OODAFlow:面向智能无人系统的流式数据处理框架

智能无人系统是一种能够在复杂环境中自主进行实时推理、决策和制定行动方案的计算系统。智能无人系统实现实时决策的关键在于对流式数据的实时处理,然而随着人工智能技术和传感器技术的快速发展,智能无人系统需要处理的数据规模不断增长,数据类型变得更加复杂。面对不断增长的数据处理性能需求,智能无人系统需要一个充分优化的专用流式数据处理框架来提升其数据处理性能。针对该问题,本文提出了一种面向智能无人系统的流式数据处理框架OODAFlow,该框架将智能无人系统的硬件特征和智能计算任务的数据特征与观察-判断-决策-行动(OODA)模型思想相融合,实现了OODA任务创建、任务调度、资源调度等功能,能够实现对智能无人系统异构资源的调度和智能计算任务的处理。本文在智能无人系统上搭建了一套OODA任务处理系统,验证了所提OODAFlow框架的可行性。通过提出的图像预处理过程优化、流水线优化以及判断节点并行加速优化等方法,提高了系统的数据吞吐性能和资源利用率。无人机智能控制任务的实验表明,采用本文提出的OODAFlow框架后,智能无人系统的数据处理性能提升了73倍。

基于OODA环的海警装备体系作战能力评估

针对海警装备体系作战能力评估问题,引入OODA作战环理论,建立海警作战OODA环模型,并对其进行时效性分析,修正海警装备体系作战能力解析模型,结合典型的海警装备体系案例,应用OODA环评估方法对海警装备体系作战能力进行估算,得出侦察监视要素对海警装备作战效能影响的基本规律。

基于多主体NetLogo平台的反无人机OODA体系对抗建模

针对日益严峻的无人机或无人机蜂群威胁问题,以及反无人机作战系统设计过程中存在的体系对抗建模、总体流程设计和作战效能评估等难题,研究无人机与反无人机系统的组织架构与作战流程,提出基于多主体建模Net Logo平台的反无人机OODA(Observe-Orient-Decide-Act)体系对抗模型,利用仿真模型中主体作用的涌现性,研究OODA模型对反无人机作战的影响和规律,验证了OODA模型是影响反无人机作战效果的关键因素之一,对反无人机作战指挥及系统建设具有重要的指导意义。

应用OODA环模型研究装备对体系贡献程度

针对装备优化问题,研究装备对体系的贡献作用和贡献程度。引入OODA环理论,分析了基于OODA环的作战体系对抗过程,将体系对抗抽象为两大OODA环之间的对抗。然后着重分析了装备对体系的贡献程度,其中主要分析基于OODA环的装备体系结构,并依据装备到OODA环整体能力的映射过程,建立了基于OODA环的体系能力评估模型,最后对一个案例进行评估与分析,验证了模型的可行性。

基于OODA的舰艇编队防空体系作战效能评估研究

在分析舰艇编队协同防空反导体系典型作战想定基础上,研究了基于OODA(observe,orient,decide,act)环理论的舰艇编队协同防空反导体系作战流程;给出了舰艇编队防空反导体系作战任务剖面及功能要求,研究构建了舰艇编队协同防空反导体系作战效能评估指标体系。在此基础上,提出了综合AHP-指数法的舰艇编队防空反导体系单项效能和各作战阶段效能的综合评估模型,并进行了实例验证。可为舰艇编队协同防空作战效能评估提供技术支撑。

基于机器学习链路权重优化的无人机网络路由算法

针对分布式“马赛克战”场景下侦察-判断-决策-行动(observe orient decide act,OODA)环通信加速的要求,提出了基于机器学习链路权重优化的无人机集群网络路由算法。针对OODA环当前阶段业务量通信需求,对业务量通信的完成时间进行建模,以最小化业务量通信完成时间为优化目标,通过利用机器学习梯度下降方法实现无人机集群网络分布式路由链路权重的优化,从而满足OODA环的通信加速要求,使己方可以先敌行动,获得战场主动权。仿真表明,相比于现有无人机网络的路由算法,提出的算法能显著降低OODA环的通信时间,提高数据报文传输成功率。

基于OODA环的合成部队光电装备作战效能评估

针对光电装备评估问题,研究陆军合成部队光电装备在观察-判断-决策-执行(OODA)环中的作战效能。分析基于OODA环的光电装备的作用,面向侦察打击全过程建立光电装备作战效能评估模型。采用指标聚合方法评估合成部队主要光电装备在体系对抗中的作战效能。结果表明:观察单元光电装备的性能和数量均对体系作战能力具有显著影响,当打击单元整体能力处于较高水平时,单纯提高观察单元的性能对整体作战能力提高影响有限,模型评估结果与实际情况基本相符;采用基于OODA环的评估模型在体系对抗中评估光电装备的作战效能,能够客观评估光电装备的作战能力,为合成部队光电装备作战效能评估、结构和编配优化提供支撑。

基于F-GERT网的OODA环交战链路效益评估方法

以OODA环交战链路为研究对象,运用GERT网络技术和三角模糊数理论,建立了OODA环交战链路活动参数模糊评价矩阵,构建了OODA环交战链路F-GERT网络模型及对交战链路效益进行综合评估分析的模型,设计了基于该模型的效益评估分析流程,并以某防空作战中OODA环交战链路分析为例,对这种效益评估方法进行了验证,以便为OODA环交战链路优劣评价模型构建提供一种理论方法支撑。

基于OODA环的城市内涝灾害应急联动体系建模

针对目前我国城市内涝灾害频发,应急效率和应急水平亟待提高的问题,该文采用OODA环理论框架研究了城市内涝灾害及其应急流程。通过分析城市内涝灾害的形成机理,建立了城市内涝灾害描述模型,构建了基于复合OODA环的城市内涝灾害应急联动体系。在此基础上,利用随机Petri网对应急联动流程进行建模,验证了该体系的可行性。结果表明,该文理论方法对城市内涝灾害应急联动体系有指导意义。

