基于C4ISRE系统的核电站大气核污染扩散轨迹系统仿真研究

为了在核污染事故处理时提供精细化预警,以辽宁省某核电站周边部分重要目标(大衣屯、大周屯、红沿河镇、驼山乡、西杨乡、复大线应急撤离线路)为研究对象,将环境保护指挥自动化系统C4ISRE(Command,Control,Communications,Computer,Intelligence,Surveillance,Reconnaissance,Environmental Impact Assessment)与HYSPLIT 4.9模型相耦合,采用NCEP(美国国家环境预报中心)的FNL全球气象数据对核污染扩散轨迹进行仿真研究.结果表明:自模拟初始时间2014-04-01T00:00:00.00开始,进、出大衣屯边界时间分别为00:06:16.560、00:06:49.000,历时31.340 s;由西向东横穿过大周屯,进、出时间分别为于00:06:16.56到达大衣屯北部边界,于00:06:46.90扩散出大衣屯边界,经过大衣屯区域耗时共计29.00 s;核污染气团于00:15:30.85到达大周屯上空500 m处,由西向东横穿过大周屯,于00:15:46.05离开大周屯上空,过程耗时15.20 s;核污染气团于00:32:14.25经过重要应急撤离线路2(复大线),全程耗时32 min 14.25 s.核污染气团与从2014-04-01T00:00:00.000进入红沿河镇上空500 m区域,于00:24:27.00扩散出,全程历时24 min 27.00 s;进、出驼山乡上空500 m区域的时间分别为00:24:28、00:51:00,历时26 min 32.00 s;进、出西杨乡上空的时间分别为00:51:01、01:05:4.70,历时14 min 37.00 s;重点区域大衣屯和大周屯行政区的预警时间分别为376.56、930.85 s,重点撤离线路2区域预警时间为1 934.25 s.

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。

专题导读 虚拟现实融合智能

虚拟现实、人工智能与人机交互等技术的发展促进了医疗、教育、军事等领域应用的变革,虚拟现实是新一代信息技术的重要前沿方向,生成式人工智能技术是人工智能1.0到2.0时代的重要标志,技术发展拓宽了人的感知通道、重塑了人机交互范式,推进了交互向自然化、智能化、情景化方向发展。聚焦未来的指挥与控制C4ISR领域,探讨虚拟现实、人工智能与人机交互等技术融合对指挥控制系统产生的影响。

征稿简则

1.《航天电子对抗》由中国航天科工集团有限公司主管、中国航天科工集团8511研究所主办,主要报道与导弹武器系统、空间系统相关的雷达、制导、通讯、导航、C4ISR等电子设备和系统总体的电子、光电及信息攻防对抗技术。来稿应切合本刊报道内容,具备科学性、创新性和逻辑性,要求论点明确、结构严谨、论据可靠、文字和算式推导简练无误,有较高的理论水平和实用价值。稿件篇幅以6000字以内(含摘要、图表、公式及参考文献)为宜,最多不超过8000字。

基于毫米波通信的新型机间数据链系统

针对现有机间数据链存在的通信速率低、信号易被窃听和干扰、组网性能不佳等问题,提出了一种基于毫米波通信的机间数据链系统。该系统在机间数据链中引入毫米波通信技术,并与智能反射面、正交时频空间调制、通信感知一体化、无线自组网等技术相结合。分析和仿真结果表明,所提系统在传输带宽、抗截获和抗干扰性能及硬件结构和成本上优于现有的机间数据链系统。同时,所提系统面临实时波束跟踪等技术挑战,有待进一步研究解决。

基于CPNtools的环评工程分析信息化技术的研究

以东北制药总厂现状环境评价为例,首先抽象出其采用的代数系统,然后构建了与其同构的着色PetriNet模型,并运用CPNtools完成了环境评价学的各种分析和论证,从而为构建C4ISRE奠定了基础。

核电站大气核污染扩散预警技术

基于环境保护指挥自动化系统C4ISRE,提出了核电站大气核污染扩散预警方法.首先,构建红沿河核电站"海/陆/空/天一体化"仿真环境.其次,根据核污染扩散想定应用气象数据驱动HYSPLIT4.9模型,模拟大气核污染物输送特征,进而推演模拟各个重点区域的预警应急处置时间.推演结果表明:核污染扩散气团经过71.885 s到达常规岛废液贮存罐厂房;79.306 s扩散至热机修车间和仓库;91.596 s抵达废水处理站和车库;132.267 s扩散至厂界海区边界;655.337 s扩散至烟羽应急区5 km边界;712 s进入黄泥洞村空界;1 240.535 s扩散至烟羽应急区10 km边界;2 527.945 s扩散至长兴岛镇空界;3 468.65 s扩展至烟羽应急区30 km边界.

