基于图论算法的作战环推荐方法、系统、设备和存储介质与流程

技术特征：
1.一种基于图论算法的作战环推荐方法，其特征在于，所述方法包括：根据装备构建包含侦察层、通信层、指控层和打击层的4层网络，将对目标方的杀伤网转换为普通加权网络；基于装备闭环的消耗时间构造时间成本矩阵，通过所述普通加权网络和所述时间成本矩阵建立基于图的作战环推荐规划模型；基于加法和乘法规则的作战环效能评价标准，利用带时间效用约束的最短路算法对所述基于图的作战环推荐规划模型进行求解；基于分支限界法和所述最短路算法找到满足作战环效能和时间效用的作战环路径，根据所述作战环路径进行作战环的推荐。2.根据权利要求1所述的基于图论算法的作战环推荐方法，其特征在于，所述根据装备构建包含侦察层、通信层、指控层和打击层的4层网络，将对目标方的杀伤网转换为普通加权网络，包括：将杀伤网视为一个异质网络，用g=(v，e)表示，v是杀伤网中所有装备实体的节点，e是杀伤网中所有的带权重连边；用r={r1，r2，r3，r4}分别代表侦察、通信、指控和打击4种连边类型，将所述异质网络进行拉伸处理，把每种类型的边视为一层，构造一个包含侦察层、通信层、指控层和打击层4层子网的网络；利用网络语言和数学模型对杀伤网异质网络的拉伸处理转换过程进行数学描述；将杀伤网的异质网络中节点和连边的不同类型同质化，杀伤网经过拉伸处理后形成所述普通加权网络。3.根据权利要求1所述的基于图论算法的作战环推荐方法，其特征在于，所述基于加法和乘法规则的作战环效能评价标准，利用带时间效用约束的最短路算法对所述基于图的作战环推荐规划模型进行求解，包括：将转换后的普通加权网络形成一个由左至右的网络流，并将任意一个由左侧目标到右侧目标的路径都视为一条包含对目标方的作战环；在网络流中找到一条作战环效能最优的路径，同时满足闭环时间不超过目标有效剩余打击时间的约束；分别建立加法规则下基于图的作战环推荐规划模型和乘法规则下基于图的作战环推荐规划模型；将作战环推荐问题就转化为在邻接矩阵中寻找一条最短路的问题，且最短路上的时间满足时间效用约束。4.根据权利要求1所述的基于图论算法的作战环推荐方法，其特征在于，所述基于分支限界法和所述最短路算法找到满足作战环效能和时间效用的作战环路径，根据所述作战环路径进行作战环的推荐，包括：步骤1：利用dijkstra算法计算每个点到终点的最短距离和最短时间，用d[x]表示节点到终点的最短距离，t[x]表示节点到终点的最短时间；步骤2：设定初始最短距离mindist=∞，初始化队列为：[(node=0，dist=0，time=0)]，其中，node为节点序号，dist为展开到节点node时走过的总距离，time为展开到节点node时用的总时间；
步骤3：从队列中取出节点n进行展开，对于剩余的所有可能被展开的节点集合，依次进行剪枝操作：对于节点m，如果下界大于当前最短距离或者时间的下界超标，则剪掉节点m，如果节点m就是终点，并且下界小于当前最短距离，即为找到一个当前的最优路径，更新最短距离；步骤4：对剩余的节点按照距离下界进行升序排序之后放入队列，优先展开下界最小的节点；步骤5：重复步骤3
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4，直到队列为空，算法停止后得到的结果即为满足时间约束的最短路径。5.一种基于图论算法的作战环推荐系统，其特征在于，包括：加权网络模块，用于根据装备构建包含侦察层、通信层、指控层和打击层的4层网络，将对目标方的杀伤网转换为普通加权网络；时间约束模块，用于基于装备闭环的消耗时间构造时间成本矩阵，通过所述普通加权网络和所述时间成本矩阵建立基于图的作战环推荐规划模型；模型转化模块；用于基于加法和乘法规则的作战环效能评价标准，利用带时间效用约束的最短路算法对所述基于图的作战环推荐规划模型进行求解；作战环推荐模块；用于基于分支限界法和所述最短路算法找到满足作战环效能和时间效用的作战环路径，根据所述作战环路径进行作战环的推荐。