基于OODA循环的反舰导弹作战效能评估研究

针对目前导弹武器系统作战效能评估存在层次跨度大、基础数据庞杂、结构不确定因素多等问题,基于使命和方法框架构建出反舰导弹作战指标体系,结合观察-判断-决策-行动(OODA)作战环思想,构建体系作战网络模型,并采用改进信息熵法提出一种科学准确的作战效能评估方法。通过具体实例对新型反舰导弹作战效能进行评估,计算出其体系贡献度为16.2%,验证了此方法的可行性。

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。

人工智能在OODA循环中的应用

当前人工智能(AI)是商业和工业,甚至军事应用领域中最热门的流行语。军事国防领域也已经将人工智能发展成为了一种技术,并应用到军事作战和决策系统中。最初OODA循环是最知名的空战战术模型,后来发展成为各国空军的作战方法。OODA循环对于任务的定义和决策过程的理解起到了重要的作用。本文主要研究了人工智能在OODA循环决策中的应用。讨论了未来OODA循环各阶段中所需的AI作用和技术,包括可解释的人工智能和基于学习的人工智能。

基于OODA环的天基信息支援防空反导作战建模

在分析天基信息支援下的防空反导作战过程基础上,提出了天基信息支援防空反导的作战示意,基于OODA环建立天基信息支援防空反导作战模型,将天基信息支援防空反导作战与作战网络复杂性、信息力等结合起来,分析了防空反导作战环路速度,提供了一种从复杂网络研究到作战的定量分析模型。

美军软件定义战争概念分析与启示

软件定义将是灵活夺取未来快节奏战争致胜的关键,能够加快观察—判断—决策—行动(OODA)环和闭合杀伤链。首先,介绍了美国战略与国际问题研究中心(CSIS)新近提出的软件定义战争概念的背景和基本概念;然后,对软件定义战争核心思想和核心架构设计理念进行了深入分析;接着,分析了美军应用软件定义在新作战概念创新、颠覆性技术突破、装备能力提升以及体系构建等应用案例;最后,给出了发展建议,以期为未来装备体系建设发展提供参考。

面向战斗机云作战的构造型仿真平台架构

随着大数据、云计算、物联网、移动互联网等信息技术的迅猛发展与广泛应用,新的作战模式不断涌现,以任务分布式指控流程为核心的云作战成为一种全新的跨域全维作战样式。在分析作战云与云作战特征的基础上,结合传统作战仿真流程提出了云作战体系仿真流程,并提出了云作战构造型仿真平台框架的总体方案设计与系统功能设计。通过云作战构造型仿真示例,对比了传统作战样式与云作战样式的观察-调整-决策-行动(OODA)循环,结果表明,云作战样式能够有效缩短OODA循环时间。

信息融合动态与发展趋势

描述了信息融合理论与技术当前研究动态,提出了第三代信息融合概念、模型、特征和功能模式,强调了人在感知观测—判断—决策—行动(OODA)环中的主导作用,为情报战博弈和按我方意图塑造战场态势以及先敌感知提供理论依据。最后介绍了当前信息融合6个挑战性问题和信息融合学科中的一些奥秘。

基于Markov Logic的军事系统效能评估

由于军事系统中存在不同的体制编制和多变的网络结构,并且军事单元能力发挥不稳定,信息延时不确定,因此为完成特定军事任务,系统中会存在诸多OODA过程,以至于难以评估军事系统的效能。针对目前效能评估方法人为定性评估成分较大,或者评估过程忽视军事实体间的相关联系而仅在统计意义上进行评估,将军事系统的不确定性纳入评估体系,基于统计关系学习框架Markov logic以OODA军事策略为基础对不同军事规则进行一阶逻辑建模,并以当前网络态势为先验条件,应用Alchemy工具对表示最终作战效能的原子谓词进行条件概率推理,求得该网络作战效能期望,突出了模型对不确定信息的处理能力。最后研究了军事单元和军事体制对系统效能的影响,实验结果验证了本模型的有效性,表明其具有一定的实践和理论意义。

认知光电对抗初探

通过分析光电对抗走向认知的军事需求,并结合目前认知雷达对抗与认知通讯对抗的概念研究、体系架构等,探析了认知光电对抗的内涵,初步构建了认知光电对抗功能框架,分析了所需的关键技术,以期促进认知光电对抗的深入研究。

基于效果的装备保障指挥决策与体系控制研究

以探索装备保障的信息化决策与控制方法为目的,从基于效果作战的观点出发,利用概念模型,从OODA环的相互作用、混沌现象和自同步及蜂群效应3个方面,研究了网络中心条件下装备保障指挥决策与体系控制的激励与响应模式,并得出了相关结论,以此为基础提出了装备保障指挥决策与体系控制的3项建议。

基于Multi-Agent的通信战场自主攻击

根据通信对抗仿真应用需要,研究了基于Multi-Agent的通信对抗仿真。根据战场环境、实际需求以及多智能体之间的协同合作,分析并定义多智能体的属性、参数及行为,参考"观察(Observe)-调整(Orient)-决策(Decide)-行动(Act)(OODA)"环设计规则,提出关于智能体个体价值最大化的四象限攻击(QA)策略,实现智能体的自主攻击。采用RepastSimphony建模软件实现仿真,通过2D模型仿真方式全面观察效果并回溯分析算法的有效性,根据蓝色通信方Agent(BCA)被攻击数量测试使红色攻击方(RAA)攻击效用最大化的比例。通过实际应用测试,发现此模型攻击率高,可实现价值高。