预警机装备形态演变的新特征

自1945年投入使用以来,预警机装备经过近80年的发展,其在作战体系和杀伤链构建中,经历了从低空补忙雷达向空中C2节点的转变。现今,一方面,有人预警机的核心节点作用愈发凸显,主要担负空战场管理任务;另一方面,无人化预警机形态正在加速出现,重点发挥预警探测而不是指挥控制作用,作为有人预警机的重要补充。在产品形态上,未来的预警机将具备敏捷性、协同性以及自主性等重要特征。

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。

带有指令滤波的电力弹簧系统反步控制

针对新能源发电系统因间接性和不确定性导致的电压波动问题,文中首次将反步控制策略应用于电力弹簧(electric spring,ES)系统,并提出一种带有指令滤波的ES反步控制策略。根据ES的数学模型利用反步法设计控制器,并加入指令滤波器,以解决ES反步控制中的计算膨胀问题,同时设计误差补偿信号,并利用Lyapunov稳定性理论验证系统稳定性。通过仿真模拟新能源发电系统网侧电压波动时,ES对关键负载(critical load,CL)电压稳定的效果,以及不同系统参数对文中控制策略的敏感性分析。与传统的比例积分(proportional-integral,PI)控制对比,CL电压动态响应速度提高0.07 s,CL电压畸变率降低31%,参数敏感性分析中CL电压最大偏差率为0.318%,能承受的最大电压幅值波动范围提高52.9 V。仿真结果验证了文中所提出的控制策略具有响应速度快、谐波含量低、抗干扰能力强的优势。

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。

软件定义指挥控制系统概念、架构及表征方法

现代战场环境要求指挥控制系统更快更好地适应变化以夺取战场对抗优势。借鉴将控制逻辑和业务逻辑分离从而提高系统适变性的软件定义的核心思想,提出了软件定义指挥控制系统的基本概念,通过划分系统架构的应用层、控制层、业务层和保障层构建了软件定义指挥控制系统架构的分层模型,并基于超图理论提出了软件定义指挥控制系统的形式化表征方法,以期为指挥控制系统的建设发展提供参考。

基于自然语言处理的代码指挥建模方法

构建一套高效的且适用的代码指挥体系对于提高指挥控制效率、提升作业效能具有重要意义。基于指挥控制系统的现状和发展方向,分析了代码指挥技术的发展情况,构建了一套文书指挥向代码指挥转化的系统建模方法,并采用依存分析技术和Transformer模型处理自然语言指令,实现了自然语言和指挥代码的转换。原型验证系统试验结果表明,该方法可有效提高指挥控制的效率和准确性。

基于PSBC机制的指挥控制体系

面对当今我国周边复杂严峻的战略态势和信息化条件下的联合作战样式,通过分析现代战争“明战”“暗战”“观战”相结合的战争形态,以及基于PREA环的指挥控制体系,引出了复杂战争系统概念。根据复杂战争系统中亟待解决的问题,引入ACP方法与区块链理论,提出战场PSBC机制,以期实现对战场的高效指挥控制。并采用BDI方式对PSBC机制进行建模,以近距空中支援为例,详细介绍PSBC机制BDI建模方法。最后提出了实现PSBC以及相应BDI建模的关键技术需求。

基于复杂网络的防空反导体系拓扑特性

信息技术和军用物联网技术的发展不断推动着作战样式的变革,网络复杂性正逐渐成为研究的重要问题之一。基于复杂网络理论,构建防空反导网络模型,并对网络模型的拓扑特性进行仿真分析。结果表明,防空反导网络模型具有较大的平均集群系数和较小的平均路径长度,符合小世界特性,且网络效能系数与网络模型结构有较大关系。仿真结果对防空反导网络模型的建立并揭示其内部机理具有一定的理论意义。

面向空间对抗的新型装备指挥控制系统设计

随着现代战争形态的快速演变,面向空间对抗的装备协同作战和高效指挥变得越来越重要。指挥控制系统部署于各级指挥所,由于无法直接与装备指挥控制系统铰链,导致指挥与火力之间出现了断层问题,直接影响了作战目标的达成。为提高指挥与火力之间的耦合度与作战效率,开展了面向空间对抗的新型装备指挥控制系统设计,并对边缘计算优化等技术进行了研究。面向空间对抗的新型装备指挥控制系统既可支撑空间装备的高效指挥与控制,又可提高作战效率和指挥人员的决策效率。

