基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备及介质技术方案

本发明专利技术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。备单元O。备单元O。

【技术实现步骤摘要】
基于信息熵的复杂系统网络化建模方法、设备及介质


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]本专利技术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：
[0008]根据作战目标确定武器装备单元构成网络节点集V；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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；
[0017]通过下式计算所述作战环的作战能力C：
[0018]C＝exp(
‑
ζ)
[0019]其中ζ为单一目标作战环的不确定性。
[0020]进一步地，对于所述多敌方目标作战环，在作战过程中需首先对敌方目标集合T，中的各敌方目标的优先级进行排序，确定各敌方目标的权重α
m
(m＝1,2,
…
,|T|)；
[0021]所述多敌方目标作战环对敌方目标集合T的作战能力C(G)按照下式计算：
[0022][0023]其中G代表所述多敌方目标作战环。
[0024]进一步地，所述作战环即观察、定位、决策和行动的循环过程，侦察类装备单元发现目标并通过信息处理类装备单元将作战信息传给决策类装备单元，决策类装备单元对所述作战信息进行分析做出决策并通过信息处理类装备将指挥信息发送至打击类装备单元，所述打击类装备单元根据所述指挥信息对敌方目标类装备单元实施军事打击和摧毁。
[0025]进一步地，所述信息类节点用于实现所述侦察类、决策类和打击类节点之间的通信、信息处理和辅助决策需求。
[0026]进一步地，所述网络节点集中各节点的基本属性需预先初始化。
[0027]本专利技术第二方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本专利技术第一方面提供的基于信息熵的武器装备网络化建模方法。
[0028]本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术第一方面提供的基于信息熵的武器装备网络化建模方法。
[0029]本专利技术的有益效果如下：
[0030]本专利技术提供的一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法方案，基于复杂网络和信息熵等理论，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。
附图说明
[0031]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0032]图1示出本专利技术的一个实施例提供的一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法的流程图；
[0033]图2示串联结构的结构示意图；
[0034]图3示并联结构的结构示意图；
[0035]图4示出单一敌方目标作战环的示意图。
[0036]图5示出实现本专利技术实施例提供的装置的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0037]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0038]本专利技术提供的方案基于复杂网络和信息熵等理论，以提高作战能力作为复杂武器装备网络动态演化的驱动力，在武器装备网络作战能力动态演化因素分析的基础上，通过对这些因素的因果关系分析和量化，构建复杂武器装备网络动态演化模型，探寻网络宏观整体作战能力与作战武器单元微观变化之间的关联与作用规律。
[0039]如图1所示，本专利技术的一个实施例提出了一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法，包括如下步骤：
[0040]S1：根据作战目标确定武器装备单元构成网络节点集V；
[0041]S2：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；
[0042]S3：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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于信息熵的复杂系统网络化建模方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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；通过下式计算所述作战环的作战能力C：C＝exp(
‑
ζ)其中ζ为单一目标作战环的不确定性。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述多敌方目标作战环，在作战过程中需首先对敌方目标集合T，中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连怡，张晗，谢宝娣，李亚雯，卿杜政，余立新，王清云，陈秋瑞，李伟夫，杨涵博，梅铮，
申请(专利权)人：北京仿真中心，
类型：发明
国别省市：