基于信息流的网络化C4ISR系统结构抗毁性分析方法

网络化C4ISR系统规模庞大、结构复杂,系统结构成为影响网络化C4ISR系统各种特性的主要因素,特别是结构与系统抗毁性之间存在直接的因果关系。本文在分析系统结构抗毁性概念的基础上,首先提出了网络化C4ISR系统结构信息流模型;然后基于该模型提出了基于信息流的系统结构抗毁性分析方法;包括不完全信息下系统结构的攻击模型、系统完成任务能力的度量方法以及抗毁性指标计算方法;最后通过对区域联合防空指挥信息系统结构抗毁性仿真实验分析,验证了该方法的有效性。

网络化C^4ISR系统结构时效性分析方法

现代战争中,战略预警、时间敏感目标的打击、协同指挥决策等都对网络化C4ISR系统的响应时间提出了更高的要求。提出了一种基于社会网络分析的网络化C4ISR系统结构的时效性分析方法,从系统结构层面评估网络化C4ISR系统的响应时间。为此,首先建立网络化C4ISR系统结构的OPDAR模型,然后提出了情报信息流、协同信息流和指控信息流3类信息流的定义、数学表示及其参量计算方法,在此基础上定义了情报信息流时延、协同信息流时延和指控信息流时延3种系统结构时效性分析指标及计算方法,支持定量分析系统结构的时效性。最后,利用所提分析方法对设计的两种区域联合防空系统结构的时效性进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

信息流的网络化C^4ISR系统结构关键节点挖掘方法

为了增强网络化C4ISR系统结构的抗毁性,如何准确挖掘系统结构关键节点至关重要。针对这一问题,首先阐述了几种基于介数的复杂网络关键节点挖掘方法,随后提出基于信息流介数的挖掘方法。该方法结合网络化C4ISR系统自身特征,建立能够表征情报获取单元(O)、情报处理单元(P)、决策控制单元(D)和响应执行单元(O)以及单元间关系(R)的OPDAR模型,在此模型上定义情报、协同和指控3种信息流,并依据3种信息流及其权重计算节点介数。最后,以区域联合防空系统结构为例,分别利用此方法和最短路径介数方法挖掘潜在的关键节点,并经分析得出:前种方法能更好地适应使命任执行阶段的变化,揭示关键节点动态转移的现象,有效支撑网络化C4ISR系统抗毁性设计。

网络化C^4ISR系统结构抗毁能力优化方法

针对网络化C4ISR系统结构中关键节点、备份节点和最优备份策略等问题,提出了一种网络化C4ISR系统结构抗毁能力优化方法。该方法基于信息流点介数的节点重要度计算,结合备份处理和传输代价等约束建立了系统结构抗毁能力优化模型。最后,通过某网络化区域联合防空系统结构抗毁能力优化案例,验证了该方法的有效性。

基于系统资源协同机制的C^4ISR系统网络化运作方法

针对各类系统资源如何高效协同运作以适应战场变化问题,建立了系统资源主体模型,提出了一种基于工作流和自主协商相结合的系统资源主体动态协同机制,并建立了4种系统资源主体间协同策略,实现了系统资源主体动态协同。最后通过仿真试验分析,验证了协同框架与协同策略的有效性。

基于信息流的网络化C^4ISR系统结构时效性优化方法

为了适应多样化作战任务和复杂态势环境,网络化C4ISR系统自动调整系统结构以提高系统结构时效性至关重要。鉴于此,结合C4ISR系统结构OPDAR模型和信息流模型,提出了基于信息流的时效性优化模型和求解方法。首先,提出了反复迭代优化瓶颈子结构直至优化效果收敛的整体思路;然后,在分析系统结构时效性优化目标和约束条件基础上建立了系统结构时效性优化模型,并在优化瓶颈子结构过程中设计了专用遗传算法(GA)用于搜索最佳优化方案;最后,通过优化一个区域联合防空系统结构案例,验证了该优化方法的有效性和可行性。

一种基于改进动态贝叶斯网络的C4ISR系统互操作能力评估方法

互操作能力是衡量C4ISR系统能力的关键指标,为解决传统互操作能力评价过程中存在的无法对战场环境下处于动态变化的C4ISR系统进行有效仿真评估的问题,通过双维蒙特卡洛方法对传统动态贝叶斯网络进行改进,提出了一种适用于战场环境下C4ISR系统互操作能力的评估方法,为C4ISR系统的规划建设和组织运用提供参考依据。

C4ISR系统结构模型及其网络化效能分析

针对C4ISR系统结构的定量分析与效能评估问题,提出了一种基于复杂网络的C4ISR系统结构建模及网络化效能评估方法。在对系统组成要素及交互关系进行分类和抽象的基础上,将其映射为复杂网络模型中的节点与连边,进而利用复杂网络相关统计特征建立系统结构的网络化效能评估指标。通过对某典型C4ISR系统结构及其演化过程进行实例分析,验证了所提方法的可行性和准确性。

网络中心化C^4ISR系统结构“五环”及其效能表征研究

针对网络中心化C4ISR系统结构的定量设计与分析问题,以网络中心战结构模型和观察、调整、决策以及行动(observe,orient,decide,act,OODA)过程模型为理论依据,建立了系统结构"五环"概念,采用网络化效能因子(coefficient of networked effectiveness,CNE)衡量系统结构的网络化效能,形成系统结构"五环"效能表征模型,并给出了指导网络中心化C4ISR系统结构设计的若干推论,仿真实验验证了表征模型的有效性。

