改进分解进化算法求解动态火力分配多目标优化模型

战前制定合理的火力分配(WTA)方案,可以优化资源配置,用最小的代价获取最大的战场收益。其一,建立了面向多型武器协同进攻作战的动态火力分配(DWTA)多目标优化模型,由多个阶段静态模型构成,各阶段静态模型参数需根据战场态势实时获取;其二,重点研究阶段静态模型求解算法。针对模型特点,设计了一种满足资源约束的编码方式,融合禁忌搜索和拥挤距离策略,提出了一种改进分解进化算法。对比实验验证了算法的可行性、快速性和有效性。

动态火力接入下要地防空作战目标威胁评估

以动态火力接入下海军要地防空作战为背景,综合考虑要地相对价值和目标攻击能力、攻击意图以及到达时间,构建空袭目标威胁评估模型。首先,阐述了动态火力接入下要地防空作战系统及其动态接入与退出策略;然后,结合要地相对价值和空袭目标数量以及毁伤能力构建了空中目标威胁能力量化模型;其次,基于目标相对要地的航路角构建了目标攻击意图量化模型,并根据目标运动特性分别给出到达要地时间的计算方法;最后,根据目标距离防空体系拦截区的关系进行威胁等级排序,并提出威胁度计算方法,据此给出目标威胁等级排序。仿真结果表明,本文方法符合实际作战中的一般战术推理,能够客观地给出空袭目标威胁等级排序,可为要地防空作战决策研究提供一定的参考。

弹炮结合防空动态火力分配模型

弹炮结合已成为水面舰艇对空防御的重要形式。为提高水面舰艇抗饱和攻击能力,针对传统逐批抗击的火力分配方式,首先,提出越批抗击的动态火力分配思想;在分析舰空导弹、舰炮抗击反舰导弹模型基础上,结合越批抗击的思想,建立弹炮结合动态火力分配问题的约束满足问题(Constraint Satisfaction Problem)模型;最后,通过仿真算例,比较逐批抗击与越批抗击两种情况下舰艇的抗饱和攻击能力;结果表明,越批抗击的效果明显优于逐批抗击。

动态火力接入下要地防空导弹杀伤区远界研究

以动态火力接入下要地防空作战为背景,基于低空飞行目标的等角航线运动,提出了相应的防空导弹杀伤区的表示方法,分析了影响杀伤区远界的主要因素。在此基础上,结合导弹飞行弹道特性,研究了动态火力接入下导弹最大飞行斜距、跟踪网和制导网的计算方法,及其对杀伤区远界的影响机理,从而确定杀伤区远界计算方法。仿真结果表明,动态火力接入下,防空导弹的杀伤区远界得到了扩展,当目标作超低空飞行时,需要合理部署动态火力接入的各火力单元的位置,方能充分发挥雷达网的能力,从而扩展杀伤区远界。

基于DDE改进蝙蝠算法的动态火力分配方法

针对动态火力分配算法耗时长,而传统的蝙蝠算法寻优精度不高等问题,提出了一种基于动态差分改进的蝙蝠算法。该算法首先通过放宽部分约束条件加快生成初始解,然后将动态差分进化算法中的差分变异机制融入到蝙蝠算法中,再利用惩罚函数确保生成的解满足约束条件,最后利用蝙蝠种群进行解的迭代寻优。仿真结果表明,与蝙蝠算法、遗传算法、粒子群算法相比,改进的算法有较高的收敛精度和较快的收敛速率,且更适合应用在较大规模的火力分配问题中。

具有条件风险值的动态火力分配方法

针对火力分配(weapon-target assignment,WTA)中的不确定性因素,研究了一类目标数量和类型不确定的动态火力分配问题。首先,构建了最小总任务费用的确定型WTA模型;其次,引入时间变量、想定模式和风险值约束,把确定型WTA问题转化为具有条件风险值约束的两阶段动态WTA问题,并用线性不等式集代替条件风险值约束,从而把动态WTA问题转化为混合整数规划问题;最后,设计一种循环多次交换禁忌搜索算法。仿真结果表明,新算法能够在较短时间内求解较大规模动态WTA的优化问题。

