防空反导战术级指挥控制目标分配发展研究

目标分配是指挥控制决策阶段的核心。许多学者对目标分配问题进行了大量研究,在目标分配模型和算法方面取得了较大进展,但随着马赛克战、分布式作战、网络中心战等新型作战样式的演变和发展,现代防空作战复杂度空前提升。针对防空反导战术级指挥控制目标分配暴露出不同作战场景适应能力弱、博弈对抗性和鲁棒性不足等问题,通过总结梳理目标分配研究现状,从攻防体系的发展角度深入探讨了目标分配理论研究在防空反导实际应用过程中所面临的挑战,剖析了目前防空反导战术级指挥控制目标分配存在诸多问题的根本原因,并针对不足提出了防空反导目标分配智能化、网络化、实战化的发展需求。     

基于改进引力搜索的武器目标分配方法

针对目前武器目标分配(WTA)问题所用引力搜索算法(GSA)存在着早熟收敛的问题,提出了基于改进GSA的武器目标分配方法。该方法首先将粒子群算法(PSO)的记忆信息和群体共享信息能力引入到GSA算法之中,再将混沌搜索(CS)的思想嵌入到改进的GSA算法之中,提出了CP-GSA算法;然后利用提出的CPGSA算法直接求解WTA最小化问题,进行武器目标分配。仿真实验表明:所提出的方法能够有效解决WTA问题,提高分配性能,在4个地面防空作战单元抗击8个来袭目标的情况下,迭代41次即可得到最优解,适应度值为1.18,与枚举法所得的最优适应度值相等。     

基于拍卖算法的动态防空武器目标分配

为解决网络化防空作战中“制导平台-武器-目标”三者的优化匹配问题,提出一种基于拍卖算法的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)问题求解方法。建立多约束条件下的动态武器目标优化分配模型,将动态作战过程离散化为静态分配问题处理。实例验证结果表明,该方法具备有效性、快速性。     

编队防空火力分配建模及其优化方法研究

为提高编队防空武器的整体作战效能,在面临多批空中威胁目标时最大限度地发挥编队内防空武器资源,建立了编队防空武器火力分配(WTA)模型,将人工免疫算法应用到模型的求解与仿真中。针对模型求解的特殊要求,构造了有效表达编队防空WTA作战效能的特种抗体数据结构染色体编码方案和亲和度算法,给出用于产生高效防空WTA结果的克隆免疫算子。通过实例分析,验证了该算法的正确性和有效性,并与其它进化式算法进行了比较,在大多数情况下,免疫算法能够获得更优的结果。     

基于M/M/x/S系统的多通道防空导弹效能模型

以现代海上防空作战为军事背景,利用军事运筹学中的排队论理论,建立防空M/M/x/S作战系统服务模型,通过此模型可以对多通道防空导弹武器反导作战能力进行分析计算.所得结论对多通道武器系统作战效能评估具有一定军事意义,并可为多通道武器系统火力分配、作战指控决策提供理论支持.     

改进的混合遗传算法在防空目标分配中的应用

根据现代海战中防空目标分配的特点,建立了目标分配模型。针对基本遗传算法进行目标分配中存在的问题,提出了一种改进的混合遗传算法。该方法首先对交叉和变异算子进行了改进,引入了小生境技术解决早熟收敛问题。然后利用模拟退火算法具有较强的局部搜索能力,并且能够使搜索过程避免陷入局部最优解的特点,将模拟退火算法嵌入到基本遗传算法的循环中,解决了基本遗传算法收敛速度慢,时间复杂度高的不足。仿真结果表明,混合算法能很快收敛到全局最优解,效果较好。     

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。     

地空导弹目标优化分配研究

针对现代防空作战特点，建立了区域防空体系下地空导弹武器目标优化分配的多目标数学规划模型，使用模糊动态AHP方法建立了目标的威胁判断模型，所建立的模型较好解决了多种型号地空导弹武器混合部署条件下目标的动态优化分配问题，为防空作战自动化指挥提供了一种辅助决策方法。     

基于预警机协同的中远程地空导弹反导作战流程研究

针对中远程地空导弹超视距拦截低空、超低空目标问题,梳理了网络化协同防空系统的国内外发展现状。分析了要地防空面临的反导作战环境,构建了基于预警机协同的中远程地空导弹反导作战体系结构。阐明了预警机协同地空导弹超视距作战过程,给出了三种协同反导作战方式及信息交互关系。     

基于禁忌捜索与微粒群优化算法的混合优化策略算法在目标分配问题上的应用

目标分配是地面防空作战指挥的关键环节。给出问题模型，并提出一种禁忌搜索与改进微粒群算法的混合优化策略用于解决该问题。仿真结果表明，与其它几种智能优化算法相比，该混合优化策略在解决目标分配问题时具有优良的优化性能和时间性能，在问题规模较大时表现更为突出。     

