基于时序超网的作战体系效能指标动态测量方法
发布时间：2021-07-08 04:13
由于作战体系具有整体涌现性、动态演化性以及能力相对性等复杂系统特征,传统树状指标体系与加权求和的静态评估方法已不再适用。提出一种基于时序超网的作战体系效能指标动态测量方法。以复杂网络理论为基础,利用网络模型特征参数对部分作战体系效能指标进行映射;采用超网络与时序网络相结合的方式,构建作战体系时序超网模型;通过分析体系超网络中各层网络的特点,分类选取网络特征参数。基于兵棋推演数据对作战体系中交战网的特征参数进行了动态测量,验证了方法的有效性。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
交战网时序网络模型动态演化过程
（总第45-）火力与指挥控制2020年第4期（下转第58页）（a）红蓝双方节点数对比（b）红蓝双方出/入度数对比（c）红方度中心节点出/入度对比（d）红方度中心节点分布图4交战网络特征参数的部分可视化结果情况对比，红方的出度中心节点度值较高表明红方作战体系火力运用较为集中，此种情况下指挥员应重点关注部分中心节点的任务规划以及后装保障情况，同时对入度值较高的节点应关注其生存与防护状况，避免出现因关键节点失效造成体系效能的级联坍塌现象。图4（d）为经处理后的红方出/入度中心节点在地理上的分布，主要用于实时监控战场交战情况，其中“*”表示出度中心节点位置，“○”表示入度中心节点位置。将动态测量后的时序交战网络特征参数进行可视化，以一种直观可视的手段呈现给高层指挥员，把作战体系的客观交战情况与指挥员的心理预期进行对比，从而辅助指挥员更好地理解作战体系的演化过程，对作战体系在对抗过程中出现的问题能够及时发现并作出调整。5结论将超网络与时序网络相结合，构建基于时序超网的作战体系网络模型，能够从“整体、动态、对抗”的角度较为全面地把握作战体系的特点。值得关注的是，超网络与时序网络中的节点为各作战实体，边为实体间的交互关系，而存在交互关系的实体的性能状态参数、交互规则以及所处环境等相关参量，均可作为基础指标集纳入到评估作战体系效能的特征指标库中。下一步的工作主要是通过测量各指标的动态演化过程，对各指标进行时序相关性分析，并基于海量仿真数据训练从基础评估指标到综合效能度量指标的评估模型，为作战体系支撑联合作战以及后续的建设发展提供评估支持。参考文献：［1］胡晓峰.战争工程论———走向信息时代的战争方法学（修订版）［M］.北京：
信息属性抽象为信息域的通信网、预警探测网、信息对抗网等，将物理属性抽象为火力打击网、后装保障网等。多种属性的网络之间往往是相互关联的，同一个实体或同一条连边可能同时处于不同网络，多个网络相互铰链必然造成多网联动和级联效应，进而催生作战体系的综合效能。各子网之间的相互关系是通过同一节点属性之间的关联产生的，例如节点如果被火力毁伤，其相应的信息和指控属性会下降；节点获取的信息能力增强，会导致其在指控网中下达指令的时间缩短，物理网中对应节点的命中概率更高。作战体系超网络表征模型如图1所示。2.2时序网络模型利用复杂网络来刻画作战体系，静态的网络结构无法描述体系的动态演化过程，需要对网络结构表1部分网络特征参数描述表序号特征参数数学描述表征的物理或军事意义1节点数N作战体系中作战单元数量，可反映体系作战规模2边数M各作战单元间的交互关系数量，可反映作战剧烈程度3节点度节点vi的度ki为与vi相连的节点数，通常可作为关键节点或作战重心的判定标准4出度从节点vi出发指向其他节点的边数5入度从其他节点出发指向节点vi的边数6平均度网络所有节点度的平均值7集聚系数网络中任一节点的邻接点之间也互为相邻的可能性大小，反映了节点的邻接点之间的紧密程度，可表征作战单元编组协同关系8平均集聚系数网络中所有节点的聚集系数的平均值9平均路径长度网络中任意两个节点之间距离的平均值，若为信息交互关系网络，L的大小就表示节点之间信息交互所需的跳数，若是物资保障关系网络，L的大小就表示节点之间物资保障所要经过的路径的长短10网络平均效率网络的平均效率为平均路径长度的倒数，表征为节点之间的距离越短，传递信息的效
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加权超网模型的武器装备体系效能分析[J]. 高翔,吴琳,刘洋,司光亚. 指挥与控制学报. 2015(02)
[2]基于大数据的作战体系协同时序网络分析[J]. 伍文峰,郭圣明,贺筱媛,胡晓峰. 指挥与控制学报. 2015(02)
[3]基于复杂网络的体系作战指挥与协同机理分析方法研究[J]. 胡晓峰,贺筱媛,饶德虎,郭圣明. 指挥与控制学报. 2015(01)
[4]基于复杂网络的战争复杂体系建模研究进展[J]. 马力,张明智. 系统仿真学报. 2015(02)
[5]基于超网的体系效能可视化分析[J]. 李仁见,司光亚,张昱,王飞. 系统仿真学报. 2014(09)
[6]基于仿真数据的作战体系结构层次分析[J]. 刘洋,胡晓峰. 军事运筹与系统工程. 2014(01)
[7]基于复杂系统的作战体系对抗研究[J]. 钟常绿,贾子英,王印来. 火力与指挥控制. 2014(03)
