一种面向多域作战的武器目标分配方法与流程

1.本发明涉及协同任务规划的技术领域，尤其涉及一种面向多域作战的武器目标分配方法。


背景技术：

2.目前，多武器协同作战已经成为现代战争的主要形式。国内外都注重多武器协同作战形式以弥补单武器执行任务的不足。相比于单武器作战，多武器协同作战可以大大提高完成任务的效率，同时最大限度地减少我方兵力损耗，是增强我方兵力战斗力的主要方式。
3.随着科学技术的发展，武器种类多种多样，敌我双方的兵力以你追我赶的形式进行发展，造成不同兵力实体间性能差别较大。同时现代及未来战争规模庞大，战场环境瞬息万变，如何在高度复杂的不确定战场环境下做到多武器协同目标的实时分配是亟待解决的问题，也是当前协同任务规划领域研究的一个热点问题。
4.目前已有的武器目标分配方法考虑的因素过于单一，一般只考虑对目标的杀伤概率，某些方法加入了目标的威胁或价值考虑，但还是无法满足多域作战，考虑的因素越多、越全面，则武器目标分配的结果的可信度更高、对于指挥官更有参考价值。


技术实现要素：

5.本发明提出的一种面向多域作战的武器目标分配方法可以有效解决大量的、多样的武器和目标的匹配问题，通过新型算法显著提高多域联合作战中武器目标分配的效率。
6.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
7.一种面向多域作战的武器目标分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.(1)根据目标类型确定相应的武器类型，筛选决定性因素，建立备选武器集，其中：
9.所述筛选决定性因素的过程中，需要检查武器库存，筛选出有库存的武器；检查武器的任务占用情况，筛选出有空闲的武器；检查武器所在平台的油量，筛选出油量充足的武器平台；检查武器的准备时间，筛选出可准备的武器；
10.(2)以杀伤概率为目标，进行武器目标分配，其中：包括如下计算步骤：
11.step1:定义零矩阵x，定义计数器k＝0；
12.step2:定义矩阵y1(i,j)，y1(i,j)表示每个武器对应每个目标的期望生存值；
13.step3:定义矩阵y2(i,j)，y2(i,j)是由y1减去y1的列平均值得到；
14.step4:定义矩阵y3(i,j)，y3(i,j)是由y2减去y2的行最小值得到；
15.step5:定义矩阵y4(i,j)，y4(i,j)是由杀伤值减去y3得到；
16.step6:在y4的最大值处置为1，表示其为最佳分配矩阵的一个元素，计数器k＝k 1；
17.step7:判断k是否等于n，如果是，则算法结束；否则，将已被分配目标的武器杀伤概率全部置为0，继续迭代直到目标全部被分配。
18.优选的，所述y1(i,j)采用如下公式计算：
19.y1(i,j)＝v(j)
·
q(i,j)，其中：
20.v(j)为第j个目标的价值，q(i,j)为第i个武器打击该目标后的生存概率。
21.优选的，所述y2(i,j)采用如下公式计算：
[0022][0023]
优选的，所述y3(i,j)采用如下公式计算：
[0024][0025]
优选的，所述y4(i,j)＝v(j)
·
p(i,j)-y3(i,j)，其中：
[0026]
v(j)为第j个目标的价值，p(i,j)为第i个武器打击第j个目标的杀伤概率。
[0027]
优选的，所述根据目标类型确定相应的武器类型，筛选决定性因素，建立备选武器集包括如下步骤：
[0028]
step1:识别目标类型；
[0029]
step2:读取编队内对应武器；
[0030]
step3:生成备选武器清单；
[0031]
step4:检查武器数量
[0032]
step5:判断是否有库存不为零的武器，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0033]
step6:检查武器任务占用情况；
[0034]
step7:判断是否有任务未饱和的武器，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0035]
step8:检查武器所在平台剩余油量；
[0036]
step9:计算武器所在平台剩余航程是否足够支持执行任务后返回基底的路程；
[0037]
step10:判断是否有油量足够的武器平台，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0038]
step11:检查武器准备情况；
[0039]
step12:判断是否有已准备或准备时间充足的武器平台；如果存在则更新备选武器清单且生成最终的武器清单，如果不存在则跳转至step10；
[0040]
step13:无法执行，结束。
[0041]
本发明的一种面向多域作战的武器目标分配方法具有以下有益效果：
[0042]
