基于团队绩效的作战舱室工效评价模型北大核心CSCD

[目的]为了开展多任务作战舱室战位布置设计方案的工效评价研究,[方法]提出一种在设计阶段可实施的布置方案工效预测和评价方法,结合人的模糊认知特性以及多通道资源理论,考虑作战舱室战位间的沟通频率、距离、角度、战位对作战使用的重要隶属度等因素,从通道资源占用或付出努力对工作负荷的影响出发,对通过各因素进行归一化处理后,提出一种基于团队绩效的工效评价理论计算模型。通过开展仿真模拟的团队作业实验,测量团队任务完成时间及完成正确率等指标,并与模型计算的布置方案所支持的团队绩效理论值进行对比分析,[结果]试验结果验证了理论模型的有效性,并能够用于多种作战舱室战位布置设计方案的预测和工效评价。[结论]结果表明该模型可为作战舱室战位布置设计方案的工效评价、优选和优化设计提供一种新的方法与理论基础。     

基于团队绩效的作战舱室工效评价模型

[目的]为了开展多任务作战舱室战位布置设计方案的工效评价研究,[方法]提出一种在设计阶段可实施的布置方案工效预测和评价方法,结合人的模糊认知特性以及多通道资源理论,考虑作战舱室战位间的沟通频率、距离、角度、战位对作战使用的重要隶属度等因素,从通道资源占用或付出努力对工作负荷的影响出发,对通过各因素进行归一化处理后,提出一种基于团队绩效的工效评价理论计算模型。通过开展仿真模拟的团队作业实验,测量团队任务完成时间及完成正确率等指标,并与模型计算的布置方案所支持的团队绩效理论值进行对比分析,[结果]试验结果验证了理论模型的有效性,并能够用于多种作战舱室战位布置设计方案的预测和工效评价。[结论]结果表明该模型可为作战舱室战位布置设计方案的工效评价、优选和优化设计提供一种新的方法与理论基础。     

一种面向复杂作战试验环境的水面舰艇作战效能评估方法北大核心CSCD

[目的]为了更合理地评估作战试验中水面舰艇的作战效能,面向复杂的战场环境,开展水面舰艇作战效能评估方法研究。[方法]首先,以作战试验项目设计及试验想定为牵引,分析舰艇平台作战试验项目的内容,研究复杂战场环境下作战对抗强度和电磁环境的量化分级标准;然后,提出一种基于复杂战场环境影响因子的作战效能评估改进方法,并以某型水面舰艇对空方面作战试验效能评估为例进行试验验证。[结果]结果显示,所提方法是有效的。[结论]该方法充分考虑了复杂战场环境对不同作战单元作战能力的影响,能解决舰艇作战效能评估方法中贴合复杂战场环境实际不足的问题,可为舰艇装备作战试验的工程实施提供参考。     

基于电子海图的无人艇集群区域覆盖路径规划

[目的]针对无人艇（ASV）集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统（ECDIS）的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮盘选择法的区域划分方法,解决基于初始位置的区域划分方法区域划分不规则的问题,实现在栅格地图中对无人艇集群覆盖子区域的合理划分。最后,构建一种基于模板法的区域覆盖路径规划方法,解决生成树覆盖方法路径转弯数量较多的问题。[结果]搭建基于ECDIS的无人艇集群人机交互仿真平台,验证所提基于轮盘法和模板法的区域覆盖路径规划方法对优化规划路径转弯数量的有效性。[结论]采用所提基ECDIS的无人艇集群区域覆盖路径规划方法,实现多无人艇对海上目标任务区域的覆盖路径规划。     

面向体系结构的作战任务剖面建模仿真方法北大核心CSCD

[目的]为有效分析作战任务剖面的系统行为和系统性能,[方法]提出一种面向体系结构的任务剖面建模与仿真方法。从体系结构建模出发,基于任务剖面的国军标定义,借鉴Do DAF模型对任务剖面进行描述;建立任务剖面体系结构模型,提出体系结构模型到智能体(Agent)仿真模型之间的转换关系,形成任务剖面可执行模型。[结果]以对空防御任务剖面为例,基于体系结构模型建立了基于Agent的仿真模型,分析了仿真模型的输入输出关系,[结论]可为作战任务剖面设计提供方法指导。     

面向体系结构的作战任务剖面建模仿真方法

[目的]为有效分析作战任务剖面的系统行为和系统性能,[方法]提出一种面向体系结构的任务剖面建模与仿真方法。从体系结构建模出发,基于任务剖面的国军标定义,借鉴Do DAF模型对任务剖面进行描述;建立任务剖面体系结构模型,提出体系结构模型到智能体(Agent)仿真模型之间的转换关系,形成任务剖面可执行模型。[结果]以对空防御任务剖面为例,基于体系结构模型建立了基于Agent的仿真模型,分析了仿真模型的输入输出关系,[结论]可为作战任务剖面设计提供方法指导。     

