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模型与数据混合驱动的代理模型构建方法研究

系统仿真学报 2024年第3期36卷 756-769页

作者：安靖司光亚曾妙婷国防大学联合勤务学院北京100858 国防大学研究生院北京100091 国防大学联合作战学院北京100091

以某作战样式下的立体投送行动为研究对象,针对模拟仿真推演计算因子过多、计算资源开销过大、普通解析模型计算精度不足等问题,提出了一种模型与数据混合驱动的代理模型构建方法,支撑作战行动的研究。基于军事理论构建了包含武器装备... 详细信息

以某作战样式下的立体投送行动为研究对象,针对模拟仿真推演计算因子过多、计算资源开销过大、普通解析模型计算精度不足等问题,提出了一种模型与数据混合驱动的代理模型构建方法,支撑作战行动的研究。基于军事理论构建了包含武器装备、作战力量等在内的含待优化系数的立体投送解析模型组,并依托自主研发的“代理模型可视化平台”,实现前述解析模型组的复合和参数设置;通过模拟仿真系统实施推演,采集高可信度仿真数据;以高可信度仿真数据为样本,采用多目标遗传优化算法NSGA-II对解析模型中的待定关键系数进行优化,获得能够兼顾计算精度和计算速度的立体投送代理模型。经对比实验结果表明,构建的立体投送代理模型计算结果与高可信度仿真推演相比,战损最大相对误差不超过6.5%,而计算速度提升了150倍。

关键词：立体投送仿真推演解析模型代理模型多目标优化算法可解释性

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面向兵棋推演复盘分析的机器学习数据集构建

系统仿真学报 2024年第3期36卷 608-624页

作者：张大永杨镜宇马骏宋晨烨国防大学研究生院北京100091 国防大学联合作战学院北京100091

运用机器学习进行兵棋推演复盘分析,首先要解决的是数据集构建问题。由于机器学习对数据结构的规范化要求,以及算力和存储限制,通过兵棋推演数据构建机器学习数据集,在如何描述兵棋推演状态,如何描述推演过程,如何处理高维数据,如何数... 详细信息

运用机器学习进行兵棋推演复盘分析,首先要解决的是数据集构建问题。由于机器学习对数据结构的规范化要求,以及算力和存储限制,通过兵棋推演数据构建机器学习数据集,在如何描述兵棋推演状态,如何描述推演过程,如何处理高维数据,如何数据保真等方面,还面临不少问题。针对此类问题,构建了兵棋推演过程数据向机器学习数据集映射模型,在总体框架上对数据集构建的映射流程、态势描述数据范围和数据统计计算规则进行规范,并从时间关联数据、地理空间关联数据和高维数据降维3个视角设计针对性处理方法,以保证构建数据集的数据结构统一、高维数据降维需求和数据集保真要求。通过数据集构建实验进行了验证,结果表明:在时间分辨率和地理空间分辨率适中情况下,所构建数据集映射模型,既能较好对兵棋推演高维数据进行降维,又能较好防止构建的数据集失真。

关键词：兵棋推演复盘分析机器学习数据集构建方法

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基于能力的国防资源分配方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 599-604页

作者：张玉婷杨镜宇国防大学研究生院北京100095 海军参谋部机要局北京100841 国防大学联合作战学院北京100091

针对体系建设发展过程中国防资源有限、分配困难问题,考虑国防总经费预算受限、年度资源平均分配、体系能力满足能力需求等方面的约束,首先采用数学规划法,构建基于能力的国防资源静态分配模型,将资源分配到不同能力领域的体系建设发展... 详细信息

针对体系建设发展过程中国防资源有限、分配困难问题,考虑国防总经费预算受限、年度资源平均分配、体系能力满足能力需求等方面的约束,首先采用数学规划法,构建基于能力的国防资源静态分配模型,将资源分配到不同能力领域的体系建设发展中。其次,给出了基于遗传算法的模型求解算法。最后,通过示例验证所构建的资源分配模型能够合理地进行国防资源分配,且计算结果高效、可行,为体系建设发展中的资源分配问题提供了一定的理论支撑。

