Resilience based importance measure analysis for SoS

In a system of systems(SoS),resilience is an important factor in maintaining the functionality,stability,and enhancing the operation effectiveness.From the perspective of resilience,this paper studies the importance of the SoS,and a resilience-based importance measure analysis is conducted to provide suggestions in the design and optimization of the structure of the SoS.In this paper,the components of the SoS are simplified as four kinds of network nodes:sensor,decision point,influencer,and target.In this networked SoS,the number of operation loops is used as the performance indicator,and an approximate algorithm,which is based on eigenvalue of the adjacency matrix,is proposed to calculate the number of operation loops.In order to understand the performance change of the SoS during the attack and defense process in the operations,an integral resilience model is proposed to depict the resilience of the SoS.From different perspectives of enhancing the resilience,different measures,parameters and the corresponding algorithms for the resilience importance of components are proposed.Finally,a case study on an SoS is conducted to verify the validity of the network modelling and the resiliencebased importance analysis method.

体系效能评估技术发展现状分析及建议

体系效能评估是装备体系与作战体系论证和设计面临的关键和难点问题。首先,分析了体系效能评估面临的问题和挑战;然后,将目前体系效能评估方法分为多属性决策、复杂网络和机器学习3类,并对每类的含义、研究现状和优缺点等进行了分析和总结;最后,给出了体系效能评估的发展建议。

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。

基于杀伤链的作战体系网络关键节点识别方法

针对作战体系(operational system-of-system,SOS)因装备功能各异、交互关系复杂、高对抗性导致的关键装备难以识别的问题,引入杀伤链的分析思想对其进行求解。首先,提出了作战体系网络模型构建方法,给出了杀伤链的定义与基本类型。其次,提出了基于蒙特卡罗抽样的网络状态转化方法,实现了网络边权值与边存在性的转化;根据子图同构匹配理论,给出了基于改进Ullmann算法的杀伤链搜索方法;以对杀伤链形成的综合影响为切入点,构建了节点重要度指标R。最后,利用所提方法对某空中拦截任务体系网络的关键节点进行识别,并与现有方法的结果进行对比,验证了所提方法的合理性和有效性。

网络信息体系中态势信息处理系统构想

文章构想了一个对网络信息体系中存在的态势信息进行处理的系统。该系统可实时地从各种专用网络中接收异构的态势信息,将接收到的态势信息转化为系统内部格式统一的态势数据,实时构建统一的态势图;利用云存储和云计算技术对全局态势数据进行存储和分析利用边缘存储和边缘计算技术完成局部态势数据的存储、态势实时显示与回放、三维态势重建以及相关的实时分析。并对与系统相关的若干问题进行了思考。

新型群体智能算法优化BIGRU/BILSTM的水资源空间均衡评价

为科学评价云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡状态,建立基于社交网络搜索(SNS)算法、登山队优化(MTBO)算法优化双向门控循环单元(BIGRU)、双向长短时记忆(BILSTM)网络的水资源空间均衡评价模型。首先,从水资源支撑、水资源压力、水资源调控力3个方面遴选15个指标构建水资源空间均衡评价指标体系和等级标准,采用线性内插和随机选取的方法生成样本构建BIGRU、BILSTM适应度函数;其次,简要介绍SNS、MTBO算法原理,利用SNS、MTBO优化BiGRU、BiLSTM隐含层神经元数、学习率(超参数)构建SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBOBILSTM模型,通过不同样本大小和连续10次运行的方法验证SNS-BIGRU等4种模型的稳健性;最后利用SNS-BIGRU、MTBO-BIGRU、SNS-BILSTM、MTBO-BILSTM模型对云南省2006-2022年及2025年水资源空间均衡进行评价,并与SNS-支持向量机(SVM)、MTBO-SVM和模糊综合评价法的评价结果作对比。结果表明:①所建立的SNS-BIGRU等4种模型具有较好的识别精度和稳健性能;SNS、MTBO能有效优化BIGRU、BILSTM超参数,提升BIGRU、BILSTM预测性能。②SNS-BIGRU等4种模型对云南省2006-2011年水资源空间均衡评价为“不均衡”,2012-2013年评价为“较不均衡”,2014-2018年评价为“临界均衡”,2019-2022年评价为“较均衡”,2025年基本可达到“均衡”水平;4种模型评价结果与SNSSVM、MTBO-SVM、模糊综合评价法有3年存在1个等级的差异。本文构建及提出的模型方法可为水资源空间均衡评价提供参考与借鉴。

