基于多目标模糊规划的海上要地防空动态火力分配

海上要地防空武器火力分配(weapon target assignment,WTA)是防空反导作战的关键环节,属于典型的组合优化问题。针对海上要地防空反导战场态势的不确定性、复杂性和动态性问题,提出了一种基于非支配排序的多目标量子遗传算法的模糊动态WTA(dynamic WTA,DWTA)方法。首先,在确定条件下,建立了以防御效率和作战资源损耗为目标的多目标DWTA模型;然后,根据战场态势的不确定性构建了多目标模糊DWTA模型,利用期望值法将模糊问题等价刻画为确定性问题,并基于非线性问题特征提出了线性化方法;最后,利用所提算法对该问题进行求解。仿真结果表明,所提算法具有较好的收敛效果。

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。

基于随机服务系统的海上要地防空体系目标信息处理模型

针对海上要地防空体系来袭目标信息处理问题,分析目标信息处理的条件和过程,采用随机服务系统理论建立了防空体系指挥通信网络数学模型。通过算例仿真模拟海上要地防空体系各单元间的目标信息处理过程,分别计算得出了以平台为中心和以网络为中心的指挥网络信息处理效率。解决了单纯从理论层面定性分析海上要地防空体系威胁评估过程时,无法准确定量衡量防空体系评估效率的问题,对研究海上要地防空体系威胁评估过程有一定理论借鉴价值。

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。

海上要地防空反导阵地优度排序研究

针对海上要地防空反导作战中发射阵地优度排序问题,结合要地面积较小、各备选阵地自然环境条件差别不大的实际情况,提出一种以各阵地与保卫目标间距离来衡量阵地优度的评价指标体系构建方法。首次将各己方目标的重要度作为对应评价指标的权值,并提出一种基于网页排名(PageRank,PR)算法的评价指标赋权方法。通过算例仿真可得,本文提出的方法能够给出科学、准确的备选阵地优度排序,为解决海上要地防空反导阵地选择问题提供了一种新思路、新方法。

特征数据缺失下海上要地防空威胁评估

针对海上要地防空作战威胁评估时,来袭目标部分特征数据缺失的问题,提出一种新的考虑来袭目标特征向量与标准目标向量余弦距离的威胁评估方法。首先,根据要地防空任务特性确定来袭目标的威胁评估指标体系与各属性权值;然后,根据作战与演习经验邀请专家给出一个高威胁度的标准样本;最后采用论文提出的基于向量余弦值威胁评估方法,计算各目标的威胁值。仿真结果表明,论文提出的方法能够较好地解决来袭目标特征数据不完全情况下的威胁评估问题,对实际作战应用有一定参考价值。