一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法

本发明涉及空地任务划分，尤其涉及一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法。

背景技术：

1、在大国战略竞争和军事技术革命的双重驱动下，战争形态和作战样式正在发生深刻变革，未来战争将围绕空间域、信息域和认知域进一步强化体系联合作战。在战场空间域拓展中，空地力量具备广域部署、全域感知、快速响应和多元互补的特点是联合作战体系的新型作战力量和重要组成部分并将成为决定未来战争胜负的关键。为此，需开展空地一体联合作战体系及其技术研究，实现多域作战装备的互联集成、聚合增效和能力跨跃，提升未来体系联合博弈对抗效能。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，使每个任务单位能够根据当前观测，达到自洽协同，分布式并行。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，包括以下步骤：

3、s1)敌方目标作战价值规则设计，每个战术编队计算自身责任区域大小；

4、s2)基于数据场的作战价值指标设计，通过构建详实的数据场，包括实时的战场信息、目标分布、敌我态势等多维度数据，设计切实可行的作战价值指标，以支持智能空地编组协同任务区划分；

5、s3)基于神经网络的未知目标预测模型设计；

6、s4)杀伤责任区域目标归属方案设计；

7、s5)基于贝叶斯后验估计的责任区域重要指数衡量；

8、s6)基于非序贯蒙塔卡罗方法的空地编组协同打击策略生成；

9、s7)突袭目标的导弹资源分配指标设计；

10、s8)基于博弈论的对手意图决策指标。

11、优选地，所述步骤s1自身责任区域大小计算方式为保卫要地作战价值、雷达资源作战价值、剩余导弹资源作战价值、来袭目标作战价值加权求和。

12、优选地，所述步骤s2指标的生成过程采用广域知识图谱，所述广域知识图谱网状结构构建过程定义了敌方目标分布、我方战术编队战力以及我方战力打击范围三个关键节点；一个所述战术编队内有多种型号的防空兵器，在各自杀伤区内武器系统以标准型防空导弹武器系统等效替代第i型防空导弹，在可能杀伤的目标数相同的条件下，第i型防空导弹武器系统等效标准型防空导弹目标通道的数量，可得：

13、

14、式中：nb为第b型防空兵器等效需要消耗的地导兵器时的目标通道数；ni为第i型地导兵器的实际目标通道数；tb，ti为空中目标分别在标准型和第i型地导兵器发射区的平均逗留时间；μb,μi为标准型和第i型地导兵器单位时间内一个目标通道平均射击目标数；p1b、p1i为标准型和第i型防地导兵器对目标的单发杀伤概率。

15、优选地，所述广域知识图谱分析包括：

16、s2.1)将决策问题划分为层次结构，确定层次结构；

17、s2.2)对于每对层次中的元素，使用专家判断或数据分析来确定它们之间的相对重要性，构建判断矩阵；

18、s2.3)分别计算每个层次的元素的权重；

19、s2.4)检查判断矩阵的一致性，以确保专家判断或数据的一致性；

20、s2.5)将各层次的元素的权重综合得到最终的任务区划分的权重。

21、优选地，所述步骤s3的神经网络为小波神经网络，通过大量的在线学习，当输入责任区域内某一类型的目标数量时，模型会输出对应隐藏目标的数量，则通过下列公式计算出空域内已有目标和未发现目标的作战价值：

22、

23、

24、式中：zi为某类目标的作战价值，areal为该类目标在某一空域l发现数量。

25、优选地，所述步骤s6非序贯蒙塔卡罗方法模型中，服务系统有限等待，当目标在我方火力拦截范围内时，它们排队等候服务；服务等待时间tdd被认为是随机的，按指数规律分布，射击目标的概率可以用以下公式表示：

26、

27、式中：α＝λtfw为未射击目标的概率，防空弹群消灭空中目标的数学期望为：n＝λtkxpsjphs；

28、射击目标的概率需要考虑到导弹数量的限制，psj是两个相关事件概率的乘积，对于防空反导作战而言，psj＝pyd×pgj，其中可以pgj通过下列公式的方法得到：