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。

损管指挥信息系统复杂网络拓扑结构研究

现代舰船灾害发生的突然性、灾害传播的快速性及其影响的广泛性显著增强,迫切需要提升损管指挥体系的信息化水平。基于复杂网络理论,建立了舰艇损管指挥信息系统的网络拓扑模型。通过网络拓扑模型的特征指标计算,对不同的损管指挥信息网络模式进行评估分析,给出提升损管指挥信息化水平的优化方法。完成损管指挥信息系统组织结构模型的构建、分析和优化工作,开发允许拓扑结构方案自定义的性能计算软件,改善传统树状损管指挥结构的不足,为损管指挥信息化研究提供一个新的方向。

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。

基于命令滤波的多电机协同控制设计及多轴辊压系统应用

针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基于命令滤波反步技术,设计多电机协同控制器,避免传统反步法控制器设计过程中的项数爆炸问题。进一步采用虚拟主轴同步控制策略设计多个电机之间的同步反馈信号,避免“伺服打架”现象产生的额外能量损耗及机械结构损伤。将所设计控制方法应用在烟草多轴辊压系统中,通过实际生产数据验证了所提方法的有效性与优越性。

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。

对海作战无人机指挥控制系统及协同模式研究

无人机成功完成任务离不开地面指挥控制系统的支持。在对海作战场景下,无人机面临与其他兵力协同作战的要求,其指挥控制系统除了实现对无人机的操纵,还需与其他指挥控制系统链接。以我国目前面临的主要军事威胁与无人机的主要作战样式为背景,提出对海作战无人机指挥控制系统的功能需求,分析指挥控制系统的体系结构,探讨指挥控制系统在无人机与舰艇配合、与有人机协同、集群作战等作战样式中发挥的作用,展望无人机在未来海战场的应用。

面向认知的指挥控制系统界面设计方法

从面向认知的指挥控制系统(commandandcontrol,C2)界面设计的重要意义入手,概述该领域国内外研究现状;总结当前指挥控制系统界面使用中存在的典型认知问题,并对问题形成的原因进行了分析;设计一种面向认知的指挥控制系统界面设计技术框架。该框架设计阶段覆盖完整,所用方法及技术针对性强,可较好指导面向认知的指挥控制系统界面设计问题,为提高指挥控制系统整体作战能力提供支持。

陆域网络化火力敏捷规划建设构想

面向未来陆战场智能精确打击网络化、自主化发展趋势,聚焦提升陆域传统火力网络化协同打击的战场适变能力,从火力指控扁平化、服务化、知识化、敏捷化发展的视角,重点探讨了面向数据化服务的网络化火力指控信息系统建设和网络化火力敏捷任务规划建设构想,提出了“云-边-端”一体化的网络化火力任务规划架构,并在此架构下,针对不同指挥层级下网络化火力自主规划个性特征,提出并分析了3种任务规划模式,来支撑一体化构想。该建设构想将为网络化火力敏捷规划提供总体技术支撑。

基于组合赋权和FCE的指控系统人机交互效能评估方法

为了更加精准地评估指控系统的人机交互效能,分别从人机交互三元素,即指控人员、指控系统和交互设备出发建立了评估指标体系,使用熵权-CRITIC法对各指标进行组合赋权,并利用模糊综合评价法(FCE)对两型指控系统进行综合评估。最后,利用GOMS模型和眼动追踪技术分别从任务完成效率、指控人员认知负荷等方面对该评估方法进行验证,结果说明了该方法具有一定的参考价值和借鉴意义,为指控系统的人机交互效能提供了科学、便捷的评估方法。

基于人因问题的船舶指挥控制系统设计研究

舰船指挥控制系统的人因工程设计对于提升人机交互任务的协作程度,改善系统操作控制绩效至关重要。本研究针对传统以技术为中心的系统设计中广泛存在的人为因素问题,分析人机之间的交互特征,确定了控制系统在布局、功能、交互及显示等7个方面的人因设计要素集。根据人因标准的设计原则提出了人因设计方案及实施与管理体系。以人因问题分析为导向的船舶指挥控制系统的人因工程设计,能够为系统全生命周期的人-系统整合活动提供理论支撑和实施依据。

基于评价模型的指挥控制模型设计方法研究

当前,威胁排序、火力分配和发射决策等防空武器系统内指挥控制(C2)模型设计时,存在缺乏全面性、客观性和弹性的问题。为解决以上问题,提出了一套基于评价模型的指挥控制模型设计方法。一方面,该方法从设计目标、设计原则和设计方法等3个方面出发,建立了一套因素体系的设计流程,层次化梳理模型的所有影响因素;另一方面,基于对常用评价方法优劣势的分析,该方法提出了一套评价模型的甄选流程,通过该流程优选出合适的评价模型,实现对因素体系的计算。为验证所提出方法的性能,用该方法设计了典型的防空武器系统目标威胁排序模型。计算结果显示,所提出的方法能够用于防空武器系统指挥控制模型设计中,为防空武器系统多因素决策过程提供了一种新的设计思路。