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   科技导报
2019年 37卷 13期
刊出日期:2019-07-13

卷首语
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专题:体系工程
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封面图片说明:中国科协主席万钢与黑龙江省大学生畅谈人生理想与科研经历 Hot!

科技导报. 2019, 37 (13): 0-0.
全文: HTMLnew PDF  (3735 KB)  ( 14 )
摘要 ( 64 )
在第二十一届中国科协年会期间,全国政协副主席、中国科协主席万钢来到东北林业大学,与包括东北林业大学在内的4所黑龙江省髙校的位学生见面,亲切交流,畅谈人生理想与科研经历。
卷首语

走向自愈时代

高金吉
科技导报. 2019, 37 (13): 1-1.
全文: HTMLnew PDF  (481 KB)  ( 53 )
摘要 ( 121 )
机器是双刃剑,可以为人类带来福祉,也可能导致灾难。现代工业生产规模越来越大,设备故障导致的非计划停产和事故损失巨大。从1781年瓦特发明蒸汽机至今仅有200多年的历史,人与故障作斗争主要是靠“治愈”,即机器出了故障要停机由人来检修。
专题:体系工程

作战管理系统研究

赵国宏
科技导报. 2019, 37 (13): 6-13. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.001
全文: HTMLnew PDF  (1263 KB)  ( 301 )
摘要 ( 109 )
分析了作战管理的概念内涵、主要特征及其与相关概念的相互关系,提出了作战管理系统发展历程的一种划分方法,介绍了典型的作战管理系统。通过阐述作战管理系统的发展动因和需求、设计相关体系结构,梳理了力量管理、资源管理、行动管理、战场管理、知识管理、能量管理、运维管理等概念、原理、方法和手段,论述了发展作战管理系统的主要关键技术。

海上合成编队作战指挥信息体系构建原理与方法

阳东升, 姜军
科技导报. 2019, 37 (13): 14-22. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.002
全文: HTMLnew PDF  (6920 KB)  ( 67 )
摘要 ( 64 )
海上合成编队是未来海上主要作战力量体系,其作战指挥信息体系构建对体系作战能力形成具有重要的支撑作用。为解决指挥信息体系构建问题,剖析了海上合成编队作战指挥活动及信息需求,在明确海上合成编队指挥信息体系构建基础与环境前提下,分析了海上合成编队作战指挥基本模式及运行机理,进而提出指挥信息体系构建原理与方法:指挥信息体系的各类要素向编队各类作战指挥活动和指挥过程聚焦,支撑编队嵌套指挥模式高效运行的信息与决策需求,形成海上合成编队作战指挥对抗的比较优势,包括信息优势、决策优势和执行优势。

联合作战资源调度模型研究

刘兆鹏, 司光亚, 唐宇波, 柳少军
科技导报. 2019, 37 (13): 23-31. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.003
全文: HTMLnew PDF  (10020 KB)  ( 33 )
摘要 ( 61 )
针对联合作战筹划过程中的不确定性资源调度问题,设计了基于资源流的反应式调度模型;针对调度过程中的时间不确定性,提出了模糊数建模方法;针对资源调度过程中的资源不确定性,提出了基于双重优先级的优势资源竞争方法,并通过遗传算法进行全局寻优,针对任务不确定性问题,设计了反应式鲁棒策略模型,并实验验证了模型的有效性。

网络信息体系结构模型设计方法

简平, 熊伟, 郭琳
科技导报. 2019, 37 (13): 32-39. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.004
全文: HTMLnew PDF  (7034 KB)  ( 44 )
摘要 ( 44 )
网络信息体系作为近年来提出的新概念,具备网络组网方式多样、拓扑结构异构复杂、信息交互频繁等特点,同时容易受到网络攻击、突发事件等安全威胁。针对网络信息体系概念内涵及特征,在作战、系统等视角的基础上,加入服务和安全因素,研究提出了基于多视图的网络信息体系结构建模框架及其模型设计方法,从顶层构建了网络信息体系典型的体系结构模型,对于开展网络信息体系的顶层设计和安全发展提供必要参考。