基于复杂网络的战争复杂体系建模研究进展

战争复杂体系建模的关键是对体系组分间基于网络的耦合交互关系进行描述,复杂网络理论为战争复杂体系建模研究带来新的推动力。分析了复杂网络适用于体系建模的特点,归纳总结了体系复杂网络建模的两种一般性方法。从体系复杂网络建模所涉及的体系的网络化描述、体系复杂网络建模算法规则、基于复杂网络的体系测度与评价以及复杂网络与ABM相结合的研究4个方面详细论述了当前的研究进展情况,分别指出了存在的主要问题,并对下一步的研究趋势进行了预测分析,为基于复杂网络的战争复杂体系建模的进一步研究提供支持。

基于交互网测量的武器装备体系鲁棒性分析

鲁棒性分析是体系能力分析的一项重要的内容,与装备体系规划中的多种分析方法如组合分析和贡献度分析有着近似的逻辑结构和相同方法论。体系能力的鲁棒性分析的本质上是效能分析问题,对此本文通过体系的交互流构建了体系的交互网络,提出了交战环和交战结构等概念;进一步将交互网简化为交战结构的集合,提出了交互网的测量方法:流的测量和结构效能测量,将其作为鲁棒性分析的指标;最后使用"仿真试验床"完成了一个简单的案例分析,验证了方法的有效性。

基于ANP的天基海洋监视体系作战能力评估方法

天基海洋目标监视是现代高科技条件下航天军事装备的重要发展方向。针对天基海洋监视体系作战能力的综合评估问题,提出了一种基于网络层次分析的评估方法。考虑能力指标的层次性和相关性,建立了包括控制层与多级式网络层的能力指标体系。通过定义能力满足度函数实现性能指标的量化,并根据能力需求间的关系与各层指标权重实现对能力指标的聚合计算,再利用网络层次分析法对指标体系进行综合评价。最后以实例说明所提方法的评估过程,评估结果表明该方法能够合理地反映某方案下网络层指标对侦察能力目标的影响,对于仿真训练研究及体系装备发展论证具有参考价值。

基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗仿真

以复杂系统理论为指导,采用还原论与整体论相结合的研究方法,基于复杂网络拓扑结构、多Agent理论与计算机仿真技术对信息化战争体系对抗作战行为演化的微观作用机制与宏观涌现现象复杂行为机理进行探索性研究,提出基于复杂网络的信息化战争体系对抗建模与仿真的技术路线,建立基于复杂网络与多Agent理论的信息化战争体系对抗仿真模型,分析信息化战争体系对抗建模与仿真的关键技术,探讨信息化战争体系对抗仿真建模的主要方法,并就基于复杂系统理论的信息化战争体系对抗建模与仿真的发展前景进行了展望。

基于复杂网络的体系作战指挥周期研究

信息化战争本质特征是基于信息的体系对抗,从作战信息的角度结合OODA指挥过程环的概念,利用探测节点、情报节点、决策节点、通信节点、火力打击节点和信息对抗节点构建体系作战的网络化模型。以体系作战网络化模型为基础,通过扩展复杂网络平均路径等结构特征参数提出了作战网络的特征信息距离与网络信息交互节奏。最后,通过实验分析了不同拓扑结构和作战能力分布对体系作战网络信息交互节奏的影响,为进一步研究体系作战指挥效率提供了依据。

多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互随机模糊潮流方法

随着能源互联网建设推进,含能量枢纽和高比例风电主动配电网与输电网交互更加紧密,输配全局潮流计算面临新挑战。该文基于体系(system of systems,SoS)概念,定义输电网和其接入的多个主动配电网为既独立又交互的体系系统,考虑含随机模糊性风电能量枢纽与配电网有功功率双向交互,获取主动配电网与输电网交互状态;进一步考虑输电网规模化风电接入和配网负荷三相不平衡,建立含风电和能量枢纽等的多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互全局随机模糊潮流So S模型;提出结合随机模糊模拟、输配交互状态、前推回代和牛顿拉夫逊法的模型并行求解算法。改进的IEEE39节点输电网和IEEE33节点配电网算例仿真结果表明文中方法正确有效。

美一体化防空反导作战指控系统(IBCS)研究

一体化防空反导作战指控系统(integrated air and missile defense battle command system,IBCS),既是支撑美防空炮兵力量转型建设与作战概念创新发展的核心系统,更是深度集成与一体运用多域多型防空反导作战要素的重要平台,其基线型于2022年开始列装部队。在前期总体研究的基础上,对IBCS的系统组成、设备功能、关联关系、部队配置等进行了拓展分析。指出其作战中心“一型装备、多层指挥递阶适配,一套软件、多种角色功能配置”的新质部署能力,并基于作战中心类型配置分析,讨论了IBCS的作战运用模式与特点。结合IBCS系统组成研究,提出了相应启示与建议。