基于NSGA-Ⅲ算法的集群目标来袭火力分配建模与优化

火力分配建模与优化作为集群目标来袭防御任务规划的关键环节,对提高防御效果、保证任务完成质量具有重要意义。针对集群目标来袭防御策略呈现出由传统点对点饱和攻击向合理火力覆盖转变的基本趋势,建立以攻击效益最大、自身剩余价值最大、武器消耗最小为目标函数,以毁伤门限、武器资源总数和0-1整数约束为约束条件的集群目标火力分配模型;提出基于非支配排序遗传算法-Ⅲ（NSGA-Ⅲ）的集群目标来袭火力分配优化框架,给出具体的优化流程;面向想定的作战任务进行仿真实现,并通过收敛性指标和间距指标对NSGA-Ⅲ算法与第2代强度Pareto进化算法、NSGA-Ⅱ算法的性能进行对比分析。结果表明,NSGA-Ⅲ算法各项性能更优,能够更有效地解决集群目标来袭火力分配建模与优化问题。     

面向对地打击武器-目标分配问题的遗传算法变量取值控制技术

对地打击目标与武器类型复杂多样,其武器-目标分配问题难度较大,研究不足,而合理的武器-目标分配方案,可优化资源配置,用最小的代价获取最大的战场收益。为此,构建相应数学模型,并针对采用遗传算法进行解算时收敛速度慢,甚至无法得出可行解等问题,设计了一种变量取值控制方法。该方法通过约束和控制初始种群个体中变量的取值范围来缩小搜索空间,提高搜索效率;通过改进变异策略扩大变量取值范围,确保解的质量。仿真结果表明,改进的遗传算法能有效地解决大规模对地打击武器-目标分配问题,且性能较优。     

改进型布谷鸟搜索算法的防空火力优化分配模型求解

针对防空火力优化分配中火力资源易浪费且易延误战机的问题,将毁伤概率门限、飞临时间以及威胁度等因素相结合,构建一种改进的防空火力优化分配模型。基于此模型,提出一种多种群并行布谷鸟搜索算法求解防空火力多维整数优化分配问题。利用多个种群同时进行全局探索和局部开发,并通过移民算子进行各种群间的信息交流;为进一步提高全局探索能力,引入柯西变异算子构建新的全局搜索模型;在算法局部开发过程中,采用贪婪方式,逐维搜索。仿真结果表明：所建火力优化分配模型能有效地抓住战机,避免火力资源浪费;所提优化算法能较好地平衡全局探索和局部开发,在保证较高收敛速度的同时,提高了全局探索能力。     

小口径火炮引信弹链电磁感应装定仿真分析

小口径火炮在防空反导近程防御中得到了广泛的应用,要求其在很短的反应时间内,必须实时地通过火控系统及弹药引信的快速信息交联技术实现引信的快速自动感应装定。炮口感应装定和弹链感应装定是目前国内外常用的方式,其中后者更适用于转管火炮,由于装定磁场不规则,理论研究非常重要。初级线圈缠绕在弹链发送器上,次级线圈在引信中,构成电磁耦合回路;采用电磁感应方式将火控信息及时地传递给引信;引信电路经过解码分析得到装定信息,从而实现对弹丸的精确控制。利用ANSYS建立弹链电磁感应装定分析模型,讨论架体材料和输入频率对耦合回路输出的影响,完成了准动态感应装定过程分析,对工程化设计具有指导意义。     

具有多次拦截时机的防空火力分配建模及其优化方法研究

防空火力分配采用一次性完全分配原则容易造成火力资源浪费,针对该问题,以来袭目标到火力单元的飞临时间为依据,筛选出具有多次拦截时机的火力单元组,并按照拦截时机的先后顺序逐步释放火力单元,以毁伤概率为优化目标,同时兼顾火力资源消耗,建立了一种具有多次拦截时机的防空火力分配模型。在此基础上, 采用混沌离散粒子群混合优化(CDPSO)算法对模型进行求解,以提高算法的全局搜索能力, 避免陷入局部极值。通过仿真验证了模型及算法的合理性和有效性,为防空火力分配问题的求解提供了一条新思路。     

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。     

基于改进蚁群算法的炮兵火力优化分配模型

根据炮兵作战实际问题,建立基于改进蚁群算法的火力分配决策模型。描述解决火力分配问题的一般步骤,对算法流程进行设计,并利用匈牙利法进行实验结果比对。实验结果表明,该方法合理有效,求解效率和质量较其它算法有明显提高。     

防空反导预警装备覆盖能力推演分析

针对新时期面临的空天威胁,对防空反导预警装备覆盖能力进行推演分析。分析空天威胁目标的特点及 其对预警探测系统带来的挑战,以防空反导装备覆盖能力推演需求为背景,定义区域覆盖率和多重覆盖率2 项主要 评估指标,建立计算方法,并以美国现役防空反导体系为典型案例,分析其装备覆盖能力,总结装备部署特点。结 果表明：该研究有效可行,可为导弹防御系统提供及时可靠的预警信息保障。     

基于可射击概率约束的防空作战火力优化分配

针对防空作战火力优化分配中未考虑可射击概率影响防空作战效能的问题,提出一种基于可射击概率约束的火力分配模型.该模型综合考虑可射击概率、空袭强度、火力单元转火时间等多种因素,能够在保证满足可射击概率和联合毁伤概率阈值前提下,优先使用反应快的火力单元拦截飞临时间短的目标,并尽量减少火力资源消耗,为防空系统提供持续作战能力....