本发明公开了一种面向多域作战的武器目标分配方法，涉及协同任务规划的技术领域，该方法首先考虑决定性因素，根据目标类型选取相应武器，建立备选武器集，其次，利用改进分配算法，以杀伤概率为目标，进行优化武器目标分配。面对多域联合作战中，庞大的作战资源，本方案可以有效解决大量的、多样的武器和目标的匹配问题，通过新型算法显著提高多域联合作战中武器目标分配的效率。与现有技术相比，本方案能够显著节约武器和目标分配需要的计算时间，具有更强的全局寻优能力，可有效提高求解质量，在武器-目标分配问题上求解精度更高。此外，该方法考虑了大量作战因素，形成的武器分配结果可信度高，对作战指挥官有较大的参考价值。
附图说明
[0043]
图1为本发明的整体工作流程示意图；
[0044]
图2为本发明的算法流程示意图。
具体实施方式
[0045]
根据附图所示，对本发明进行进一步说明：
[0046]
如图1和图2所示，该面向多域作战的武器目标分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0047]
(1)根据目标类型确定相应的武器类型，筛选决定性因素，建立备选武器集，其中：
[0048]
本实施例中，考虑决定性因素，根据目标类型选取相应武器，建立备选武器集。检查武器库存，筛选掉库存不足的武器。检查武器的任务占用情况，筛选掉任务饱和的武器。检查武器所在平台的油量，筛选掉油量不足的武器平台。检查武器的准备情况，如果武器没有准备，则检查准备时间是否满足任务需要，筛选掉无法及时准备好的武器，得到进一步的备选清单，该备选清单里的武器均满足任务需要，决定性因素筛选流程如图1所示。
[0049]
(2)以杀伤概率为目标，进行武器目标分配，其中：包括如下计算步骤，如图2所示：
[0050]
step1:定义零矩阵x，定义计数器k＝0；
[0051]
step2:定义矩阵y1(i,j)，y1(i,j)表示每个武器对应每个目标的期望生存值；
[0052]
step3:定义矩阵y2(i,j)，y2(i,j)是由y1减去y1的列平均值得到；
[0053]
step4:定义矩阵y3(i,j)，y3(i,j)是由y2减去y2的行最小值得到；
[0054]
step5:定义矩阵y4(i,j)，y4(i,j)是由杀伤值减去y3得到；
[0055]
step6:在y4的最大值处置为1，表示其为最佳分配矩阵的一个元素，计数器k＝k 1；
[0056]
step7:判断k是否等于n，如果是，则算法结束；否则，将已被分配目标的武器杀伤概率全部置为0，继续迭代直到目标全部被分配。
[0057]
需要说明的是，y1(i,j)采用如下公式计算：
[0058]
y1(i,j)＝v(j)
·
q(i,j)，其中：
[0059]
v(j)为第j个目标的价值，q(i,j)为第i个武器打击该目标后的生存概率。
[0060]
需要说明的是，y2(i,j)采用如下公式计算：
[0061][0062]
需要说明的是，y3(i,j)采用如下公式计算：
[0063][0064]
需要说明的是，y4(i,j)＝v(j)
·
p(i,j)-y3(i,j)，其中：
[0065]
v(j)为第j个目标的价值，p(i,j)为第i个武器打击第j个目标的杀伤概率。
[0066]
需要进一步说明的是，根据目标类型确定相应的武器类型，筛选决定性因素，建立备选武器集包括如下步骤：
[0067]
step1:识别目标类型；
[0068]
step2:读取编队内对应武器；
[0069]
step3:生成备选武器清单；
[0070]
step4:检查武器数量
[0071]
step5:判断是否有库存不为零的武器，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0072]
step6:检查武器任务占用情况；
[0073]
step7:判断是否有任务未饱和的武器，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0074]
step8:检查武器所在平台剩余油量；
[0075]
step9:计算武器所在平台剩余航程是否足够支持执行任务后返回基底的路程；
[0076]
step10:判断是否有油量足够的武器平台，如果存在则更新备选武器清单，如果不存在则跳转至step13；
[0077]
step11:检查武器准备情况；
[0078]
step12:判断是否有已准备或准备时间充足的武器平台；如果存在则更新备选武器清单且生成最终的武器清单，如果不存在则跳转至step10；
[0079]
step13:无法执行，结束。
[0080]
本方案能够显著节约武器和目标分配需要的计算时间，具有更强的全局寻优能力，可有效提高求解质量，在武器-目标分配问题上求解精度更高。此外，该方法考虑了大量作战因素，形成的武器分配结果可信度高，对作战指挥官有较大的参考价值。
[0081]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。