动态火力接入下要地防空制导决策方法

文章以要地防空为背景,对防空导弹武器系统动态接入下的制导决策方法进行研究。首先,分析了动态火力接入下要地防空作战过程以及接力制导过程;然后,基于制导通路的概念,设计了构建制导通路的算法,并提出了制导能力指数和交接班成功概率作为评价制导通路优劣的指标;最后,通过仿真实例验证了构建算法和优化模型的有效性。

动态火力接入下要地防空作战系统研究

以海军要地防空为背景,研究基于战术指挥控制中心集中指挥的动态火力接入防空作战系统。首先,研究动态接入火力单元情况下防空作战系统的组织和功能结构,以传统火力单元的功能系统为基本作战节点,建立基于战术指挥控制中心集中指挥的传感器网、指挥控制网和拦截火力网3种逻辑结构;然后,分析了动态火力接入下要地防空作战过程,定义了基于协同跟踪数据发射、超视距拦截和接力制导3种组网作战方式;最后,分析了系统实现的关键技术,阐明了各关键技术未来的研究方向与重点。

坦克分队动态火力优化配置建模

充分考虑信息化战场上坦克分队战斗中我方作战单元、目标及战场环境等因素的影响,依据火力单元的战场感知能力、射击命中概率与目标的防护能力、战场价值确定射击价值,依据火力单元的战场机动时间和射击预留时间确定射击时机,建立动态火力优化配置模型。

动态火力接入下要地防空目标分配研究

以海军要地防空作战为背景,针对动态火力接入下目标分配问题的特性,分析了动态火力接入下目标分配问题的关键因素,确定了时间、空间和资源约束条件,提出了集成火力单元的发射准备区及截止时间的计算方法,在传统"发射节点-目标"分配模型中增加了制导节点构建三者优化匹配模型,设计了基于离散粒子群的Anytime算法求解优化模型。仿真结果表明,算法能在规定的时间、空间和资源约束条件下,快速求得满足一定优化需求的分配方案。

舰艇编队防空作战动态火力分配

针对舰艇编队防空作战动态目标分配过程进行了深入的研究,建立了动态目标分配过程的相关模型,主要包括目标分配模型和目标及火力通道的状态转移模型,并分析了目标拦截的适宜性检验方法。最后通过改进的粒子群算法对目标分配模型解算并以实例验证了模型及算法的可行性。

改进分解进化算法的飞行器动态火力分配

为解决飞行器在一次性投放火力有限的情况下,如何动态分配多波次火力问题。将目标价值、目标威胁与火力分配相联系,建立动态火力分配多目标优化模型(DWTA)。在DWTA模型下包括数个子火力分配模型(SWTA),下一波次的SWTA由上一波次SWTA的打击效果作为输入来进行更新。改进了混合共轭梯度法的多目标分解进化算法(MOEA/D),提出加入高斯扰动来生成初始搜索点集合,并运用共轭梯度法进行搜索。运用算法对模型进行求解,仿真实验表明,算法在保留MOEA/D算法优点的同时,相比传统MOEA/D算法求解模型用时22s,改进MOEA/D算法仅用14s,提高了算法的收敛速度,并完成了对多波次火力的动态分配。

基于多智能体近端策略优化的分布式动态火力分配方法

针对传统的火力分配算法仅适用于静态火力分配,无法估计战场态势的实时变化。文章提出多智能体近端策略优化方法,该方法可以处理分布式指挥下的动态火力分配问题。从实验结果可以看出,该方法能够考虑整个战场在时间维度上的相关性,相比于启发式方法,显著提升分配效果。对于分布式动态火力分配问题的求解有很好的借鉴意义。

