[發明專利]一種面向時敏目標打擊的C2組織資源動態調度方法

在審

• 申請號: 202110075191.8
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112734278A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 黃美根;王濤;何華;王維平;朱一凡;段婷;楊松;李童心;南明宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/00
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種面向時敏目標打擊的C2組織資源動態調度方法，包括以下步驟，其特征在于：

步驟1：資源動態調度問題建模；

步驟2：基本概念闡述，首先闡述時敏打擊任務、C2組織、資源和能力的基本概念；

步驟3：資源配屬建模，時敏目標打擊過程中裝備保障動態調度問題需要時間最短、所用的資源最少且任務完成度較高，實際上是一個多條件約束下的多目標優化問題，即作戰任務、資源利用和時間消耗三者之間在多目標條件下的尋優問題，最終匹配結果為某個時敏目標打擊的作戰任務有某個資源配系能力支撐在最小化時間窗口內完成，在任務規劃過程中綜合考慮多個目標決策和優化的問題，將“任務-資源-能力”兩兩匹配最優的最終目標轉化為考慮所有的約束目標整體最優，為此，分別建立：資源-能力提供矩陣、任務-能力需求矩陣和任務-資源配屬矩陣；

步驟4：資源動態調度指標，包括任務完成時間和任務完成質量；

步驟5：資源動態調度數學模型，多目標任務優化的各個目標之間往往不能全部都達到最優，只能通過一定的優化方法將各個目標存在矛盾沖突的情況下最大程度的優化，建立目標函數為實現任務完成質量最大且時敏目標打擊任務完成時間最短，記為RDSM，如下式：RDSM＝min[p(i，j)]+min[Time(X)]；

步驟6：資源動態調度算法設計，量子粒子群算法是一種新型的群體智能算法，其在粒子群算法的基礎上發展而成，已經成為隨機優化領域的一個研究熱點，時敏目標打擊任務規劃是一個典型的多約束離散優化問題，其任務間存在復雜的邏輯關系，資源存在沖突占用等問題，對于資源動態調度問題，量子粒子群算法的編碼簡單，具有更強的全局搜索能力，而傳統的粒子群優化算法只能完成任務與資源的匹配，無法對資源占用沖突問題等約束進行適當處理，因此，本文將量子粒子群算法約束因子從固定的常數改進為隨機數，顯著增強了算法搜索能力，算法如圖1所示；

步驟7：實驗結果與分析，為了驗證所提模型可以有效降低時敏目標打擊窗口任務完成時間，采用仿真方法進行資源的動態調度實驗，首先進行時敏目標數量、時敏窗口時長、可用資源類型及數量、各資源對各目標的毀傷度的參數設置：假定時敏目標為敵方裝甲坦克編隊，共22輛，正向某山洞掩體機動，速度為60Km/h；我方基地有無人機120架，其中旋翼無人機30架，固定翼無人機90架，飛行速度為120Km/h，固定翼無人機有效載荷為100公斤，攜帶有兩枚無人機專用反坦克AR-1空地導彈，穿甲破甲能力大于1000毫米，面對鋼筋混凝土的穿透能力設置為1200毫米，且具有移動目標攻擊能力，顯然，AR-1導彈共計180枚，此外，旋翼無人機僅用于高空偵察與抵近偵察，不參與具體時敏目標打擊過程，實驗設置至少要對10輛裝甲坦克目標達到重度毀傷程度，毀傷程度如圖3所示。

2.根據權利要求1所述的一種面向時敏目標打擊的C2組織資源動態調度方法，其特征在于：步驟2中時敏目標打擊任務，簡稱任務，記為AT_n，時敏目標是需要在一定的時間內給予打擊的目標，包括導彈發射車、無人偵察機、山區中突然出現的恐怖分子等，“一定的時間內”即打擊時敏目標的“時間窗口”，是指目標處于被打擊狀態的持續時間，通常，時敏目標暴露時間短，稍縱即逝，對時敏目標打擊系統要求較高；C2組織，通常指包含作戰資源、組織結構、決策過程和作戰環境等在作戰使命的驅動下形成的整體有序行為和與之協調的C2結構的關系，是實現資源調度的指揮控制平臺，記為s；資源，我們將各種作戰裝備如巡飛彈、旋翼無人機、固定翼無人機等定義為作戰資源，簡稱資源，記為集合Re；能力，即作戰能力，記為e，如高空偵察、低當量快速打擊、低空中繼通信等m種能力，本文將能力分為兩層：第一層依據作戰鏈路能力需求劃分，如偵察、控制、打擊、評估等能力，記為i；第二級在第一級能力基礎上按不同屬性細分，記為j，不同能力需要不同作戰資源支撐，例如高空偵察中偵察是第一層能力，高空屬性則是第二層能力。