基于XML的裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)研究.pdf

1、在第二次伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍首次全面實(shí)踐了面向現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的具有高度精確化和智能化的裝備保障系統(tǒng)，揭開(kāi)了現(xiàn)代物流理論指導(dǎo)戰(zhàn)場(chǎng)裝備調(diào)度的序幕，引起國(guó)際軍事學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。我軍軍事裝備物流研究剛剛起步，尚未形成系統(tǒng)、量化、可操作的決策理論和方法體系，為了應(yīng)對(duì)瞬息萬(wàn)變的國(guó)際環(huán)境，迫切需要我軍進(jìn)行戰(zhàn)時(shí)軍事裝備調(diào)度決策理論與方法的研究。本文首先結(jié)合戰(zhàn)時(shí)軍事裝備物流系統(tǒng)概念，總結(jié)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)裝備指揮調(diào)度經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并回顧了相關(guān)研究領(lǐng)域?qū)W術(shù)動(dòng)態(tài)；以此為基礎(chǔ)，研

2、究基于戰(zhàn)役層次、地面作戰(zhàn)的軍事裝備物流系統(tǒng)的需求預(yù)測(cè)、路徑優(yōu)化、分布式指揮、互操作和決策自動(dòng)化等問(wèn)題。論文主要工作如下： （1）從現(xiàn)代裝備保障一體化網(wǎng)絡(luò)指揮的需求出發(fā)，分析了戰(zhàn)時(shí)裝備指揮調(diào)度的新特點(diǎn)，建立了裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu)、功能模型和體系結(jié)構(gòu)。提出了基于XML的裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和表達(dá)體系結(jié)構(gòu)，最大限度地實(shí)現(xiàn)各種裝備信息和資源的綜合集成、快速流動(dòng)和優(yōu)化配置：系統(tǒng)將裝備信息、空間地理信息在數(shù)據(jù)平臺(tái)上進(jìn)行融合，將

3、各級(jí)保障部門和各類保障單元置于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)裝備保障態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)顯示、裝備技術(shù)狀態(tài)查詢與統(tǒng)計(jì)、人員與裝備的調(diào)配方案輔助決策等功能，為戰(zhàn)場(chǎng)裝備保障提供實(shí)時(shí)服務(wù)。 （2）運(yùn)用多智能體（MAS）和分層著色Petri網(wǎng)（CPN）相結(jié)合的系統(tǒng)建模方法，對(duì)裝備指揮調(diào)度決策系統(tǒng)進(jìn)行深入分析和建模，建立了MAS-CPN系統(tǒng)模型。利用著色Petri網(wǎng)的運(yùn)算單元概念，研究了在MAS-CPN模型中對(duì)決策排序算法的實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了保障目標(biāo)”理想解”排序算

4、法與多Agent決策推理模型的全面融合。同時(shí)，研究了MAS－CPN模型與．NET平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換方法，提出了基于文件和基于網(wǎng)絡(luò)兩種數(shù)據(jù)交換方法，為模型的較大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 （3）提出了自適應(yīng)多態(tài)蟻群算法（APACA），并將之應(yīng)用于多約束條件下多車場(chǎng)帶時(shí)間窗的車輛路徑問(wèn)題（MDVRPMC）的求解。為貼近戰(zhàn)時(shí)裝備保障指揮調(diào)度的應(yīng)用要求，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的部隊(duì)優(yōu)先級(jí)、車場(chǎng)分布、車型、路況、時(shí)間窗、裝卸時(shí)間等多約束情況，對(duì)戰(zhàn)時(shí)MDVR

5、PMC問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)建模，并用提出的自適應(yīng)多態(tài)蟻群算法進(jìn)行求解。與現(xiàn)有算法相比，本文所提算法在相同計(jì)算精度下計(jì)算速度更快，為進(jìn)一步實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證打下了良好的基礎(chǔ)。 （4）建立了定量和定性相結(jié)合的戰(zhàn)時(shí)裝備物流需求預(yù)測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。分析裝備需求預(yù)測(cè)的過(guò)程、特點(diǎn)、步驟、指標(biāo)及其影響因素，比較了現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了戰(zhàn)時(shí)裝備物流需求預(yù)測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。從實(shí)用角度對(duì)模型和算法進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)參數(shù)加快了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度和提高了預(yù)測(cè)精

6、度。利用建立的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)一個(gè)戰(zhàn)時(shí)裝備保障實(shí)例進(jìn)行彈藥需求量和武器備件需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與多元線性回歸預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì) （5）提出了動(dòng)態(tài)裝備指揮調(diào)度信息的XML表達(dá)模式ECS-XML和基于XML-ER的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。分析了裝備指揮調(diào)度信息的XML表達(dá)方式，對(duì)ECS-XML模式中涉及的主要子模式進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了XML裝備調(diào)度信息的解析方法。由于XML原生數(shù)據(jù)庫(kù)尚未發(fā)展成熟，論文提出了XML與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

7、優(yōu)化方案，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的基于XML-ER的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法。實(shí)例驗(yàn)證了ECS-XML模式的合理性和多態(tài)信息表達(dá)的實(shí)用性。 （6）研究了實(shí)現(xiàn)裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù)，包括．NET Remoting技術(shù)、．NET的XML訪問(wèn)技術(shù)、XML與數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換技術(shù)等。提出了裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析了系統(tǒng)的安全需求，定義了XML加密模式，建立了系統(tǒng)的XML數(shù)據(jù)安全模型。結(jié)合某部裝備指揮調(diào)度系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，驗(yàn)證了所提出的裝備指揮