29、

30、式中：nzb代表单个火力单元所有可以射击的导弹数；n为分配给每个目标的导弹数；nkx为空袭兵器的数量；pyd为“给目标分配目标通道”的概率；pgj为当有目标通道时给目标分配指定的火力单元射击的概率；

31、来袭目标经过不同区域时，会受到不同防空兵力的层层抗击，这一过程可以看作多服务台串联的离散过程，则：

32、

33、

34、式中：αm为突破区域后增长的打击概率，psj当前区域打击目标的概率。

35、优选地，所述步骤s7具体设计如下：

36、s7.1)计算导弹选择优势度s；

37、s7.2)计算目标分段战斗力价值v；

38、s7.3)计算分段打击能力a；

39、s7.4)发射指标设计：

40、f＝k1s⊙k2v⊙k3a

41、式中：k1,k2,k3为权重系数。

42、优选地，所述步骤s8的具体方法：

43、s8.1)建立各方向的空地编组责任区域打击兵力对比计算模型；

44、s8.2)建立理想兵力对比计算模型。

45、本技术方案的原理及有益效果：

46、本发明通过比较成熟的神经网络的未知目标预测、贝叶斯定理、非序贯蒙塔卡罗方法内涉及的各种情况或物质能够和本发明发生的情况和物质通过一定的算法进行一定的替换，最终能够得到比较精确的模型设计、责任区域重要指数衡量、空地编组协同打击策略，同时通过本发明提出的设计和计算方法，使每个任务单位能够根据当前观测，达到自洽协同，分布式并行。

技术特征：

1.一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s1自身责任区域大小计算方式为保卫要地作战价值、雷达资源作战价值、剩余导弹资源作战价值、来袭目标作战价值加权求和。

3.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s2指标的生成过程采用广域知识图谱，所述广域知识图谱网状结构构建过程定义了敌方目标分布、我方战术编队战力以及我方战力打击范围三个关键节点；一个所述战术编队内有多种型号的防空兵器，在各自杀伤区内武器系统以标准型防空导弹武器系统等效替代第i型防空导弹，在可能杀伤的目标数相同的条件下，第i型防空导弹武器系统等效标准型防空导弹目标通道的数量，可得：

4.根据权利要求3所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述广域知识图谱分析包括：

5.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s3的神经网络为小波神经网络，通过大量的在线学习，当输入责任区域内某一类型的目标数量时，模型会输出对应隐藏目标的数量，则通过下列公式计算出空域内已有目标和未发现目标的作战价值：

6.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s6非序贯蒙塔卡罗方法模型中，服务系统有限等待，当目标在我方火力拦截范围内时，它们排队等候服务；服务等待时间tdd被认为是随机的，按指数规律分布，射击目标的概率可以用以下公式表示：

7.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s7具体设计如下：

8.根据权利要求1所述的一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，其特征在于：所述步骤s8的具体方法：

技术总结
本发明公开了一种分布式空地自洽协同任务区域划分方法，包括以下步骤：S1)敌方目标作战价值规则设计，每个战术编队计算自身责任区域大小；S2)基于数据场的作战价值指标设计，通过构建详实的数据场，包括实时的战场信息、目标分布、敌我态势等多维度数据，设计切实可行的作战价值指标；S3)基于神经网络的未知目标预测模型设计；S4)杀伤责任区域目标归属方案设计；S5)基于贝叶斯后验估计的责任区域重要指数衡量；S6)基于非序贯蒙塔卡罗方法的空地编组协同打击策略生成；S7)突袭目标的导弹资源分配指标设计；S8)基于博弈论的对手意图决策指标。使每个任务单位能够根据当前观测，达到自洽协同，分布式并行。

技术研发人员：付强,范成礼,赵海州,李腾达,于登秀,王思远,孙武
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23