广西西江航运资源开发利用的实践及启示

针对广西和国内船闸在不同阶段涉及的重要技术问题所采取的技术方案不同,导致内河航运资源利用效果迥异的问题,运用总结、分析的方法,从技术的角度,对改革开放以来广西船闸在不同阶段所选取的技术方案对内河航运资源利用效果的关系进行研究,整理出船闸在前期规划阶段、建设阶段、运营阶段影响内河航运资源充分利用的重要技术问题,并提出相应的解决方案。结果表明,必须系统性解决好船闸在前期规划阶段、建设阶段、运营阶段重要技术问题,才能充分利用内河航运资源。     

一种混合优化的全局路径规划算法

针对全局路径规划研究中遗传算法存在搜索范围广而导致收敛速度慢的问题,本文提出一种混合优化的全局路径规划方法,完成对图像读取、处理后使用A*算法预处理缩小可行区域从而提高收敛速度。所提出的混合优化规划方法主要优化遗传算法的初始种群,在不影响最终路线的情况下,缩小初始种群的搜索范围,提高算法进行全局路径规划的速度,快速有效的规划出全局路线。另外本文给出一种评价体系对规划结果进行定量的避障评价,评价结果能够以数值形式对规划结果进行综合评价,评价结果显示通过混合优化算法规划出的路径具有更佳的安全性。     

一种混合优化的全局路径规划算法

针对全局路径规划研究中遗传算法存在搜索范围广而导致收敛速度慢的问题,本文提出一种混合优化的全局路径规划方法,完成对图像读取、处理后使用A*算法预处理缩小可行区域从而提高收敛速度。所提出的混合优化规划方法主要优化遗传算法的初始种群,在不影响最终路线的情况下,缩小初始种群的搜索范围,提高算法进行全局路径规划的速度,快速有效的规划出全局路线。另外本文给出一种评价体系对规划结果进行定量的避障评价,评价结果能够以数值形式对规划结果进行综合评价,评价结果显示通过混合优化算法规划出的路径具有更佳的安全性。     

基于零空间的船舶自主靠泊自抗扰控制分配

[目的]针对船舶自主靠泊过程中遇到的环境载荷、岸壁效应、模型不确定以及控制分配误差等多源干扰的影响,提出一种基于零空间的自抗扰控制（ADRC）分配方法。[方法]首先,建立船舶靠泊运动数学模型、多源干扰模型和控制分配模型,并据此设计神经网络扩张状态观测器（NNESO）实时估计船舶运动及其所受到的多源干扰;然后,引入零空间技术设计控制分配算法,并基于该方法实现先泊位外镇定再平行靠泊方案;最后,证明船舶自主靠泊系统在所提方法下所有误差信号一致最终有界,保证船舶自主靠泊过程的安全性。[结果]仿真对比结果表明,所提方法在轨迹跟踪效果与二次规划（QP）法近似的情况下,求解所需时间为其1.3%,艏向最大分配误差为伪逆法（PI）的36.51%。[结论]所提方法在满足靠泊运动控制精度的同时,求解所需时间明显缩短,最大分配误差显著降低,保证了控制分配的实时性与精确性。     

基于量子遗传算法的光电干扰资源优化分配研究

结合光电信息系统作战运筹中目标分配原则,建立了干扰资源优化分配模型。给出了基于量子遗传算法的模型求解方法及步骤,并进行了实例仿真,得出了最佳干扰资源分配方案。仿真结果表明,该方法优于遗传算法,对于求解干扰资源优化分配模型是有效、可行的。     

基于博弈链的舰炮保障资源配置决策方法

舰炮保障资源配置是一个涉及多主体、多阶段的动态决策过程。针对保障资源配置工作的阶段性与复杂性,提出一种基于博弈链的舰炮保障资源配置策略,从动态与形式化的角度对保障资源的配置过程进行分析与决策。首先对舰炮保障资源配置涉及的主体与因素进行分析,明确每个配置决策阶段对应的决策点与决策内容,在此基础上建立舰炮保障资源配置的博弈链模型。最后,依据模型中各博弈阶段之间的关联与演化特征,结合多阶段的动态规划方法,给出所建博弈链模型的求解算法,得出资源配置的最优策略与总效用,从而为实现舰炮保障资源的优化配置提供有效的理论支撑与实践依据。     

一种基于人工势场多AUV集群的实时避障方法

[目的]针对复杂水下环境中可能存在的多种障碍物,影响多自主式水下机器人(AUV)集群运动规划问题,提出一种基于人工势场的多AUV集群实时避障方法。[方法]首先,采用一种基于动态网络拓扑的编队方法,将AUV看作网络中的节点,通过设置势场函数来满足编队要求;然后,基于人工势场法对同时存在目标和障碍的区域建立势场函数,并将势场函数改进为指数函数,对AUV进行在线规划,实时完成多AUV集群避障的任务;最后,在Matlab软件中仿真设置10台AUV和6个障碍物进行仿真验证。[结果]仿真结果表明,采用该方法,AUV可以全部顺利地避开障碍物,准确到达目标点的安全区域。[结论]人工势场函数法可准确实现多AUV的实时避障,该技术的进步对提高军事作战能力具有重要的意义。     