基于演化网络的体系对抗效能模型

在对Lanchester假设的扩展和网络化基础上,构造了体系对抗战场的图论表示FR,B=红军网络IR∪蓝军网络IB∪交战空间fR,B,利用生成fR,B的随机子网和对参战网络"去点"的方法,提出一种统一表示体系对抗中交战行为与网络行为的模型新范例——体系对抗演化网络模型,模型中网络部队作战效能不但依赖兵力规模和武器性能,而且受网络结构及其战场环境的影响。试验对比了拥有同等作战资源网络体系的作战效能,得到在一个对抗系统中无标度网络对随机网络的胜率高但并非总赢的结论,初步分析了在对抗系统中无标度网有效、鲁棒但脆弱的原因。

美陆军一体化防空反导体系建设研究及启示

一体化防空反导体系是异构空天防御力量集成的基本形式,在未来空天防御作战中发挥着重要作用。首先,从美陆军一体化防空反导体系的建设动因与目标出发,指出美军“武器系统解耦、要素动态重组”的一体化防空反导体系建设思路。其次,分析了体系的总体架构,深入剖析了两大关键系统IBCS和IFCN的核心功能。再次,系统回顾了体系研发试验情况及能力演进过程,讨论了后期建设重点及发展趋势。最后,提出了我军体系建设的启示与建议。研究结果表明,美陆军已初步具备了分布式、网络化防空反导作战的能力基础。

基于OODA环的网络信息体系信息架构贡献度评估

体系贡献度评估是体系建设与分析的重点,是对作战要素在作战体系中发挥作用的一种度量。目前,多数体系贡献度评估方法是基于武器装备视角,忽视了信息在网络信息体系中的作用。梳理了体系贡献度概念,总结了现有体系贡献度评估方法及其优缺点,提出了基于观察—判断—决策—行动(OODA)环的网络信息体系信息架构贡献度评估方法,并构建了作战效能评估指标体系。通过引入贡献度概念,确立了信息架构对体系的贡献,并根据体系信息架构贡献度找到优化的体系要素。应用实例分析可见,该方法可用于网络信息体系结构优化、效能提升和体系演化研究。

基于网络信息体系的结构力及其生成模式

随着战争形态的改变,战斗力生成模式也在不断变化。围绕智能化战争形态和作战理念,提出了基于结构力的战斗力生成模式,阐述了结构力概念以及组织结构力、信息结构力2大核心要素的作用机理,构建了基于网络信息体系的结构力生成范式,分析了基于组织中台架构的结构力生成技术,为发展弹性网络信息体系提供结构力生成方法论和理论参考。

体系安全性分析的双层次框架

为识别体系(So S)中的薄弱环节、评价威胁风险并提高体系安全性,根据安全系统工程和体系工程理论,提出体系安全性基本概念。基于复杂网络科学和传统安全分析技术,提出一种双层次分析框架,从脆弱性角度和威胁风险角度研究体系安全性。脆弱性分析可从拓扑结构和非拓扑因素2方面识别对体系安全较关键的脆弱点;威胁风险分析能得到脆弱点面临的任意威胁组合,并识别后果较严重的威胁风险。结果表明:体系安全性包括宏观的脆弱性应对能力,和微观的威胁风险控制能力。体系安全性分析需宏观和微观双层次相结合,全面考虑体系安全性诸因素。基于识别结果的威胁评价将提高安全分析的针对性和效率。

体系贡献率评估方法研究综述与展望

战争就是交战双方作战体系之间的对抗。体系贡献率评估是体系建设和分析重点关注的问题,是对作战要素在作战体系中所发挥作用的一种度量。在梳理体系贡献率的基本概念和分类的基础上,剖析了其内涵和性质。归纳总结了现有体系贡献率评估方法并分析了研究的技术难点,提出了体系贡献率的未来研究方向,为评估工作提供参考。

基于结构建模的装备体系结构可靠性混合模型

针对武器装备体系复杂多样的特点,从结构角度分析了装备体系可靠性。在体系结构层次划分的基础上,提出了一种兼具无标度和小世界特性的混合模型描述体系结构。在随机故障和蓄意攻击两种失效模式下,对本文建立的混合模型和无标度(Albert-láslóBarabasi and Réka Albert,BA)模型、小世界(word small,WS)模型的结构可靠度进行对比分析。结果表明,3种模型结构可靠度随失效率增加均呈现不同程度下降,而混合模型下降最缓慢。因此,使用该混合模型对武器装备体系结构可靠度进行评估是可行的,有利于为保护体系关键节点和链路提供决策依据,从而进一步优化体系结构。