[发明专利]基于超网络模型的作战体系架构建模方法及空间探索方法

说明书

本发明公开了基于超网络模型的作战体系架构建模方法及空间探索算法，涉及作战系统技术领域，其技术方案要点是：具体包括以下步骤：S1、将作战体系使命分解为可由装备系统执行的任务网络；S2、根据任务网络和任务节点与系统节点之间的对应关系构建系统网络；S3、建立指控网络，结合任务网络、系统网络构建成作战体系架构模型；S4、构建作战体系架构的空间探索问题模型；S5、将作战体系搜索问题模型中的决策者问题转换为一种形式化的动态规划问题。该建模方法能构建出具多架构方案选取的作战体系架构模型，便于决策者做出最佳选择；该算法为多项式时间的，其回报值明显优于其他基准算法，其在作战体系架构方案空间独立情况的假设下是最优的。

技术领域

本发明涉及作战系统技术领域，更具体地说，它涉及基于超网络 模型的作战体系架构建模方法及空间探索算法。

背景技术

随着武器系统信息化和智能化的发展，武器之间的相互联系变得 越来越多样化。特别是无人系统的广泛使用使得现代战争的作战方式 发生了重大变化。从联合作战角度研究战争是一个富有挑战性的问 题。体系是有限数量的组分系统的集成，这些系统是独立且可运行的， 并且在一段时间内相互连接以实现某个更高的目标。作战体系是体系在战争领域的一个表现形式。由于作战体系十分复杂，如何研究作战 体系是当前研究者迫切需要解决的问题。幸运的是，体系架构为解决 该问题提供了一种行之有效的思路。体系架构反映了体系中组件的配 置以及组件与外部环境之间的交互。体系架构关注物理实体、信息结构和体系功能，是体系的核心框架。体系架构贯穿设计、需求演示、 原型开发、应用程序测试和外场试验全过程。因此，通过体系架构研究作战体系，定义一种合理的形式化作战体系架构，是实现作战体系 核心要素的最佳配置。

OSoSA是由指控网络连接的装备集合，这些装备具有某些功能以 支持特定任务的完成。OSoSA用于指导特定作战体系的构建。针对作战体系架构潜在能力不确定问题，构建架构模型、架构方案空间探索 问题模型及求解算法。架构建模与选取中有如下问题需要解决：首先， 架构潜在能力具有不确定性。在以往的研究中，作战体系能力在架构 建立之后就确定了。事实上，架构潜在能力的不确定性一方面体现在 任务不确定和资源组合多样性；另一方面次要因素的影响，因为在设 计架构时往往只考虑影响体系能力的主要因素。其次，如果选择继续开发架构，决策者有多种策略来获得架构潜在能力。因而决策者应该评估这些策略的期望回报值，以便做出最佳选择。第三，从多个架构 方案空间中选择若干个最优架构，以往研究往往只选择一个架构方 案，缺乏对多架构方案选取的研究。鉴于此，亟需构建一种新颖的架 构模型和作战体系架构方案空间探索问题，并提出了一种架构方案空 间动态探索算法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供基于超网络模型的作战体系架构建模方法 及空间探索算法，该建模方法能够构建出具多架构方案选取的作战体 系架构模型，便于决策者做出最佳选择；该算法为基于决策指标的并 行搜索算法，且该算法为多项式时间的，其回报值明显优于其他基准 算法，其在作战体系架构方案空间独立情况的假设下是最优的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于超 网络模型的作战体系架构建模方法，根据能力生成机理，将任务、装 备系统和指控结构作为作战体系架构的核心要素，所述作战体系架构 由任务网络、系统网络和指控网络三种异构网络组成，具体包括以下 步骤：

S1、将作战体系使命分解为可由装备系统执行的任务网络；

S2、给出任务节点与系统节点之间的对应关系，并根据任务网络 和任务节点与系统节点之间的对应关系构建系统网络，其中，系统节 点为具有特定功能并能够独立完成特定任务的装备，记为SY；任务节点为可由装备系统执行的活动过程，记为TA；