网络中心化C^4ISR系统结构与超网络模型

将一种特殊复杂网络——超网络引入网络中心化C4ISR系统结构的表征和建模。比较了网络中心化C4ISR系统与一般信息网络在拓扑结构上的差异,分析了一般的复杂网络理论在表征和建模系统结构的局限性,描述了网络中心化C4ISR系统结构的超网络特征,建立了系统超网络模型,最后给出了网络中心化C4ISR系统结构超网络模型研究突破口。

C^4 ISR系统网络中心体系架构

C4 ISR系统正向网络中心化发展,其体系架构研究成为系统研制和建设中的关键问题之一。总结归纳了C4 ISR系统架构的发展历程,提出了C4 ISR系统网络中心架构模型。该模型是一种基于军事信息基础设施的"三网"耦合模型。针对体系资源的组织和运用,进一步提出了C4 ISR系统网络中心资源组织与处理模型,旨在为网络中心化C4 ISR系统的设计、研制和建设提供理论指导和参考。

网络中心化C^4 ISR系统服务架构及运行机制

针对以平台为中心的C4 ISR系统中计算、存储、通信以及软件等资源独占使用、适应性差以及抗毁能力弱等问题,提出了网络中心化C4 ISR系统服务架构,并基于该服务架构探讨了资源服务化、任务系统构建、系统即插即用以及系统抗毁4种服务运行机制,为基于服务技术体制研制建设网络中心化C4 ISR系统提供参考。

一种C^4ISR系统通信网络结构优化方法

针对目前基于图论的网络优化方法的不足,基于C4ISR体系结构产品中的系统和服务通信描述(SV 2)的一般表示,给出了C4ISR系统通信网络结构的形式化表示方法,建立了优化模型。根据混合智能算法的基本方法,结合SV 2的特点设计了同时考虑网络节点和链接的随机模拟及遗传迭代过程,给出优化模型的求解方法,并通过实验检验了方法的有效性。

网络中心化C^4ISR系统自适应模型与方法

为了适应未来复杂、多变和强对抗的信息化战争,网络中心化C4ISR系统应具备自适应特性。针对系统自适应研究难点,提出了网络中心化C4ISR系统自适应概念,分析了其特征,建立了感知—决策—执行(ADE)自适应概念模型,并从系统结构、系统功能和信息服务3方面提出了自适应实现方法。试验结果表明,网络中心化C4ISR系统具备自适应机制后,结构、功能和信息服务等方面效能提升显著。

网络中心化C^4ISR系统中的协同决策

结合信息化条件下体系对抗协同决策能力建设需求,研究了网络中心化C^4 ISR系统中的协同决策问题。首先,描述了网络中心化C^4 ISR系统中协同决策特点;然后,分析了基于网络中心化C^4 ISR系统协同决策能力建设的关键问题;最后,给出了基于网络中心化C^4 ISR系统协同决策能力建设建议。

“网络中心战”中的美国海军C^4ISR系统效能评估

随着美国海军“网络中心战”从设想开始走向现实,对其C4ISR系统的效能进行评估并分析其对作战效能的影响,具有重要的理论和现实意义。通过分析影响C4ISR系统效能的相关因素,利用图论、信息论和复杂性理论的原理,建立了C4ISR系统效能评估方法,研究了信息、网络、作战流程等因素对作战效能的影响,并建立了数学模型;以美军航母战斗群空袭作战为例,比较了“平台中心战”和“网络中心战”两种作战方式中C4ISR系统的效能。

一种基于无线多媒体传感器网络的C4ISR视频侦察系统

C4ISR(指挥信息系统)在现代信息化作战中正显示出其强大的功能,而其中信息的获取又显得地位尤其突出。从指挥信息系统视频侦察系统的需求出发,利用WMSN(无线多媒体传感器网络)的自组织性、强壮性的特点,设计了一种基于无线多媒体传感器网络的C4ISR视频侦察系统,提出了其网络体系结构,给出了其节点和基站的设计方法和通信协议的实现。

网络中心战中潜艇对C^4ISR系统的要求

潜艇需要先进的C4ISR功能在狭窄水域及支援联合、战区力量在网络中心战中进行作战。来源或融合于多源数据信息必须快速或实时地通过各种不同方式传播至其他单位、军队以及指挥控制指挥部以供分析、处理和决策。从传感器、火控、连通性及浅海作战等方面分析潜艇在网络中心战中对C4ISR系统的要求。

C^4ISR系统指挥控制关系适应性演化模型和方法研究

研究了C4ISR系统结构中指挥控制关系的适应性演化问题。构建了C4ISR系统结构中的指挥控制关系模型,在对指挥控制关系适应性演化过程分析和描述的基础上,设计了演化过程中的指挥控制关系的结构变化代价和性能代价,并以最小化总的演化代价为目标函数构建了指挥控制关系适应性演化问题的数学模型。提出了基于n-Best策略层级聚类方法和遗传算法(genetic algorithm,GA)的问题模型求解思路。n-Best策略层级聚类方法用来获取每个任务阶段可行的指挥控制关系集合,而GA用来搜索最优的演化路径。最后通过某一仿真算例验证了求解方法的可行性、稳定性。

考虑级联失效的C^4ISR系统结构动态鲁棒性度量方法

在分析动态鲁棒性概念的基础上,提出了一种考虑级联失效的C4ISR系统结构动态鲁棒性度量方法,该方法结合不完全信息的攻击模型,设计了C4ISR系统结构级联失效的过程模型和动态鲁棒性值的计算方法,最后通过某一区域联合防空系统结构的案例对本文的动态鲁棒性度量方法进行仿真验证,仿真的结果证明了本文所提方法的有效性。