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指控单元战术协同效果分析、建模与应用

卜先锦  
【摘要】: 指控单元的战术协同是指多个由人参与的指控子系统为了达到一个共同目标共同努力的过程。协同过程也是一个不断协作决策的过程,所以,协同也是决策领域研究的重要内容。随着网络技术运用于指控系统,协同的作用更加突出,网络技术带来的信息共享为协同的实现创造了条件,美国发展的协同交战能力(CEC)系统已成为当今世界协同工作研究的最新成果。 传统的指控单元协同的研究,是从影响协同效果的协同对象、结构、指挥、目标及手段因素出发的,且研究大部分停留在定性研究层次上。如何采取有效的方法,对影响指控单元协同效果的因素进行分析,用协同机制规则、指挥员认知、决策时间、通信手段、信息质量等来体现协同效果,已成为当代军事决策领域关键的前沿问题,也构成了本文研究的内容。 论文以战术指控系统子系统或指控单元为研究对象,以自然科学基金《协同决策设计中主体一致性检验与优化方法》和社科基金《基于作战设计工程方法的我军信息作战理论研究》有关理论为支撑,以课题《基于数据链的××协同作战效能研究》、《××对海上编队作战能力影响分析的方法研究》为依托,在国内外有关研究成果的基础上,深入分析影响协同效果诸因素及其关系,并结合现代网络技术,用基于Bayes假设检验的“逐点递进法”和基于知识的信息熵方法,从机制规则、指挥员认知、协同时间、通信手段、信息质量等方面,研究了它们对协同效果的影响。 论文主要做了以下几个方面的工作: 1、分析了国内外研究现状,指出存在的不足及解决问题的思路。 2、研究战术指控系统协作模式分类、协作模式和机制,阐述指控单元协同中的决策和一般决策的概念及区别,分析影响指控系统协同效果的因素,并给出论文研究框架。 3、研究战术指控系统的协同结构及划分,将“簇”的概念引入到决策节点的分割中,建立基于“簇”知识熵的决策节点分割方法,为研究协同提供结构基础。 4、研究网络条件下基于Bayes假设检验的协同效果分析及建模求解问题。以对目标的环境情况判明为背景,从协同目标、协同手段和协同指挥过程中的决策出发,研究协同机制与规则、通信手段以及指挥认知水平对协同效果的影响,建立基于Bayes假设检验决策模型,并对模型进行求解。 5、研究基于网络知识熵的协同效果模型及求解。从协同对象、协同手段、协同指挥出发,在分析网络关键信息元素基础上,研究指挥员认知带来协同时间的不确定性和指控系统获取和处理信息的质量对协同效果的影响。 6、通过案例,采用仿真和对比的方法,验证指控单元“簇”的知识熵协同效果,说明指挥员的认知、决策时间以及信息质量如何影响协同效果。 论文在以下方面进行了创新研究: 1、在研究战术指控系统单元的协同结构中,将“簇”的概念引入到信息共享条件下指控单元决策节点的描述与划分,在根据传统的军事原则划分决策节点的基础上,通过“簇”知识熵的类聚来描述“簇”的分割。 2、在多决策节点的分布式信息结构中,面对传统的约束条件离散、有通信损失、求解困难的问题,提出描述分布式结构协同效果模型的“逐层递进法”。以协同目标作战单元决策的损失最小为目标函数,建立基于Bayes假设检验的协同效果模型,通过研究协同效果与指挥员协同的最佳决策问题,最终研究决策质量和决策时间带来完成任务机会的增加,从而提高协同效果。 3、在信息共享条件下,从协同对象、协同手段、协同指挥出发,将目标函数定义为协同网络知识的增加,通过建立基于战术指控系统网络“簇”知识的信息熵模型,研究指挥员认知带来协同时间的不确定性和指控系统获取和处理信息的质量对协同效果的影响。


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