【摘 要】
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战争自古以来都是人类活动中最为激烈的表现形式,一直被各民族视作重中之重。近年来,各国攻防演练技术层出不穷,战场环境更难捉摸,机群联合作战已成为现代局部战争的重要模式,以预警机系统为核心的多机种协同联合打击是当前空中攻防战的重要战法。为了在复杂作战环境下协同作战,机群打击链应运而生,并作为规划时的原则。但用好打击链,围绕任务进行指挥规划是核心关键,也是一个困难问题。本文研究了机群打击链规划的现实需求
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战争自古以来都是人类活动中最为激烈的表现形式,一直被各民族视作重中之重。近年来,各国攻防演练技术层出不穷,战场环境更难捉摸,机群联合作战已成为现代局部战争的重要模式,以预警机系统为核心的多机种协同联合打击是当前空中攻防战的重要战法。为了在复杂作战环境下协同作战,机群打击链应运而生,并作为规划时的原则。但用好打击链,围绕任务进行指挥规划是核心关键,也是一个困难问题。本文研究了机群打击链规划的现实需求,完善了军事行动环节和飞行平台间的互动模型,提出了一种有效的规划方法,主要创新性工作如下:(1)提出打击链的立体分层网络模型结构。借鉴美军多域战理念,结合我国具体国情,遵循复杂网络科学理念,按指挥、传感、打击的职责用节点分类表示各飞行平台,将机群打击链,即发现、定位、跟踪、瞄准、交战、评估的六环节序列,按“任务域-通信域-物理域”分层映射,实现规划解耦,据此建立打击链规划的数学模型,将作战规划需求映射为复杂优化求解问题。为融合三个“任务域-通信域-物理域”水平层的规划结果,创新性地提出了“备选-网关”垂直层网络,为后续规划算法奠定了基础。(2)使用蚁群算法ACA实现立体网络模型下单类别平台的单打击链规划,并结合拓扑排序,提出多激素蚁群算法MHACA用于解决多打击链规划问题。将战场中的多条打击链并行的情况序列化处理,解决执行冲突。根据多类别平台与多环节的双向选择和垂直层网络的需求改进启发函数,修改蚂蚁选择与移动策略,使用挑选精英组和规定每类激素更新上限的策略更新信息激素,改善算法早熟缺陷。最后确定备选节点,实现垂直层网络数据汇总,规划的打击链方案经实验证能够满足作战需求。(3)阐明了打击链过程环节和飞行平台的鲁棒性、风险性和灵敏性等特征,再融合谱半径和网络熵等网络拓扑特征共同作为评估指标。通过设计实验证实在仿真和作战想定数据中算法的可行性和有效性。与典型量子粒子群算法对比成功规划所用时间,多维度雷达图可视化展示了所提算法在不同问题规模下性能的优劣。综上,本文基于立体网络模型对机群打击链结构和规划进行了研究,提出了从问题建模、规划过程到分析评价的全流程解决方案,对打击链规划实施有重要应用价值。
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