不确定因素下海上要地防空动态火力分配模型

针对海上要地防空作战中原火力分配方案可能被不确定因素打乱的问题,提出一种综合考虑目标拦截概率与防空武器射击稳定性的双目标动态火力分配(DWTA)模型。针对海上要地防空作战特点,给出3种不确定因素;构建DWTA双目标优化函数,并给出相关参数定义;接着给出双目标优化模型的求解步骤;结合算例对所提出的方法进行仿真验证。通过对仿真结果分析发现,所提模型能够给出防空武器射击稳定性高、目标拦截效率较高的火力分配方案;当有不确定因素时,该模型可以在一定时间内给出新的合理火力分配方案,对提高海上要地防空武器作战效率有一定参考价值。

基于强化学习的海上要地群协同防空动态火力分配

针对海上要地群协同防空作战动态火力分配问题,综合分析海上要地防空作战过程的特点,建立基于马尔可夫决策模型的动态火力分配问题,构建以海上要地毁伤期望、拦截成本为指标的优化模型。考虑到马尔可夫决策模型求解易陷入维数灾难的问题,提出利用近似动态规划方法来探究解的有效性,并给出基于强化学习的最小二乘时序差分算法来求解该问题。通过4种典型的攻防场景共80个案例仿真结果表明,相比传统的匹配算法、遗传算法和粒子群优化算法,新构建的模型和算法更加科学合理有效,可为海上要地群协同防空作战火力分配提供一定的理论依据。

基于马尔可夫决策过程的动态火力目标匹配

该文在对战场实际情况合理假设的基础上,建立了基于马尔可夫决策理论的动态火力目标匹配模型,井通过具体例子进行计算算和分析,证明了该力一法的利学性和可行性。对指挥系统的目标处理子系统及战场目标综合处理的辅助决策系统开发提供了一定的理论支撑。

基于模糊机会约束双层规划的动态火力分配建模与实现

针对现有动态火力分配模型未考虑不确定因素及复杂约束的问题,引入不确定规划理论,建立了基于模糊机会约束双层规划的动态火力分配模型.首先,以最大化效费比和尽早拦截分别作为模型的上下层目标函数,并考虑复杂战场环境下的模型约束.在此基础上,构建了一种针对双层多约束动态火力分配问题的递阶结构粒子编码方案,并将带审敛因子的离散变邻域粒子群算法及带怀疑因子及斥力因子的粒子群算法有效结合,利用模糊模拟技术,提出一种分层递阶的混合模糊粒子群算法.仿真实例表明,该算法具有更强的全局寻优能力和更快的收敛速度,能够满足大规模动态火力分配问题对时效性的高要求.

基于改进遗传算法的联合作战火力打击计划优化问题研究

针对联合作战中火力打击计划拟制困难的问题,提出一种基于改进遗传算法的联合作战火力打击计划优化方案。通过引入基因群落预评分和多种群并行演化方法重新构造了遗传算法的执行模型,并通过仿真实验验证了方法的有效性。仿真结果表明:该方法确实能够在联合作战筹划阶段实现对火力打击计划的自动优化,相比于标准遗传算法和参谋手工拟制计划具有明显优势。

The explosive-concussion jet:a new type fire distinguisher

Based on the fluid transient theory and explosive dynamics, a new type explosive driven jet is put forward. The generator of the proposed jet system comprises an explosive power source, a dynamic cavity, a spacing block, a water storage chamber, and a rubber membrane. The dynamic explosive source of power for the jet is composed of a cartridge and a bullet. The pressure in the dynamic cavity goes up to a range from 300 MPa to 350 MPa very quickly when the bullet is emitted. Driven by such a high pressure, the speed of the jet reaches 120 m/s. The effective distance to distinguish a fire is within 40 m. The jet has the following advantages over a conventional high-pressure water jet system: 1)strong power and strong transient force produced by dynamic source; 2) the energy of the dynamical source concentrated in a small scope with very little loss; 3) extensive applicability; and 4) safe usage without sparkling and smoke.