关键词：资源分配数学规划法体系能力遗传算法

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基于在线强化学习算法的救护车智能调控模型

系统仿真学报 2024年

作者：张雷张雪超王超薄祥雷国防大学联合作战学院军事交通学院汽车士官学校国防大学联合勤务学院

在利用救护车开展伤员后送的应急场景中，需要充分协调救护车的救援能力和场景中伤员的实时状态才能取得最佳的救援效果。但此类问题一般是非确定性多项式问题，采用传统的确定性调度算法效果较差，针对此场景建立了一套在线强化学习DQN... 详细信息

在利用救护车开展伤员后送的应急场景中，需要充分协调救护车的救援能力和场景中伤员的实时状态才能取得最佳的救援效果。但此类问题一般是非确定性多项式问题，采用传统的确定性调度算法效果较差，针对此场景建立了一套在线强化学习DQN(深度Q网络)算法框架，并训练了对应的智能体用于实时在线调度。同时，为了解决应急场景可重复性差，学习样本积累速度低导致智能体训练缓慢的问题，在传统DQN算法的基础上提出了结合数据增强(Data Augmentation)方法的DA-DQN方法。模拟结果表明，几种经典的DQN方法都可以在线训练获得一个智能体，取得比确定性算法更优的调度效果。在本场景中，经典“先到先得”算法调度取得的救治失败率大约为45.4%，而DQN智能体收敛后的救治失败率大约为25%，且DA-DQN方法的智能体训练速度远快于传统DQN类方法，展现了此方法用于实际应急救援场景的潜力。

关键词：应急场景救护车后送在线强化学习数据增强行动调控优化

基于XGboost和线性回归的军队体系建设“成本-能力”组合优化模型

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系统工程与电子技术 2024年

作者：张玉婷杨镜宇国防大学研究生院海军参谋部国防大学联合作战学院

不确定性条件下的体系能力评估和优化是提升军事体系建设效能的重要方式和手段。本文着眼军队体系建设中多种“成本-能力”方案优选问题，借鉴投资组合优化理论，采用XGboost二分类模型、线性回归、三点估计等方法，构建“成本-能力”... 详细信息

不确定性条件下的体系能力评估和优化是提升军事体系建设效能的重要方式和手段。本文着眼军队体系建设中多种“成本-能力”方案优选问题，借鉴投资组合优化理论，采用XGboost二分类模型、线性回归、三点估计等方法，构建“成本-能力”组合优化模型，汇总多个评估标准，得出备选方案的经济价值和对不确定性的敏感程度，综合分析得到最优备选方案，并将模型应用于某体系建设案例中进行验证，研究成果为“成本-能力”组合备选方案评估优选提供了理论依据及实践方法。

关键词：组合优化 XGboost二分类线性回归三点估计体系能力

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穿透性制空作战概念的进展与研究

火力与指挥控制 2024年第7期49卷 180-183,193页

作者：李勃明陈陇军梁宗伟国防大学联合作战学院石家庄050000

美军历来将夺取空中优势视为其在现代军事行动中取胜的先决条件,而作战概念的研发是其主动设计战争、推动作战理论创新的核心环节。穿透性制空作战概念就是美军为应对主要作战对手日益增强的反介入/区域拒止能力的核心空中作战概念。阐... 详细信息

美军历来将夺取空中优势视为其在现代军事行动中取胜的先决条件,而作战概念的研发是其主动设计战争、推动作战理论创新的核心环节。穿透性制空作战概念就是美军为应对主要作战对手日益增强的反介入/区域拒止能力的核心空中作战概念。阐述了穿透性制空作战概念的发展背景和核心能力需求,分析了该作战概念的主要特点,梳理了美军在该概念各项作战能力上的最新进展并分析其作战效能,并提出对策建议,进而为我军一体化联合作战提供借鉴。