基于着色Petri Net的金属矿山环境评价信息化技术

用C4ISR的理论改造环境影响评价技术,建立环境评价自动化系统C4ISRE是解决现今环境评价领域诸多问题的有效方法。建立C4ISRE的首要问题是将传统的环境评价报告形式转换为Petri网的形式,进而实现计算机对环境评价报告的自动化构建、分析、处理等。以《金山店铁矿环境影响评价报告书》为例,根据传统环境评价工程分析方法的特点,构建了与其同构的着色Petri Net模型,并运用CPNtools完成了环境评价工程分析的各种论证,从而为建立C4ISRE奠定了基础。

面向制信息权的核污染扩散预警技术研究

以核电站核污染扩散预警技术为研究对象,基于环保指挥自动化系统C4ISRE,通过整合WRF、HYSPLIT、Unidata IDV、AGI STK、Arc GIS系统等构建核污染扩散单一合成图SIP(Single Integrated Picture),并通过SIP对核污染扩散进行详细分析,进而实现对核污染应急处置的制信息权。研究表明:当研究区实际的天气系统具备了本例模拟的气象特征时,即主体风向为局部区域东北风3~4级,局部区域西北风6~7级,发生与日本福岛核事故同样等级的事故,12个小时后,受影响的居民区主要为谢屯镇、炮台镇、李店镇、普兰店市、无名区1。其中,炮台镇的大部分区域浓度为10 Pbq,面积为2.66 km 2,东北方向部分区域浓度为100 Pbq,面积为0.03 km^2;普兰店市西南部区域浓度为10 Pbq,面积为8.00 km^2,东北部区域浓度为100 Pbq,面积为0.033 km 2;李店镇东北区域浓度为1 Pbq,面积为0.93km^2;无名区1南部区域浓度为1 Pbq,面积为4.50 km^2。

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。

基于云理论的C^4ISR系统作战效能评估应用与研究

针对C4ISR系统作效能评估的复杂性,借鉴云理论的原理,提出基于云理论的C4ISR系统作战效能评估模型。在描述云理论评估步骤和建立评价指标体系的基础上,通过求各指标的云模型表征及各指标参数的权重,用加权偏离度衡量系统与理想状态的偏离量,采用包含一维云发生器的改进型云模型实现了C4ISR系统作战效能评估。实例证明此方法能较好地融合主客观信息,有效的集成了模糊性和随机性,简单易行,可操作性强,为C4ISR系统作战效能评估提供了一种有效方法。

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。

C^4ISR多传感器跟踪资源协同分配方法研究

针对C4ISR多传感器的分布特点,提出了基于MAS(Multi-Agent System)的C4ISR多传感器资源管理系统框架结构;提出了考虑目标战略价值、优先等级、主动传感器平台价值和传感器协同能力因素在内的资源分配目标函数,建立了多传感器跟踪资源的动态分配模型,提出一种多传感器Agent分布式协同拍卖的分配算法;基于HLA/RTI体系结构,开发了C4ISR多传感器跟踪资源管理仿真系统,并对所提出的分配方法进行了仿真验证;仿真结果表明本文提出的方法具有很好的优化能力和实时性,可应用于实际作战过程。

可扩展建模与仿真框架-XMSF技术研究

近年来,基于web的建模与仿真技术研究的开展提出了可扩展的建模与仿真框架XMSF,它对建模与仿真技术的发展特别是在系统框架和构成方面具有重要的意义。文中简要介绍了XMSF的研究现状,讨论了其主要支持技术,进而重点介绍了XMSF研究的几项关键技术,最后给出从国外XMSF研究中可以借鉴和学习到的两点建议。

基于动态调整的C^4ISR系统结构灵活性分析

当前网络和信息技术的发展为C4ISR(command,control,communication computer,intelligence,surveillance,reconnaissance,C4ISR)系统的灵活性提出了更大的挑战。灵活性存在于C4ISR系统的多个方面,其中结构灵活性是系统灵活性的支撑。首先明确了系统结构灵活性的基本内涵,然后采用OPDAR(observer,processor,decision,actor,relationship)模型构建系统结构,改进并应用了制造业中车间-产品模型的灵活性分析思想,提出基于动态调整的C4ISR系统结构灵活性分析方法。最后对两种联合防空系统的系统结构进行灵活性分析,证明了方法的可行性。

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。

DoDAF体系结构分析

体系结构框架是进行武器装备体系顶层设计的原则和指南,日益展现出显著的优点和巨大的潜力。DoDAF是美军构建信息系统所制定的一系列框架和指南,成为各国研究和开发C4ISR系统所遵循的标准。本文从DoDAF体系建模方法,体系结构验证方法,以及基于DoDAF指标体系和效能评估等方面,分析和总结了当前基于DoDAF的C4ISR体系结构研究情况。

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。

C^4ISR中数据链系统信息优势评估方法研究

数据链作为C^4ISR系统的重要组成部分,承担了C^4ISR系统大部分信息流的分发任务,是C^4ISR系统夺取信息优势的重要保证,因此,如何分析和评价数据链的信息优势能力及其对C^4ISR系统整体信息优势的影响是数据链系统建设中一个重要的研究课题。在分析C^4ISR系统工作流程的基础上,给出了通信子域信息优势的评价指标定义及评估模型;并且重点分析了数据链的连通性、传输可靠性以及实时性对通信子域信息质量的影响,进而给出了数据链信息优势的数学描述和评估模型,并分析了其在整个C^4ISR系统信息优势中的影响。

C^4ISR体系结构服务视图及其演化的形式化描述方法

为描述"网络化作战"中C4ISR系统资源的动态集成过程,实现作战任务过程与军事系统资源的分离,在DoDAF2.0、NATOAFv3.0、MoDAF1.2等体系结构框架研究基础上,提出了一种C4ISR体系结构服务视图描述框架。通过服务视图产品的形式化描述,分析了服务视图产品间的逻辑关系,为应对作战任务过程调整重点研究了基于OWL-S的服务交互过程模型形式化描述方法,将服务交互过程模型的演化描述转化为本体描述的变化操作,最后从基本变化和组合变化操作对服务交互过程的演化描述进行了分析。