借鉴。

基于任务剖面的指挥信息系统测试充分性研究

现有的基于代码覆盖和功能覆盖的软件测试充分性评价方法,能够满足嵌入式软件或小规模信息系统软件的测试充分性评价要求,但由于指挥信息系统具有规模大、用户多、任务多样且复杂性高等特点,从代码覆盖和功能覆盖的角度难以做到对测试充分性的有效衡量和全面评价。提出一种基于任务剖面的指挥信息系统测试充分性评价方法,通过分析指挥信息系统的使用场景和业务需求构建任务剖面,根据马尔可夫链理论研究任务剖面相关特性和梳理任务状态间的时序交互关系,建立基于任务剖面和系统特征状态的测试仿真模型,通过构建基于系统特征状态、迁移边和变量空间等维度的测试充分性评价指标体系,采用模糊综合评价方法实现测试仿真模型的测试充分性量化评价。以文电传输下发为对象进行实例验证,结果表明,测试路径概率乘积最高的13条测试序列即可达到测试充分性为非常充分的评价结果,相较于测试仿真模型识别出的89条测试序列,执行的测试序列规模下降85%以上,实现了测试效率和测试充分性的平衡。

全域作战指挥信息系统总体架构及核心支柱

面向全域作战要求,分析战争新形态、指挥控制新范式、技术新推动,提出全域作战指挥信息系统的基本要素、应用架构以及关键能力;围绕全域作战指挥信息系统构建,提出五大核心支柱,即开发、安全和运维一体化(development,security,and operations,DevSecOps)、人工智能、数字建模、试验仿真、泛在网络;针对具体支柱,阐述其在全域作战指挥信息系统中的作用,并给出支撑能力形成的关键性措施.

软件定义指挥信息系统基本概念与原理

指挥信息系统未来如何建设发展是指挥控制领域关注的重点问题。首先,分析了软件定义技术的发展现状,在此基础上结合软件定义技术的思想内涵提出了软件定义指挥信息系统的基本概念,并描述了系统的基本组成和装备形态;然后,设计了系统的构建部署、运行调整以及升级演化模式;最后,阐述了系统运行的基本原理。通过探索软件定义指挥信息系统的基本概念与原理,为未来指挥信息系统的建设发展提供有益参考。

考虑需求变化的指挥信息系统韧性优化研究

现有指挥信息系统韧性研究忽略了需求变化对其韧性过程的影响,无法反映系统遭受攻击后的韧性能力与任务需求的关系。引入正常功能水平、最低功能水平和预期功能水平3个变量,提出需求显著上升、需求基本持平和需求显著下降3种韧性模式;针对韧性过程中功能水平下降和自适应恢复2个阶段,提出抵抗力增强和冗余度提升策略,定义措施效果函数,建立韧性优化模型,运用分组背包问题的近似动态规划算法求解;以某区域联合防空指挥信息系统为例,进行仿真实验,验证需求变化对指挥信息系统韧性优化的影响。结果表明,为适应复杂恶劣战场环境下不同场景作战需求,指挥信息系统应选用合理的韧性模式,并统筹考虑敌方攻击强度、经费预算和应对策略等相关因素。

基于功能水平曲线的指挥信息系统韧性评估模型

韧性已成为指挥信息系统研究的热点方向。文中基于攻击事件下指挥信息系统功能水平曲线定义其韧性水平,提出包含指挥信息系统结构、功能水平、攻击以及恢复模型的指挥信息系统韧性定量评估框架,建立包含感知、指控、武器、通信等子系统的指挥信息系统模型,并以遭敌精确打击为例,通过蒙特卡洛方法开展指挥信息系统韧性评估。仿真结果表明,该韧性评估框架和方法准确有效,可为指挥信息系统韧性评估与增强提供支持。

基于自然连通度的指挥信息系统结构网络化效能分析

以简单有向连通图为基础,建立了指挥信息系统结构的网络模型,对系统结构中各种作战环路的基本原理与作用进行了分析,指出环路是形成系统网络化效能的主要原因。采用可客观刻画不同环路数量加权和的自然连通度为主要指标,提出了一种基于自然连通度的系统结构网络化效能评估方法。通过对某区域联合防空指挥信息系统结构效能的仿真实验分析,验证了所提方法的有效性。