[發明專利]一種基于歸納法的異構武器目標分配方法

有效

• 申請號: 202110595960.7
• 申請日: 2021-05-29
• 公開（公告）號: CN113298392B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張建東;史國慶;楊啟明;吳勇;朱巖;陳雨楊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明提供了一種基于歸納法的異構武器目標分配方法，設計符合多機協同作戰中目標分配問題約束的基于歸納法的異構武器目標分配算法結構，提高異構武器目標分配問題的求解效率，通過設以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型，利用歸納遞推思想求解異構武器目標分配問題，在所做假設條件下，異構武器目標分配模型的實質是帶約束的0?1整數規劃問題，基于歸納法求解該模型的核心是建立歸納逐層遞推過程，以減小解空間的復雜度。本發明算法空間復雜度和時間復雜度相同且近似為二次型，從而能夠實現武器目標快速分配的同時保證全局最優，提高武器目標分配問題的求解效率。

技術領域

本發明涉及協同任務規劃的技術領域，具體涉及一種用于異構的武器目標分配方法。

背景技術

目前，多機協同作戰已經成為現代戰爭的主要形式。國內外都注重多機協同作戰形式以彌補單機執行任務的不足。相比于單機作戰，多機協同作戰可以大大提高完成任務的效率，同時最大限度地減少我方兵力損耗，是增強我方兵力戰斗力的主要方式。

隨著科學技術的發展，飛行器種類多種多樣，敵我雙方的兵力以你追我趕的形式進行發展，造成不同兵力實體間性能差別較大。同時現代及未來戰爭規模龐大，戰場環境瞬息萬變，如何在高度復雜的不確定戰場環境下做到多機協同目標的實時分配是亟待解決的問題，也是當前協同任務規劃領域研究的一個熱點問題。

數學歸納法是一種數學證明方法，通常被用于證明某個給定命題在整個(或者局部)自然數范圍內成立，它屬于完全嚴謹的演繹推理法。在異構武器目標分配問題中，創新性的引入歸納遞推的思想，提高目標分配問題的求解速度和求解質量。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于歸納法的異構武器目標分配方法。本發明設計了符合多機協同作戰中目標分配問題約束的基于歸納法的異構武器目標分配算法結構，提高異構武器目標分配問題的求解效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

步驟一：設計異構武器目標分配評價模型；

以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型；

步驟二：設計基于歸納法的異構武器目標分配算法模型；

利用歸納遞推思想求解異構武器目標分配問題，在所做假設條件下，異構武器目標分配模型的實質是帶約束的0-1整數規劃問題，基于歸納法求解該模型的核心是建立歸納逐層遞推過程，以減小解空間的復雜度；

以武器目標分配決策矩陣X的元素之和，即所分配武器的數量總和L作為歸納遞推的級數：

令初始武器目標分配決策矩陣為空，即初始分配武器數量為零；當L＝1時，表示此時需要將武器庫中的某一枚武器分配給某一個目標；分別令x_ij＝1，并計算對應的目標函數值，找到目標函數值最大的預分配方案作為當前歸納遞推級數下的最佳分配方案并執行；依次類推，當L＝R時，則在L＝R-1時的武器目標分配決策矩陣的基礎上，再分配一枚武器，根據試探法武器與目標的預分配方案的目標函數值排序結果，得到目標分配武器數量總和為R時的最優配對；其中，R＝1,2,…,K。

所述設計異構武器目標分配評價模型的步驟為：

以目標毀傷概率與對應價值的乘積最大化為目標函數，構建異構武器目標分配的非線性整數規劃模型；

異構武器目標分配問題基礎是建立目標分配問題的評價函數，為了方便方法的闡述和問題的求解，做出如下三點假設：

假設一：同種類型的武器對同種類型的目標毀傷概率相同，有W種類型的武器和T種類型的目標，則第s類武器對第d類目標的毀傷概率為p_sd，s＝1,2,…,W，d＝1,2,…,T；