基于粒子群优化的多路径规划方法研究

借鉴遗传算法求解多峰函数优化问题的思想,开展了基于粒子群优化的多路径规划方法研究.给出了多路径规划算法的基本思想和算法流程,讨论了算法中粒子群的多样化方法以及多种群的隔离进化策略,并针对多个仿真环境进行了仿真实验.仿真结果表明,本文设计的多路径规划算法能针对不同的环境模型进行环境划分,正确、有效地规划出多条运动路径.     

ROV attitude control based on multi-motor cooperative propulsion北大核心CSCD

[目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。[结果]仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。[结论]所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。     

基于强化学习的成品油船装载方案自主生成技术研究

[目的]旨在基于强化学习方法研究液货舱装载方案自主生成技术。[方法]以实际运营的成品油船载货量作为输入,以货舱及压载舱的装载率为目标,基于Unity ML-Agents构建智能体与环境,通过PyTorch框架对智能体进行训练,提出一种综合考虑装载时间与纵倾变化幅度的奖励函数计算方法,并以算例分析来验证所提方法的有效性。[结果]结果显示,所训练的智能体能够学习良好的策略,并实现液货舱装载方案的自主生成。[结论]研究结果表明,将强化学习用于解决多目标条件下的液货舱装载方案自主生成是合理可行的。     

基于分层优化策略的一站式保障资源性能指标联合优化方法

[目的]为提高舰载机保障效率,开展一站式保障模式下航空保障资源性能指标的优化设计研究。[方法]建立以最小化保障时间为目标的舰载机甲板作业调度模型,将航母舰面航空保障资源性能指标视为满足区间约束的自变量,构建双层优化模型;基于分层优化策略,采用哈里斯鹰优化算法求解性能指标问题,设计改进的引力搜索算法（GSA）求解甲板作业调度问题。[结果]通过多种典型任务场景的算例仿真,得到了不同出动模式下的最优资源配置方案与保障作业调度方案,验证了求解算法的有效性。[结论]利用所提出的方法可以有效求解一站式保障资源性能指标与保障作业调度的联合优化问题,为一站式保障资源的配置优化提供了一定的理论支撑。     

海战场作战资源标识框架研究

由于海战场的特殊性,以及海战场作战对资源规划和管理的要求,海战场作战资源标识成为海战场作战的关键技术之一。本文在明确海战场作战资源概念的基础上,对XML、RDF、本体、语义网等4种资源标识技术进行分析,选取语义网技术作为资源标识技术。然后设计海战场作战资源标识框架和框架实现流程,详细介绍资源标识结构和过程。最后对本文的研究工作进行总结,展望作战资源标识的发展趋势。     

AUV cluster path planning based on improved RRT* algorithm北大核心CSCD

[目的]针对微小型欠驱动自主式水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)集群控制问题,设计一种基于改进RRT^(*)算法的编队控制策略。[方法]RRT^(*)算法规划的路径陡变难以跟踪且收敛速度较慢,针对该问题提出改进方法。首先加入偏置函数使随机采样点靠近目标点,然后采用Dubins曲线平滑连接采样点,通过在可变半径范围内重新布线,并设计有关曲线长度与避障的代价函数,选择最优路径。依据代价和最小值为多AUV分配集结点,协调多AUV速度完成最小集结时间约束,随后设计基于Dubins路径的分段向量场构造方法,使得多AUV跟踪规划路径,到达目标集结点时速度与方向保持一致。[结果]仿真结果表明,多AUV编队平均路径长度缩短26.6%,平均集结时间缩短21.7%。[结论]该算法路径规划质量高,可顺利完成编队集结任务。     

基于任务驱动的舰船集成优化设计方法及应用

在确定舰船平台装载容量和主要作战性能指标的前提下,针对由于舰载资源扩展的约束性、多维度多任务执行的并发性而导致的舰船综合作战能力最大化与空间、排水量、能量及信息等资源稀缺性之间的矛盾,打破以往基于功能堆砌的集成方式,提出基于任务驱动的集成方式,形成创新集成优化设计方法,用于指导总体设计方案优化,从而实现舰船功能系统的冗余优化和减员增效目标。论文提出了舰船集成优化设计流程;建立了集成优化效果的多目标综合评价模型;然后针对作战航行任务完成了详细的集成优化实施方案和计算过程。案例应用结果表明:采用论文提出的方法生成优化方案,与原方案相比,人员编制缩减27.3%,集成优化效果提升15.1%。该方法具备良好的工程适用性,可为优化装舰系统规模、提高系统运行效率、减少人员编制以及降低全寿期费用等提供普遍适用的解决方案。