[8]基于超网络的作战体系建模方法[J]. 刘忠,刘俊杰,程光权. 指挥控制与仿真. 2013(03)
[9]战争复杂网络研究概述[J]. 胡晓峰. 复杂系统与复杂性科学. 2010(Z1)
本文编号：3270836
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
交战网时序网络模型动态演化过程
（总第45-）火力与指挥控制2020年第4期（下转第58页）（a）红蓝双方节点数对比（b）红蓝双方出/入度数对比（c）红方度中心节点出/入度对比（d）红方度中心节点分布图4交战网络特征参数的部分可视化结果情况对比，红方的出度中心节点度值较高表明红方作战体系火力运用较为集中，此种情况下指挥员应重点关注部分中心节点的任务规划以及后装保障情况，同时对入度值较高的节点应关注其生存与防护状况，避免出现因关键节点失效造成体系效能的级联坍塌现象。图4（d）为经处理后的红方出/入度中心节点在地理上的分布，主要用于实时监控战场交战情况，其中“*”表示出度中心节点位置，“○”表示入度中心节点位置。将动态测量后的时序交战网络特征参数进行可视化，以一种直观可视的手段呈现给高层指挥员，把作战体系的客观交战情况与指挥员的心理预期进行对比，从而辅助指挥员更好地理解作战体系的演化过程，对作战体系在对抗过程中出现的问题能够及时发现并作出调整。5结论将超网络与时序网络相结合，构建基于时序超网的作战体系网络模型，能够从“整体、动态、对抗”的角度较为全面地把握作战体系的特点。值得关注的是，超网络与时序网络中的节点为各作战实体，边为实体间的交互关系，而存在交互关系的实体的性能状态参数、交互规则以及所处环境等相关参量，均可作为基础指标集纳入到评估作战体系效能的特征指标库中。下一步的工作主要是通过测量各指标的动态演化过程，对各指标进行时序相关性分析，并基于海量仿真数据训练从基础评估指标到综合效能度量指标的评估模型，为作战体系支撑联合作战以及后续的建设发展提供评估支持。参考文献：［1］胡晓峰.战争工程论———走向信息时代的战争方法学（修订版）［M］.北京：
信息属性抽象为信息域的通信网、预警探测网、信息对抗网等，将物理属性抽象为火力打击网、后装保障网等。多种属性的网络之间往往是相互关联的，同一个实体或同一条连边可能同时处于不同网络，多个网络相互铰链必然造成多网联动和级联效应，进而催生作战体系的综合效能。各子网之间的相互关系是通过同一节点属性之间的关联产生的，例如节点如果被火力毁伤，其相应的信息和指控属性会下降；节点获取的信息能力增强，会导致其在指控网中下达指令的时间缩短，物理网中对应节点的命中概率更高。作战体系超网络表征模型如图1所示。2.2时序网络模型利用复杂网络来刻画作战体系，静态的网络结构无法描述体系的动态演化过程，需要对网络结构表1部分网络特征参数描述表序号特征参数数学描述表征的物理或军事意义1节点数N作战体系中作战单元数量，可反映体系作战规模2边数M各作战单元间的交互关系数量，可反映作战剧烈程度3节点度节点vi的度ki为与vi相连的节点数，通常可作为关键节点或作战重心的判定标准4出度从节点vi出发指向其他节点的边数5入度从其他节点出发指向节点vi的边数6平均度网络所有节点度的平均值7集聚系数网络中任一节点的邻接点之间也互为相邻的可能性大小，反映了节点的邻接点之间的紧密程度，可表征作战单元编组协同关系8平均集聚系数网络中所有节点的聚集系数的平均值9平均路径长度网络中任意两个节点之间距离的平均值，若为信息交互关系网络，L的大小就表示节点之间信息交互所需的跳数，若是物资保障关系网络，L的大小就表示节点之间物资保障所要经过的路径的长短10网络平均效率网络的平均效率为平均路径长度的倒数，表征为节点之间的距离越短，传递信息的效
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加权超网模型的武器装备体系效能分析[J]. 高翔,吴琳,刘洋,司光亚. 指挥与控制学报. 2015(02)
[2]基于大数据的作战体系协同时序网络分析[J]. 伍文峰,郭圣明,贺筱媛,胡晓峰. 指挥与控制学报. 2015(02)
[3]基于复杂网络的体系作战指挥与协同机理分析方法研究[J]. 胡晓峰,贺筱媛,饶德虎,郭圣明. 指挥与控制学报. 2015(01)
[4]基于复杂网络的战争复杂体系建模研究进展[J]. 马力,张明智. 系统仿真学报. 2015(02)
[5]基于超网的体系效能可视化分析[J]. 李仁见,司光亚,张昱,王飞. 系统仿真学报. 2014(09)
[6]基于仿真数据的作战体系结构层次分析[J]. 刘洋,胡晓峰. 军事运筹与系统工程. 2014(01)
[7]基于复杂系统的作战体系对抗研究[J]. 钟常绿,贾子英,王印来. 火力与指挥控制. 2014(03)
[8]基于超网络的作战体系建模方法[J]. 刘忠,刘俊杰,程光权. 指挥控制与仿真. 2013(03)
[9]战争复杂网络研究概述[J]. 胡晓峰. 复杂系统与复杂性科学. 2010(Z1)
本文编号：3270836
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