一种基于信息熵的体系流程脆弱性分析方法

韦正现, 宋敏, 童鹏鹏, 王红滨
科技导报. 2019, 37 (13): 40-46. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.005
全文: HTMLnew PDF  (1900 KB)  ( 30 )
摘要 ( 44 )
体系在执行任务过程中面临来自外部、内部的各种破坏、干扰或威胁等风险,当风险发生时体系受到影响的程度表现为体系脆弱性,体系流程的脆弱性是影响体系能否完成任务的一个重要方面。提出一种基于信息熵的体系流程脆弱性分析方法:首先,面向体系面临的风险事件及其流程结构特征建立体系流程结构脆弱性分析过程;其次,将体系流程转化为有向图模型,基于信息熵构建了体系流程中各个节点的脆弱度计算模型;最后,将复杂体系流程有向图模型简化为串联、并联和混合3种基本结构,建立了3种基本结构的脆弱度计算模型,进而即可计算体系流程的脆弱度。通过案例说明了该方法的有效性。

CVN-73航母空气尾流主动控制技术

高杰, 沙恩来, 颉征, 王争
科技导报. 2019, 37 (13): 47-52. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.006
全文: HTMLnew PDF  (5159 KB)  ( 23 )
摘要 ( 66 )
为缓解甲板风引起的航母公鸡尾流对舰载机着舰安全的影响,提出了一种在航母尾部吹风的尾流主动控制技术。采用计算流体力学方法,分别计算了0°甲板风条件下原始工况和采用主动控制技术下的CVN-73航母尾部流场特性,并对比分析了不同吹风角度对尾流特性的影响。研究结果表明,随着吹风角度的增大,其对尾流中下洗气流的抑制作用先增强后减弱,当吹风角度为30°或45°时,其对下洗气流的抑制效果最佳,可将最大下洗速度减少为原来的1/2,有效改善了公鸡尾流环境,对舰载机的着舰安全性提升具有重要的意义。

具有周期性双层优化结构的无人机集群航路规划模型

赵学军, 董玉浩, 袁修久, 包壮壮, 李嘉林, 梁晓龙
科技导报. 2019, 37 (13): 53-58. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.007
全文: HTMLnew PDF  (1402 KB)  ( 45 )
摘要 ( 40 )
针对多种威胁条件下的无人机集群航路规划问题,提出了集群控制方法和周期性双层优化算法。以定点抵达任务为背景,将d-范数、冲击函数与反曲函数结合起来,构建了能够实现雷诺兹准则的集群动态控制模型,并采用设计出的周期性双层优化算法求解中心无人机的航路规划问题。通过仿真算例,验证了该模型的实效性和优化算法的可行性,与遗传算法-人工势场混合算法相比,周期性双层优化算法求解效率更高且优化效果更好。

考虑完好性监测的无人机飞行控制系统稳定性分析

高飞, 杜亮, 杜志伟, 蒙文巩
科技导报. 2019, 37 (13): 59-65. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.008
全文: HTMLnew PDF  (3383 KB)  ( 19 )
摘要 ( 60 )
以无人机飞行控制系统为代表的天地大回路控制系统为对象,用马尔科夫过程分别描述导航系统故障过程和完好性监测过程,在保持闭环系统随机稳定性的前提下,讨论了系统噪声与完好性监测延迟时间的关系,给出了一种确定完好性检测延迟时间范围的搜索算法,并进行了仿真验证。

机场保障资源配置优化建模

崔珊珊, 崔玉玮
科技导报. 2019, 37 (13): 66-69. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.009
全文: HTMLnew PDF  (699 KB)  ( 25 )
摘要 ( 59 )
通过梳理多批次多架次飞机在机场同时进行保障作业的基本流程,针对保障作业过程中的各种影响因素,明确了机场保障资源配置优化问题的约束条件和优化目标,并依据约束条件的特征对其进行分类,构造了机场保障资源配置的数学优化模型。

