兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 2885-2896.doi: 10.12382/bgxb.2022.1039
陈文钰1,2, 李为民2,*(), 张涛2,3, 邵雷2, 徐海洋4, 王希5
收稿日期:
2022-11-09
上线日期:
2023-10-30
通讯作者:
CHEN Wenyu1,2, LI Weimin2,*(), ZHANG Tao2,3, SHAO Lei2, XU Haiyang4, WANG Xi5
Received:
2022-11-09
Online:
2023-10-30
摘要:
为解决现有的作战网络模型难以体现作战双方交互动态、节点删除策略脱离作战实际、体系能力量化过度依赖杀伤链数量等问题,提出一种基于交互对抗网络模型的体系作战能力计算分析方法。建立红蓝双方交互网络模型,将双方作战节点都纳入网络模型,通过可达性节点删除策略实现双方节点更新;引入杀伤链能力及体系杀伤链能力等概念,并以毁伤规模量化体系作战能力;考虑到不等概率网络2端连通度计算时的复杂度,采用蒙特卡洛仿真法求解体系杀伤链能力。仿真实验分析了影响体系作战能力的关键变量,并和其他方法进行了对比分析。研究结果表明,指控节点功能能力提升是作战体系的核心关键,对己方体系作战毁伤能力的非线性提升、敌方体系的非线性压制具有重要作用,仿真对比实验验证了所提方法的优越性。
中图分类号:
陈文钰, 李为民, 张涛, 邵雷, 徐海洋, 王希. 基于作战交互网络的体系作战能力计算[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 2885-2896.
CHEN Wenyu, LI Weimin, ZHANG Tao, SHAO Lei, XU Haiyang, WANG Xi. Calculation of System Combat Capability Using an Interactive Network Approach[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(10): 2885-2896.
序号 | 边 | 意义 | 属性 |
---|---|---|---|
1 | E1:BS→RS | 蓝方侦察类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
2 | E2:BI→RS | 蓝方效应类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
3 | E3:BD→RS | 蓝方指控类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
4 | E4:RS→RD | 红方侦察类节点向红方指控类节点传输信息 | 情报上传 |
5 | E5:RD→RI | 红方决策类节点向红方效应类节点下达命令 | 指令下达 |
6 | E6:RI→BS | 红方效应类节点对蓝方侦察类节点实施打击 | 效果施加 |
7 | E7:RI→BI | 红方效应类节点对蓝方效应类节点实施打击 | 效果施加 |
8 | E8:RI→BD | 红方效应类节点对蓝方决策类节点实施打击 | 效果施加 |
9 | E9:RS→BS | 红方侦察类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
10 | E10:RI→BS | 红方效应类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
11 | E11:RD→BS | 红方指控类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
12 | E12:BS→BD | 蓝方侦察类节点向蓝方指控类节点传输信息 | 情报上传 |
13 | E13:BD→BI | 蓝方决策类节点向蓝方效应类节点下达命令 | 指令下达 |
14 | E14:BI→RS | 蓝方效应类节点对红方侦察类节点实施打击 | 效果施加 |
15 | E15:BI→RI | 蓝方效应类节点对红方效应类节点实施打击 | 效果施加 |
16 | E16:BI→RD | 蓝方效应类节点对红方决策类节点实施打击 | 效果施加 |
表1 节点连接关系
Table 1 Factors in the table
序号 | 边 | 意义 | 属性 |
---|---|---|---|
1 | E1:BS→RS | 蓝方侦察类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
2 | E2:BI→RS | 蓝方效应类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
3 | E3:BD→RS | 蓝方指控类节点被红方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
4 | E4:RS→RD | 红方侦察类节点向红方指控类节点传输信息 | 情报上传 |
5 | E5:RD→RI | 红方决策类节点向红方效应类节点下达命令 | 指令下达 |
6 | E6:RI→BS | 红方效应类节点对蓝方侦察类节点实施打击 | 效果施加 |
7 | E7:RI→BI | 红方效应类节点对蓝方效应类节点实施打击 | 效果施加 |
8 | E8:RI→BD | 红方效应类节点对蓝方决策类节点实施打击 | 效果施加 |
9 | E9:RS→BS | 红方侦察类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
10 | E10:RI→BS | 红方效应类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
11 | E11:RD→BS | 红方指控类节点被蓝方侦察类节点探测到 | 预警侦察 |
12 | E12:BS→BD | 蓝方侦察类节点向蓝方指控类节点传输信息 | 情报上传 |
13 | E13:BD→BI | 蓝方决策类节点向蓝方效应类节点下达命令 | 指令下达 |
14 | E14:BI→RS | 蓝方效应类节点对红方侦察类节点实施打击 | 效果施加 |
15 | E15:BI→RI | 蓝方效应类节点对红方效应类节点实施打击 | 效果施加 |
16 | E16:BI→RD | 蓝方效应类节点对红方决策类节点实施打击 | 效果施加 |
类型 | 数量 | 能力 期望 | 能力 方差 | 可靠度 期望 | 可靠度 方差 | 防护能 力期望 | 防护能 力方差 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RS | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
RD | 5 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
RI | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BS | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BD | 5 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BI | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
表2 作战节点详细情况
Table 2 Detailed data of combat nodes
类型 | 数量 | 能力 期望 | 能力 方差 | 可靠度 期望 | 可靠度 方差 | 防护能 力期望 | 防护能 力方差 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RS | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
RD | 5 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
RI | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BS | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BD | 5 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
BI | 10 | 0.3 | 0.01 | 0.8 | 0.01 | 0.8 | 0.01 |
图5 不同类型红方节点的功能能力对交互前杀伤链均值的影响
Fig.5 Influence of functional ability of different types of red cube nodes on mean value of kill chain before interaction
图9 不同类型红方节点的功能能力对交互后双方节点损失比例的影响
Fig.9 Influence of functional ability of different types of red cube nodes on the loss ratio of both sides after interaction
类型 | 数量 | 能力 期望 | 能力 方差 | 可靠度 期望 | 可靠度 方差 | 防护能 力期望 | 防护能 力方差 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RS | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
RD | 3 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
RI | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BS | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BD | 3 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BI | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
表3 A与B的作战节点情况
Table 3 Operation nodes of country A and country B
类型 | 数量 | 能力 期望 | 能力 方差 | 可靠度 期望 | 可靠度 方差 | 防护能 力期望 | 防护能 力方差 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RS | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
RD | 3 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
RI | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BS | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BD | 3 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
BI | 9 | 0.35 | 0.01 | 0.85 | 0.01 | 0.75 | 0.01 |
[1] |
doi: 10.1002/nav.v21:1 URL |
[2] |
doi: 10.1016/j.physa.2021.126477 URL |
[3] |
doi: 10.1016/j.ejor.2017.07.026 URL |
[4] |
赵丹玲, 谭跃进, 李际超, 等. 基于异质网络的武器装备体系结构抗毁性研究[J]. 系统工程理论与实践, 2019, 39(12): 3197-3207.
