聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制過程模糊表示與決策方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，協(xié)調(diào)多軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)執(zhí)行軍事任務(wù)是當(dāng)前軍事指揮控制領(lǐng)域主要研究的課題之一。指揮員實(shí)施的影響指揮控制的程序稱之為指揮控制過程（Command and Control Process，C2P）。C2P是軍隊(duì)執(zhí)行軍事任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，針對(duì)C2P的研究一直是作戰(zhàn)仿真理論研究的核心領(lǐng)域。傳統(tǒng)作戰(zhàn)仿真中采用主客體分離、簡(jiǎn)化近似的手段所得到的“精確”分析結(jié)果，很難解決聯(lián)合作戰(zhàn)條件下以人作為主導(dǎo)作用的復(fù)雜C2P問題。模糊集合論為描述和解決指

2、揮C2P存在的諸多不確定性問題，提供了一種科學(xué)的理論和方法。將模糊集合論及其拓展理論應(yīng)用到聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制過程（Joint Operational Command and Control Process，JOC2P）領(lǐng)域，根據(jù)不完全、不精確或不確定的信息對(duì)JOC2P進(jìn)行表示推理及決策，有效地處理了由于戰(zhàn)場(chǎng)信息的模糊性所引起的不確定性問題，為JOC2P建模提供了新的思路和方法。本研究目標(biāo)是：借鑒當(dāng)前對(duì)JOC2P的研究成果，應(yīng)用模糊集和模糊

3、推理方法重點(diǎn)對(duì)JOC2P中涉及的不確定性信息進(jìn)行知識(shí)表示，并在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)環(huán)境下進(jìn)行指揮控制模糊決策，進(jìn)而為人在環(huán)的指揮控制系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)提供科學(xué)化的理論方法。討論的關(guān)鍵技術(shù)包括模糊本體、模糊知識(shí)庫、賦時(shí)影響網(wǎng)的模糊貝葉斯決策改進(jìn)和模糊多準(zhǔn)則群決策等，重點(diǎn)從表示和決策兩個(gè)方面，研究JOC2P模糊化處理方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了JOC2P模糊表示與決策方法的求解框架。首先對(duì)JOC2P的概念內(nèi)涵、特點(diǎn)及復(fù)雜性分別了進(jìn)行

4、深入分析，接著討論了JOC2P表示與決策方法的模糊化求解需求，進(jìn)而提出了JOC2P模糊表示與決策方法的求解框架。在具體設(shè)計(jì)過程中，該框架將對(duì)JOC2P模糊表示與決策方法的求解起到重要的指導(dǎo)作用。⑵提出了基于模糊本體的JOC2P語義表示方法，較好地解決了JOC2P領(lǐng)域模糊信息的建模表示問題。首先設(shè)計(jì)了一種新的模糊描述邏輯L-SH OIN，給出其語法和語義，并基于該形式邏輯將OWL模糊擴(kuò)展為FOWL。與當(dāng)前主流模糊本體語言相比較，F(xiàn)OWL既

5、可以進(jìn)行定量的推理，也可以描述定性的非確定性推理，更適合于表示軍事分析領(lǐng)域模糊信息。接著，以JC3IEDM數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，面向FOWL設(shè)計(jì)了JOC2P模糊本體，實(shí)現(xiàn)了JOC2P領(lǐng)域模糊信息的建模表示。最后，開發(fā)了JOC2P模糊本體語義驗(yàn)證方法，包括基于模糊描述邏輯和f-SWRL的檢驗(yàn)方法，用于解決JOC2P模糊本體中的概念沖突、知識(shí)冗余和數(shù)據(jù)不一致等問題。⑶針對(duì)當(dāng)前指揮控制系統(tǒng)JOC2P模型智能化決策能力的不足，提出了JOC2P模糊知識(shí)

6、庫構(gòu)建方法。基本對(duì)象模型（Basic Object Model，BOM）是當(dāng)前指揮控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一類仿真模型，通過對(duì)BOM的JOC2P模糊本體的語義附加，設(shè)計(jì)了基于BOM的聯(lián)合任務(wù)空間模型建?？蚣?。聯(lián)合任務(wù)空間模型通過插件的形式重用已有插件以擴(kuò)展模型的功能，指揮控制模糊知識(shí)庫插件的使用可以賦予模型智能指揮控制功能。因此，對(duì)模糊知識(shí)庫的組成及工作原理進(jìn)行了深入研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了模糊知識(shí)庫的構(gòu)建方法，并給出了其對(duì)模糊威脅評(píng)估推理分

7、析的應(yīng)用實(shí)例。⑷提出了基于效果作戰(zhàn)的JOC2P模糊決策優(yōu)化方法，可以面向戰(zhàn)場(chǎng)真實(shí)態(tài)勢(shì)進(jìn)行定量的分析優(yōu)化。賦時(shí)影響網(wǎng)是將基于效果作戰(zhàn)思想從定性描述轉(zhuǎn)化為定量解析模型的有效工具，但其決策節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率基本都是人為指定，沒有考慮真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的影響，因此嘗試引入模糊貝葉斯決策的方法：對(duì)已知的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行模糊信息處理，用最新輸入的模糊信息改進(jìn)關(guān)于自然狀態(tài)的先驗(yàn)分布假定，進(jìn)而計(jì)算出后驗(yàn)?zāi)：L(fēng)險(xiǎn)，以此更新決策節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了賦時(shí)影響網(wǎng)

8、的模糊改進(jìn)，通過一個(gè)防空襲作戰(zhàn)規(guī)劃案例，演示并且驗(yàn)證了改進(jìn)方法的有效性和魯棒性。⑸提出了JOC2P模糊多準(zhǔn)則群決策方法，在認(rèn)知域中實(shí)現(xiàn)了JOC2P以群決策的方式對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)方案進(jìn)行多準(zhǔn)則模糊決策。由于作戰(zhàn)的模糊性、不確定性及決策人員間不同的偏好等主觀因素的影響，必須解決具有多種偏好信息的多指揮人員的群決策問題。針對(duì)行動(dòng)方案評(píng)估元素之間相互影響的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和多準(zhǔn)則之間存在沖突的問題，引入三角模糊理論和直覺模糊理論表達(dá)信息的不確定性，提出了一種