舰载直升机着舰风限图计算

胡楚君, 安强林, 王晓成
科技导报. 2019, 37 (13): 70-75. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.010
全文: HTMLnew PDF  (1642 KB)  ( 21 )
摘要 ( 64 )
基于动量源计算流体力学(CFD)方法,建立了一个适合前飞状态舰载直升机着舰风限图计算的新模型。在该模型中,控制方程采用惯性坐标系下的非定常Euler主控方程,空间离散采用有限体积法,时间推进采用5步显式Runge-Kutta迭代,来模拟舰船复杂紊流场环境下直升机着舰过程中的旋翼/机身/舰体耦合气动特性;为显著提高计算效率,使用动量源模型模拟旋翼流场的作用;同时考虑着舰飞行状态下的直升机平衡计算,在此基础上确定风限图。以UH-60为研究对象,选取风向角为0°、60°和300°三种状态进行了直升机的平衡计算,并与得到的试验数据进行对比分析,验证了结合CFD的平衡计算方法的可靠性。应用所建立的方法,以旋翼操纵量、尾桨操纵量、直升机姿态角和全机需用功率为判断标准,给出了算例直升机的着舰风限图。结果表明基于CFD的着舰风限图计算方法可以有效地用于舰载直升机着舰风限图的确定。

协作感知门限自适应优化

孙昊祥, 陈长兴, 迟文升, 凌云飞
科技导报. 2019, 37 (13): 76-82. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.011
全文: HTMLnew PDF  (3414 KB)  ( 22 )
摘要 ( 42 )
在频谱感知过程中,采用协作感知的方式对空间内多个节点的感知结果进行融合,可以消除路径阴影和深度衰落情况的影响,有效提高结果的准确性和可靠性。基于加权融合的协作判决准则,为了保证融合结果的检测概率和虚警概率达到标准,需要使每个节点的感知结果均达到相应的标准。因此提出通过对每个感知节点设定合适的感知门限进行优化。首先对各感知节点的进行分析,可以得到每个节点在检测概率和虚警概率一定的条件下,感知门限与节点权值的关系,其次通过遗传算法对权值的优化实现权值优化——感知门限优化的自适应优化过程。最后通过仿真验证该方法可以高效准确地实现感知门限的自适应优化,从而保证了协作频谱感知的实际性能。

基于SSC的星载SAR有源干扰方法

朱良, 李博
科技导报. 2019, 37 (13): 83-87. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.012
全文: HTMLnew PDF  (4008 KB)  ( 18 )
摘要 ( 46 )
不同干扰方式对星载SAR的干扰效果主要取决于干扰信号与SAR回波信号的相似度,即干扰信号在信号结构和特征方面与星载SAR回波的相似程度。通过提出一种基于散射统计特性(SSC)的星载SAR有源干扰方法,构建用于干扰星载SAR的类杂波信号数学模型,分析该信号与星载SAR回波信号的散射统计特性相似度,并进行了仿真分析。仿真结果表明该方法在相同的干信比下有更好的干扰效果,具有较好的应用前景。

评价指标体系下的外骨骼支撑相控制效果

陈建华, 穆希辉, 杜峰坡, 何翼, 崔东华
科技导报. 2019, 37 (13): 88-92. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.013
全文: HTMLnew PDF  (2377 KB)  ( 31 )
摘要 ( 56 )
针对一种下肢外骨骼机器人,设计了一种基于步态识别的阻抗自调整控制方法,并通过实验验证,与传统的位置控制、阻抗恒定控制方法进行了对比分析。通过建立一套基于雷达图的指标体系,对不同的外骨骼支撑相控制实验结果进行了科学评价,发现阻抗自调整控制能够保证外骨骼在支撑相不同阶段满足不同的运动需求,与传统阻抗控制方法相比具有最优的总体运动效果。