doi: 10.12011/1000-6788-2018-1302-11 |
|
|
[5] |
李尔玉, 龚建兴, 黄健. 基于功能链的融合网络功能抗毁性评估[J]. 兵工学报, 2019, 40(7): 1450-1459.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.07.015 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.07.015 |
|
[6] |
王运明, 陈思, 陈波, 等. 基于作战链路效率的指挥与控制网络抗毁测度[J]. 指挥与控制学报, 2017, 3(1): 61-66.
|
|
|
[7] |
郭晓成, 马润年, 陈彤睿, 等. 跨层协同指挥控制网络抗毁性研究[J]. 火力与指挥控制, 2019, 44(6): 36-40.
|
|
|
[8] |
doi: 10.1109/JSYST.2018.2828779 |
[9] |
陈登, 陈楚湘, 周春华. 基于“OODA环”的杀伤网节点重要性评估[J/OL]. 兵工学报, 2022(2022-08-25)[2022-11-10]. https://doi.org/10.12382/bgxb.2022.0623.
|
|
|
[10] |
王超, 郭基联, 符凌云. 基于拓扑势的作战体系网络节点重要度评估方法[J]. 兵工学报, 2020, 41(8): 1658-1664.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.08.020 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.08.020 |
|
[11] |
李尔玉, 龚建兴, 黄健, 等. 基于功能链的作战体系复杂网络节点重要性评价方法[J]. 指挥与控制学报, 2018, 4(1): 42-49.
|
|
|
[12] |
周琛, 宋笔锋, 尚柏林, 等. 基于作战网络可靠度的体系贡献率评估[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(7): 1875-1883.
doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.07.19 |
doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.07.19 |
|
[13] |
doi: 10.1109/TSMC.6221021 URL |
[14] |
聂俊峰, 陈行军, 史红权. 面向任务驱动的海上编队云作战体系动态超网络模型[J]. 兵工学报, 2021, 42(11): 2513-2521.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.11.024 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.11.024 |
|
[15] |
doi: 10.1109/TSMC.6221021 URL |
[16] |
王耀祖, 尚柏林, 宋笔锋, 等. 基于杀伤链的作战体系网络关键节点识别方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023(3): 736-744.
doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.03.14 |
doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.03.14 |
|
[17] |
何盛明, 刘西乾, 沈云. 财经大辞典[M]. 北京: 中国财政经济出版社, 1990.
|
|
|
[18] |
中国人民解放军军事科学院. 中国人民解放军军语[M]. 北京: 军事科学出版社, 2011.
|
Chinese People’s Liberation Army Academy of Military Sciences. Chinese People’s Liberation Army military terms[M]. Beijing: Military Science Press, 2011. (in Chinese)
|
|
[19] |
杨松, 王维平, 李小波, 等. 杀伤链概念发展及研究现状综述[C]// 第三届体系工程学术会议论文集——复杂系统与体系工程管理. 珠海: 国防科技大学系统工程学院, 2021: 67-72.
|
|
|
[20] |
doi: 10.1177/1748006X20969465 URL |
[21] |
doi: 10.1002/net.v77.1 URL |
[22] |
doi: 10.1016/j.ress.2022.108881 URL |
[23] |
doi: 10.1016/j.ress.2022.108687 URL |
[24] |
|
[25] |
doi: 10.1016/j.ress.2022.108427 URL |
[26] |
doi: 10.1002/net.v78.2 URL |
[27] |
doi: 10.37236/1374 URL |
[28] |
doi: 10.1002/net.v10:2 URL |
[29] |
杨圩生, 王钰, 杨洋, 等. 基于作战环的不同节点攻击策略下的作战网络效能评估[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(11): 3220-3228.
doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.11.22 |
|
[1] | 陈登, 陈楚湘, 周春华. 基于OODA环的杀伤网节点重要性评估[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 363-372. |
[2] | 沈丙振, 缪建明, 李晓菲, 贾广威. 基于改进结构方程模型的陆军武器装备体系作战能力评估模型[J]. 兵工学报, 2021, 42(11): 2503-2512. |
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