网络化目标体系建模与分析

本书是作者及所在团队多年研究成果的总结和梳理，提炼了在目标体系分析领域重要的模型和方法，将网络理论、决策与优化理论、体系工程理论等一般性理论方法与目标体系分析这一重要问题相结合，从数学的角度给出了多种重要的模型和求解方法，采用仿真和实际案例给出实验过程和结果分析。 全书共分六章，包括目标体系分析问题以及相关概念，目标体系建模与分析的框架和基础理论方法，基于单层、双层网络阻断的模型和求解方法，基于故障树的模型和求解方法，基于贝叶斯网络的模型和求解方法，基于博弈论的模型和求解方法。

朱承：国防科学技术大学信息系统工程国防科技重点实验室主任助理，硕士研究生导师，中国指挥与控制学会C4ISR技术专委会总干事，全军军事运筹学会副秘书长。长期从事指挥控制、智能决策、分布式系统等方面的研究。主持和参与了国家自然科学基金、863、装备预研等多项课题的研究，担任多个国防项目的副总师、分系统负责人，发表论文30余篇，编著教材3部，获军队（部委）级科研奖励3项。

目录

第1章目标体系分析概述
11目标与目标体系
111背景
112概念
12网络化目标体系建模与分析
121问题
122框架
123要素
124目标体系的分析扩展
13相关理论与应用
131体系理论
132复杂网络理论
133信息与决策理论
134可靠性理论
14本书的组织结构
第2章基于单层网络阻断的方法
21概述
211相关概念
212建模思路
22带资源约束的单层网络短路阻断模型
221模型描述
222基于分解模型的Covering分解算法
223计算实验
23多目标单层网络短路阻断模型
231模型描述
232子图分解算法
233计算实验
第3章基于多层网络阻断的方法
31概述
311相关概念
312建模思路
32反馈依赖的双层网络短路阻断模型
321模型描述
322算法设计
323计算实验
第4章基于故障树的方法
41概述
411相关概念
412建模思路
42基于静态故障树的模型
421目标体系失效机制的静态故障树描述
422基于静态故障树的目标体系单阶段分析模型
423算法设计
424计算实验
43基于动态故障树的模型
431目标体系失效机制的动态故障树描述
432基于动态故障树的目标体系多阶段分析模型
433算法设计
434计算实验
第5章基于贝叶斯网络的方法
51概述
511相关概念
512建模思路
52基于OOBN的模型
521目标体系失效机制的OOBN描述
522基于OOBN的目标体系单阶段分析模型
523算法设计
524计算实验
53基于OODBN的模型
531目标体系失效机制的OODBN描述
532基于OODBN的目标体系多阶段分析模型
533算法设计
534计算实验
第6章基于博弈论的方法
61概述
611相关概念
612建模思路
62基于多阶段博弈的模型
621模型描述
622基于逆向归纳法和启发式的求解算法
623计算实验
63基于随机博弈的模型
631模型描述
632基于逆向归纳法和启发式的求解算法
633计算实验

前言

在信息化条件下的现代战争中，交战双方已不再是简单的火力对抗，而是体系与体系之间的对抗，火力打击的目的也不可能像过去消耗战那样是完全摧毁对方的所有可能目标，而是通过对有限目标的摧毁，达到对对方作战体系迅速、高效的打击效果。
目标体系分析是指依据作战目的和意图，对战场各类目标的特点及其相关性进行分析、计算、对比，从中筛选出有助于作战目的实现的关键目标，从而快速高效地实现作战意图。这一问题不仅是涉及战争目的和作战思想的重大问题，更是一个复杂的技术问题，已成为信息化战争中作战筹划和指挥决策的核心。
美军非常重视目标体系分析的相关理论与方法。20世纪90年代以来，从五环打击理论、基于效果的作战理论、战略瘫痪理论、快速决定性作战，到如今的空海一体战理论等一系列新军事理论和概念的出现，无不是将敌方视为整体来进行目标的选择和打击，目的是使得敌方的作战体系崩溃或者失效。科索沃战争、伊拉克战争到阿富汗战争中的目标选择，都是以使敌方战场重心瘫痪为打击目的，而不是以大面积摧毁敌方目标为目的。美军在其作战条令中明确给出了选择打击目标的基本流程，将基于效果作战理论和体系作战思想融入其中。随着我军建设指导思想与装备的发展，以目标为中心的作战样式已成为未来发展的重要方向，迫切需要大力发展目标装备，亟需目标体系建模与分析理论、方法和技术平台的支撑。另外，在我军体系化建设的同时，利用目标体系分析方法从对手的角度分析自身，能更好地找到体系建设中的薄弱环节，提高体系的抗毁性和鲁棒性。
本书作者及所在研究团队从2009年开始，在国家自然科学基金、国防预研、军口“863”等项目的支持下开展了目标体系建模与分析相关理论与方法的研究，同时通过承担相关型号项目，进行了目标体系分析的实践。在此过程中，我们深感目标体系分析领域是一个有着现实需求的新兴研究领域，同时也深刻认识到该领域在理论方法上有大量难题亟待突破，大量基础性、理论性、技术性问题有待解决，工程实践也亟需理论方法牵引。有感于此，我们将本团队在该方向多年来的研究成果进行了整理，提炼出在目标体系建模与分析中重要的典型问题，从数学角度给出对应的建模框架、模型和算法，并给出计算实验的过程和结果。
全书共分为6章。第1章为概述，介绍目标体系分析问题及相关概念，描述网络化目标体系建模与分析的框架，梳理相关的基础理论与方法。第2、3章分别介绍基于单层、双层网络阻断的模型和求解方法，第4章介绍基于故障树的模型和求解方法，第5章介绍基于贝叶斯网络的模型和求解方法，第6章介绍基于博弈论的模型和求解方法。全书由朱承研究员整体规划、统稿，并撰写第1、2、3章，雷霆撰写了第4、5、6章，张维明教授、刘忠教授参与全书整体规划及第1、5、6章部分内容的撰写。
本书的出版得到国家自然科学基金（71571186，61273322）及*“指控组织设计与优化”创新团队等项目的资助，在此深表谢意。感谢本研究团队黄金才研究员、修保新研究员、程光权副研究员、朱先强博士等，他们的思想和工作为本书内容提供了宝贵参考和指导。感谢肖开明、魏翔宇两位博士研究生，他们参与了书稿整理及计算实验工作。感谢周鋆博士、冯秀群硕士在研究生阶段所做的相关研究和工程实践，感谢冯暘赫博士、成清博士及团队中其他参与目标体系分析研究和实践的各位同学。
本书面向军事运筹、指挥控制、目标选择等相关领域的研究和工程技术人员，提供有关目标体系分析方法的系统性、专门性阐述和介绍，期望对相关领域的发展起到抛砖引玉的作用。本书所阐述的内容仍然处于探索阶段，再加上作者本身的能力和水平所限，其中错误、疏漏在所难免，恳请广大读者朋友提出宝贵意见和建议，以利于我们继续研究。