随机森林分类用于雷达信号预分选新算法研究

刘旭波, 刘敬蜀, 刘斌, 秦令令, 陈涛
科技导报. 2019, 37 (13): 93-97. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.014
全文: HTMLnew PDF  (1329 KB)  ( 42 )
摘要 ( 46 )
现代战争中,雷达电子战环境越来越复杂,随着雷达种类的多样化和雷达脉间调制方式的复杂化,对信号分选的识别难度也愈加增大。本研究采用随机森林算法对脉冲描述字特征进行预分选,可自适应的对特征进行选择,并实现分类。随机森林由于可以自动进行特征选择,可对不平衡的数据进行误差平衡等优点,通过多决策树表决方式,可以迅速完成对大量数据快速训练。在脉冲丢失导致的部分特征损失的情况下,仍可以维持识别准确率。通过实验证明了本方法对雷达脉冲描述字特征进行预分选的有效性。

面向动态演化的复杂网构软件系统可靠性分析方法

宋敏, 鞠阳, 韦正现
科技导报. 2019, 37 (13): 98-103. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.015
全文: HTMLnew PDF  (1047 KB)  ( 29 )
摘要 ( 41 )
网构软件是Internet上各种软件实体以各种协同方式实现跨网络的互连、互通和协作的软件系统,动态演化是其基本特征,演化过程中会导致软件系统失效,面向动态演化的网构软件可靠性分析成为新的技术难题。首先分析构件接口交互之间的协议关系和网构软件动态演化错误传播可达性,提出通过错误传播可达图来界定构件动态演化错误的影响范围,并建立错误传播可达图生成过程模型;其次,为有效解决Markov状态空间“爆炸”的问题,利用错误传播可达图来生成Markov状态转移图,提出基于Markov的网构软件动态演化可靠性分析方法;最后通过案例分析来验证该方法的有效性。

高能推进系统试验操作风险及处置措施

尹怀志, 徐松林, 王军延
科技导报. 2019, 37 (13): 104-108. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.016
全文: HTMLnew PDF  (895 KB)  ( 33 )
摘要 ( 51 )
高能推进系统的高能量特性使得飞行器射程更远,但同时也增大了推进系统及其飞行器的操作使用风险。通过综述目前被国内外导弹、火箭广泛使用的硝酸酯增塑聚醚推进剂及其高能推进系统特性,梳理了近年来与推进系统相关的安全事故及原因,基于某型高能推进系统火箭在试验场的试验操作内容,采用使用和保障危险分析方法对其试验过程进行了风险分析,并提出了改进措施建议。

美国国防部体系结构框架应用分析

张佳, 杨红义, 刘一哲
科技导报. 2019, 37 (13): 117-123. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.018
全文: HTMLnew PDF  (2440 KB)  ( 99 )
摘要 ( 82 )
从体系结构方法的定义引出美国国防部体系结构框架(DoDAF)的概念,对比DoDAF2.0版本的优势,说明DoDAF 2.0中8个视角52个模型的含义,分析了DoDAF 2.0框架下体系结构开发的原则和步骤。在此基础上,简要分析了DoDAF 2.0的应用领域,并以武器装备需求分析为例,说明了作战视角(OV)和系统视角(SV)的分析过程。

越南潜射反舰导弹对航母编队威胁及对策分析

胡平, 刘凯, 钱超, 顾雪峰
科技导报. 2019, 37 (13): 124-128. ;  doi: 10.3981/j.issn.1000-7857.2019.13.019
全文: HTMLnew PDF  (1896 KB)  ( 39 )
摘要 ( 47 )
越南装备了“基洛”级潜艇,该级潜艇是世界上静音性能最好的常规动力潜艇之一,而其配备的“Club-S”潜射反舰导弹具有先进的性能,本研究分析了该型导弹的性能、特点和工作过程。鉴于美军航母编队反潜、反导作战能力与战术运用具有典型的代表性和借鉴意义,进一步分析了美国航母编队反潜作战能力和反导作战能力,分析了其反导作战方式。
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