[发明专利]基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备及介质

说明书

本发明实施例公开一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备和介质，所述方法包括：根据作战目标确定武器装备单元构成网络节点集V；以武器装备单元之间的相互作用关系为边构成网络边集并赋予初始权重；以武器装备单元为节点，以武器装备单元之间的相互作用关系为边形成网络拓扑模型；基于所述各个边的作战能力计算所述网络拓扑模型中各作战环的作战能力，选择作战能力最高的作战环或协同环作为最终作战计划。其中，所述网络节点集V包括：侦察类装备单元S、决策类装备单元D、打击类装备单元F、信息处理类装备单元P以及敌方目标类装备单元O。

技术领域

本发明涉及军事运筹学领域。更具体地，涉及一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备及介质。

背景技术

针对复杂多变的现代作战场景中因果关系复杂、信息缺乏、动态更新带来的问题，武器装备网络及其作战能力与作战武器单元微观变化之间的动态变化规律，显得尤为迫切，但目前仍很缺乏这方面的研究。

基于复杂网络的武器装备体系模型构建包括依据演化规则生成武器装备体系网络模型，依据复杂网络理论，通过建模分析武器装备体系特性，并通过武器装备体系网络性质来表征实际武器装备体系的复杂特性。Dekker从复杂网络的拓扑结构出发，重点考察了网络的平均路径和整个体系的关系。张强等提出了基于复杂网络的系统的网络模型，对网络模型的拓扑结构进行了深入分析。朱刚等针对武器装备体系的复杂性和网络化趋势，提出了以目标为中心的武器装备体系模型。王步云等采用复杂网络方法建立了水面舰艇编队反舰作战的网络模型，并采用遗传算法对网络结构进行了优化。王飞等基于超网络理论提出了武器装备体系的一种网络化概念模型，利用该模型可对体系中的多种动态、静态因素进行有效描述。赵志强采用体系对杭仿真和系统分析相结合的方法，建立了基于仿真的陆军武器装备作战能力评估框架，进行了陆军武器装备体系能力需求分析，并以野战防空作战能力为例，建立了评估指标体系。据评估模型和所获得的评估指标的基础数据，对各个方案进行评估：并可结合费用分析模型，进行效费比分析，从而得到最优的解决方案。上述方法都是基于复杂网络研究武器装备体系模型构建的，但上述方法忽视了不确定性因素的影响。

本专利研究一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法，特别是一种基于复杂网络和信息熵理论，计算所述网络拓扑模型中各作战环的作战能力，选择作战能力最高的作战环或协同环作为最终作战计划。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备和存储介质，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法，包括：

根据作战目标确定武器装备单元构成网络节点集V；

以武器装备单元之间的相互作用关系为边构成网络的边集并赋予初始权重；

以武器装备单元为节点，以武器装备单元之间的相互作用关系为边形成网络拓扑模型；

基于各个边的作战能力计算所述网络拓扑模型中作战环的作战能力，选择作战能力最高的作战环或协同环作为最终作战计划；

所述网络节点集V包括：侦察类装备单元S、决策类装备单元D、打击类装备单元F、信息处理类装备单元P以及敌方目标类装备单元O；

以信息类装备单元P作为其他各类武器装备单元之间的中间节点形成作战环。

进一步地，所述作战环的作战能力的计算包括单一敌方目标作战环作战能力的计算和多敌方目标作战环作战能力的计算；

对于所述单一目标作战环，武器装备节点与边的连接方式包括串联结构和并联结构，所述作战环的串联结构的不确定性即串联链路上各个边的不确定性之和；

所述作战环的并联结构的不确定性即并联链路上各个边的不确定性的倒数和的倒数；