基于网络信息体系的全域联合指挥与控制技术及未来展望

面向现代战争需求,全域联合作战通过打破传统作战区域限制,能够实现不同军种和作战领域的信息共享、军事力量整合和协同作战,从而提升作战效率、增强指挥灵活性、优化资源配置。全域联合有诸多优势,使基于网络信息体系的全域联合指挥与控制技术成为研究重点。本文系统分析了全域联合指挥与控制的发展历程、技术应用、架构设计和关键技术,同时结合国外的研究现状探讨发展方向,旨在为全域联合指挥与控制技术的发展提供参考。

美军联合全域指挥与控制的投资

阐述美军联合全域指挥与控制(JADC2)的概念内涵、当前工作内容以及未来发展方向。结合美国国防部2024财年预算请求及Govini公司研究报告,进一步介绍JADC2支出的核算方法,并系统解析美国在JADC2上的资金投入和市场情况、美军联合全域指挥与控制当前面临的挑战。当前,全球安全环境正在发生飞速变化,局部冲突时有发生,搜集、解析和传递信息以保持决策优势的能力将是主导战争胜负的关键。美国国防部提出JADC2战略,旨在构建一个在战场上可以将各部门互联互通的安全网络,以期实现所有战域之间的充分、实时的信息交换。目前美国通过技术研发、合作演习等方式在各个层面积极推动JADC2的建设,并已取得一定阶段性成果。

水下网络系统定位与控制联合设计:研究现状与发展趋势

水下网络系统是构建海洋监测体系的重要一环,其中定位与控制协同是其高效运行基础。本文简述了水下网络系统的内涵,深入挖掘水下协同定位与追踪控制间的耦合关系与内在本质关联,综述了水下定位相关的通信技术与算法,分析了协同控制研究的架构与策略,调研了国内外定位与控制联合设计的挑战与最近进展。最后,对水下网络系统定位与控制联合设计未来可能的研究方向进行了总结与展望,以提升水下网络系统整体性能,为未来水下观测等应用提供必要理论依据与技术支持。

美太空军联合全域指挥控制发展趋势

为了有效遏制反介入/区域拒止作战,美军提出了联合全域指挥控制的概念,在现有多域作战的基础上全面统筹陆、海、空、天、网等领域的作战行动,提高美军武器级、策略级和战役级作战的多样性。首先,为充分了解美太空军在联合全域指挥控制领域的发展趋势,总结了美军现行指挥控制体系实现全域作战的潜在阻碍;然后,解析了美太空军下一代联合全域指挥控制体系的指挥框架、职能分配和态势引接等关键要素;最后,梳理了美太空军为支撑联合全域指挥控制开展的前沿技术探索。

基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制研究

针对凿岩机械臂的电液比例系统位置控制精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络整定PID的电液比例系统位置控制方法。首先,在AMESim中搭建了阀控非对称液压缸的电液比例系统简化模型,设置了各个模块的参数;然后,利用MATLAB/Simulink搭建了系统闭环控制模型,通过不断更新RBF网络模型并修正PID参数,实现了基于RBF神经网络整定PID的电液比例系统位置控制目的;结合AMESim搭建的电液比例系统模型和Simulink下搭建的控制器进行了联合仿真;最后,基于凿岩台车机械臂实验平台,进行了电液比例系统位置控制实验。仿真结果表明:在受到外部干扰的情况下,RBF神经网络整定PID控制系统能够在0.3 s内控制活塞杆重新运行至目标位置,平均响应时间为1.5 s,位置精度误差不超过5 mm。实验结果表明:与常规PID控制方法相比,RBF神经网络整定PID控制活塞杆位置精度误差降低了75%,位置精度误差在工程实际要求的10 mm范围以内,因此,RBF神经网络整定PID算法可以有效提高电液比例系统的位置控制精度,满足凿岩机械臂实际工作中对电液比例系统位置精度的控制要求。

美军航天指挥控制系统发展现状

航天指挥控制系统是美军航天指挥的核心和枢纽。系统梳理了美军航天指挥控制系统早期发展、能力升级、实战转型、体系集成的发展脉络,结合60余年来美军各阶段的历史任务,总结美军航天指挥控制系统的主要特点,深入分析美军航天控制系统的关键技术,研判系统未来的发展趋势。可以为相关指挥控制系统的研究提供新方法和新思路。