关键词：穿透性制空作战武库机轰炸机电子战飞机托盘弹药

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基于杀伤链和FDNA的能力依赖关系分析

系统仿真学报 2024年

作者：王玉帅司光亚 32179部队国防大学研究生院国防大学联合作战学院

能力依赖关系用来描述作战效能发挥过程中作战力量之间的相互影响，是影响体系能力生成的关键因素。为了更好地支撑作战体系分析，深入分析任务完成过程中依赖关系的影响，准确把握体系能力生成的深层次逻辑，提出基于杀伤链和功能依赖... 详细信息

能力依赖关系用来描述作战效能发挥过程中作战力量之间的相互影响，是影响体系能力生成的关键因素。为了更好地支撑作战体系分析，深入分析任务完成过程中依赖关系的影响，准确把握体系能力生成的深层次逻辑，提出基于杀伤链和功能依赖网络分析（Function Dependency Network Analysis，FDNA）的能力依赖关系分析方法。结合能力依赖关系特点分析，从作战交互视角抽象作战体系的杀伤链闭合、杀伤网形成过程，提出了作战体系的能力依赖关系网络建模方法，并在作战实验支撑下给出了涵盖识别能力依赖关系、计算效能水平、求解关系参数以及分析应用的具体过程。实验表明，该建模和分析方法具有较强的可操作性、可行性以及有效性，能够为作战体系分析提供了一种可解释、能回溯的定性定量综合分析方法。

关键词：功能依赖网络分析杀伤链能力依赖分析作战体系分析体系能力评估

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战斗力评估试验活动管理工程化方法

指挥与控制学报 2024年第1期10卷 26-31页

作者：夏璐杨镜宇空军指挥学院北京100097 国防大学联合作战学院北京100091

战斗力评估是对人装融合能力的检验,是一个定性定量综合集成的评价过程,具有模糊性、不确定性。为科学规范地开展战斗力评估试验,阐述了体系作战试验的应用模式,构建了战斗力评估试验活动管理逻辑框架,包括试验活动的总体流程、关键线... 详细信息

战斗力评估是对人装融合能力的检验,是一个定性定量综合集成的评价过程,具有模糊性、不确定性。为科学规范地开展战斗力评估试验,阐述了体系作战试验的应用模式,构建了战斗力评估试验活动管理逻辑框架,包括试验活动的总体流程、关键线程和阶段产品,设计了可用于战斗力评估的试验活动管理支撑平台,从而为战斗力评估试验提供一种易实施、标准化的试验活动管理方法及手段。

关键词：战斗力评估试验活动管理流程工程化方法

基于RLoMAG+EAS的同构集群装备体系作战效能评估方法

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系统仿真学报 2024年第1期36卷 160-169页

作者：张国辉高昂张雅楠陆军装甲兵学院信息通信系北京100072 国防大学联合作战学院北京100091

装备体系是作战体系在装备视角的反映,研究装备体系作战效能评估问题,对装备体系优化、建设发展具有重要现实意义。集群装备作战体系对抗,具有大规模、高动态、强对抗特点,传统方法难以对其作战效能直接进行评估,针对单一任务同构集群... 详细信息

装备体系是作战体系在装备视角的反映,研究装备体系作战效能评估问题,对装备体系优化、建设发展具有重要现实意义。集群装备作战体系对抗,具有大规模、高动态、强对抗特点,传统方法难以对其作战效能直接进行评估,针对单一任务同构集群装备体系(如无人机侦察蜂群、地面无人平台火力突击集群等),从多智能体博弈理论的视角,将装备体系对抗过程看作为多智能体系统马尔可夫博弈过程,提出一种基于多智能体博弈强化学习(reinforcement learning of multiagent game,RLoMAG)的装备体系作战效能评估方法。分析了评估方法原理,建立了装备体系对抗模型。给出了装备体系作战效能评估方法框架,包括智能体建模、博弈算法设计、装备体系作战效能指标设计,开展探索性体系对抗仿真,求解装备体系博弈最优策略,分析最优策略下的装备体系作战效能指标等步骤。以基地防御作战场景为背景,给出了无人机蜂群装备体系作战效能评估方法应用示例,验证了方法的有效性。

关键词：装备体系作战效能评估多智能体博弈强化学习最优策略

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