6.根据权利要求5所述的基于图论算法的作战环推荐系统，其特征在于，所述加权网络模块包括杀伤网转化单元，所述杀伤网转化单元用于：将杀伤网视为一个异质网络，用g=(v，e)表示，v是杀伤网中所有装备实体的节点，e是杀伤网中所有的带权重连边；用r={r1，r2，r3，r4}分别代表侦察、通信、指控和打击4种连边类型，将所述异质网络进行拉伸处理，把每种类型的边视为一层，构造一个包含侦察层、通信层、指控层和打击层4层子网的网络；利用网络语言和数学模型对杀伤网异质网络的拉伸处理转换过程进行数学描述；将杀伤网的异质网络中节点和连边的不同类型同质化，杀伤网经过拉伸处理后形成所述普通加权网络。7.根据权利要求5所述的基于图论算法的作战环推荐系统，其特征在于，所述模型转化模块包括时间约束单元，所述时间约束单元用于：将转换后的普通加权网络形成一个由左至右的网络流，并将任意一个由左侧目标到右侧目标的路径都视为一条包含对目标方的作战环；在网络流中找到一条作战环效能最优的路径，同时满足闭环时间不超过目标有效剩余打击时间的约束；分别建立加法规则下基于图的作战环推荐规划模型和乘法规则下基于图的作战环推荐规划模型；将作战环推荐问题就转化为在邻接矩阵中寻找一条最短路的问题，且最短路上的时间满足时间效用约束。8.根据权利要求5所述的基于图论算法的作战环推荐系统，其特征在于，所述作战环推荐模块包括路径求解单元，所述路径求解单元对最短路径的获取包括：步骤1：利用dijkstra算法计算每个点到终点的最短距离和最短时间，用d[x]表示节点
到终点的最短距离，t[x]表示节点到终点的最短时间；步骤2：设定初始最短距离mindist=∞，初始化队列为：[(node=0，dist=0，time=0)]，其中，node为节点序号，dist为展开到节点node时走过的总距离，time为展开到节点node时用的总时间；步骤3：从队列中取出节点n进行展开，对于剩余的所有可能被展开的节点集合，依次进行剪枝操作：对于节点m，如果下界大于当前最短距离或者时间的下界超标，则剪掉节点m，如果节点m就是终点，并且下界小于当前最短距离，即为找到一个当前的最优路径，更新最短距离；步骤4：对剩余的节点按照距离下界进行升序排序之后放入队列，优先展开下界最小的节点；步骤5：重复步骤3
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4，直到队列为空，算法停止后得到的结果即为满足时间约束的最短路径。9.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种基于图论算法的作战环推荐方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：首先将杀伤网转换为普通加权网络，并基于装备闭环的消耗时间构造了时间成本矩阵，从而将作战环推荐问题转换为带约束的最短路问题，并构建了相应的规划模型；然后，基于分支限界思想，设计了面向单个对方目标的带时间约束的作战环寻优算法；最后基于分支限界法和所述最短路算法找到满足作战环效能和时间效用的作战环路径，根据所述作战环路径进行作战环的推荐。该推荐的作战环能够显著提高作战效能和效用，可以方便选择一个最优的作战环提供给指挥人员，提高武器装备的使用效率；并提高部队的探测和打击能力、通信和指控能力。通信和指控能力。通信和指控能力。


技术研发人员：杨克巍 陈刚 吕樱奇 杨志伟 李际超 夏博远 雷天扬
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2021.09.16
技术公布日：2021/10/23