美军的网络中心战计划与联合指挥控制系统

像平台中心战是工业时代的战争形态一样,网络中心战将成为信息时代的基本战争形态。本文介绍了美军网络中心战的基本内涵、系统组成、重要特征、正在实施的网络中心战计划以及满足网络中心战能力需求的联合指挥控制系统。

基于Bi-LSTM循环神经网络的风储系统控制策略

“双碳”背景下风电的渗透率不断提高,将对电力系统的形态和运行机制产生深刻影响。本文提出了一种基于双向长短期记忆Bi-LSTM(bidirectional long short-term memory)循环神经网络的风储系统控制策略。采用双向长短时循环神经网络提取控制结果与风电场实际出力以及储能状态间的时序信息,通过构建基于双向长短时记忆循环神经网络的控制模型,使得风电场在多种运行工况下能够快速、准确地得到储能系统调节结果。基于实际风电场数据仿真结果表明,本文所提控制策略能够保证在一定经济效益的前提下,将风储系统控制误差保持在0.50%~1.37%。

基于复杂网络理论的指挥控制系统自适应重构模型

为研究信息化条件下指挥控制(command and control,C2)系统在对抗环境下的自适应重构机制,基于复杂网络理论和作战指挥原则,从重构触发机制、边的修复策略、结构重组策略和重构评价机制4方面建立了C2系统的自适应重构模型,其中重点研究了边的修复策略和结构重组策略。针对边的修复提出了一种自适应修复策略;而针对结构重组,提出了升级重组、越级重组、转隶重组和组合重组4种重组策略。仿真结果表明,在综合考虑重构效果和成本消耗的情况下,与以往研究相比,边的自适应修复策略为相对较优的边重构策略,而与单一重组相比,组合重组策略为较优的结构重组策略;并且该自适应重构模型能在一定程度上比较客观地反映指挥控制系统的遇袭重构演化过程。

基于节点防护能力的指挥控制系统网络抗毁性分析方法

针对指挥控制系统抗毁性分析方法中通信网络的作用和节点防护能力表征不足的问题,建立指挥机构依赖于通信节点的双层网络模型,从维持系统运行的角度定义节点的防护能力;在此基础上分析节点依赖因素下的失效机理,按照作战实施情况将攻击策略分为攻心、断链和打尾3种,并区分优先攻击指挥机构和优先攻击通信节点两种情况,提出抗毁性动态指标、模式指标和系统指标对指挥控制系统抗毁性进行评估。案例分析表明,该抗毁性分析方法具有一定的参考价值,实验结果还表明系统在优先攻击通信节点情况下的抗毁性较差。

网络化作战指挥控制系统软件体系结构研究

指挥控制系统是分布式网络化作战系统的核心环节和重要支撑。系统分析了指挥控制系统的网络化作战需求和软件功能需求;在此基础上,以网络化作战需求为牵引,针对网络化作战指控系统软件体系结构中指控节点、软件层次、面向服务、通信协议的分析与设计等若干关键问题进行了探讨。对于网络化作战指控软件的设计与开发具有重要的指导作用。

指挥控制系统网络动态抗毁性

为研究指挥控制系统网络的动态抗毁性,建立了指挥控制系统的多Agent复杂网络抗毁性模型。在模型中,将系统中的每个作战单元看作一个具有自修复能力的Agent;在重点攻击和随机攻击的基础上提出了一种基于攻击力度指数的攻击策略;引入了网络整体效率,并在此基础上提出了一种网络动态抗毁性的度量方法。最后利用仿真的方法对指挥控制系统的抗毁性进行了研究,仿真结果表明网络节点的自修复能力对于网络保持其性能的时间的长短具有很大影响,对提高指挥与控制系统的抗毁性具有一定的参考价值。

指挥控制系统复杂网络特性研究

在科学技术和军事变革的推动下,指挥控制系统得到了快速发展,其结构组成日益呈现复杂性和网络化的特点。基于复杂网络理论和网络中心战思想,通过将系统中的实体和关系转换成网络拓扑的形式,建立起指挥控制系统的网络拓扑模型。并以某指挥所为研究对象,通过实验统计分析的方法,得出其中蕴涵小世界和无尺度特性的结论,进而提出基于复杂网络的指挥控制系统研究思路,为进一步认识和理解系统的复杂性、鲁棒性和自适应性提供了新的角度和方法。

基于BP神经网络PID的高速清扫车摆臂控制系统

针对传统清扫车摆臂开环控制系统的动态响应特性不足、抗干扰能力弱,不能适应高速工况下清扫作业,设计了高速清扫车摆臂执行机构和闭环控制系统。为解决BP神经网络(BPNN)存在局部极值、收敛速度慢等问题,提出一种改进BPNN PID算法,其核心是通过主动串联校正,抑制PID前一次输出值u(k-1)对此次输出值u(k)的影响。通过搭建Simulink-AMESim联合仿真模型,研究了高速清扫车摆臂闭环控制系统的阶跃响应、抗干扰能力以及位置跟踪能力。研究结果表明:所改进的BPNN PID控制器能够动态调整PID参数,提高了系统的适应性、准确性和稳定性;改进BPNN PID控制器的抗干扰能力更强,鲁棒性更好,且系统近乎没有超调,超调量为0.5%,仅为PID控制超调量的2.34%,稳定时间0.62 s,相比PID提前了66.31%。

网络中心战及其指挥与控制系统研究

综述了网络中心战概念所必须关注和解决的一系列技术问题 ,如网络系统复杂性、可靠性、互操作性、通信带宽、数据融合和过滤、网络安全、人员培训等。运用复杂混合控制系统层次结构理论 ,提出了突出人作用的网络中心战层次模型 ,分析了网络中心战的核心指挥与控制系统。

基于网信体系的有人无人集群指挥控制

首先,梳理了国外有人无人作战集群指挥控制(指控)能力发展应用水平,对有人无人集群作战模式以及难点进行了分析;然后,为克服需求复杂、优化配置难、互操作难和自主决策难等一系列问题,面向无人机、无人车和无人艇/潜航器等无人装备,提出了一种基于网络信息体系的有人无人作战集群指控体系架构,探讨其能力生成机制与系统能力特点;最后,提出了重点突破异构无人平台互操作、跨域安全泛在通信、分布式自主协同控制和集群协同任务规划4个方面指控关键技术,并给出其发展建议。

网络信息环境中的飞机(飞行作战平台)武器火力指挥控制系统

高科技推动了信息化武器装备的发展,促进产生了一些新的作战理念和战法,也给武器火力指挥控制系统和技术的发展提出相应的要求。从飞机武器火力控制系统的特点和对飞机作战效能的影响,论述了发展网络信息环境中的飞机武器火力指挥控制系统的必要性,介绍了飞机火力指挥控制系统的功能、组成及未来发展方向。在网络信息环境中作战,该系统功能将愈来愈多,技术愈来愈复杂。

指挥控制系统的通信网络故障诊断专家系统

在分析指挥控制系统通信网络特点的基础上，采用面向对象的方法和Visual C++ 6.0程序设计语言开发了一个智能故障诊断专家系统，并对该系统的结构和各模块功能进行了阐述。该系统采用神经网络技术对网络告警数据进行处理，并利用专家系统实现诊断，提高了系统抑制噪声的能力，同时使系统具备了自学习功能。

美军联合火力机制及其指挥控制系统

联合火力是联合作战的主要手段和样式,也是联合作战成功的关键。首先,探讨了美军联合火力理论的发展历程及运用原则;然后,介绍了美军联合火力的指挥协调机构、计划作业程序和协调措施;并从高级野战炮兵战术数据系统(AFATDS)、战区作战管理核心系统(TBMCS)、武器数据链网络先进概念技术验证(WDLNACTD)及海军一体化火力控制-制空(NIFC-CA)4个方面分析了美军联合火力指挥控制系统的需求、功能和部署;最后,总结了美军联合火力运用特点。研究美军联合火力机制及其指挥控制系统对我军具有借鉴作用。

信息化网络化下航空火力与指挥控制系统概念探讨

为了在信息化、网络化的新形势下把握好航空火力与指挥控制系统的发展趋势,适应信息化战争的需要,本文论述了信息战的概念、特点、作用及发展趋势,分析了网络中心战理论模式,在此基础上,给出了武器系统信息化网络化对航空火力与指挥控制系统的影响。