基于實(shí)例的艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)沖突消解方法研究

摘要：針對存在的大量沖突問題，提出了實(shí)倒法沖突消解系統(tǒng)框架，井給出了消解流程。通過遍歷實(shí)倒庫中的實(shí)例，并對進(jìn)行必要的調(diào)整從而得到消解目標(biāo)沖突的赴理方案。該方法速度快.適用面。消硨巍菇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中的沖突問題，提供了有價值的參考。

關(guān)鍵詞：實(shí)倒 沖寒消解 協(xié)同作戰(zhàn)

中圖分類號；E837 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)02(b)-0255-02

1引言

艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)包括水面艦艇、潛艇、航空兵等多兵種，涉及到防空、反潛、對海攻擊、對陸攻擊等多種任務(wù)，使用導(dǎo)彈、艦炮、魚雷、電子戰(zhàn)等多種武器裝備，在作戰(zhàn)過程中可能出現(xiàn)時域、空域、頻域等方面的沖突。有的沖突導(dǎo)致作戰(zhàn)兵力、兵器之間的相互影響，有的沖突甚至可能造成毀傷己方、友方的嚴(yán)重后果。信息化海戰(zhàn)背景下，艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中的沖突具有復(fù)雜性、關(guān)聯(lián)性、并發(fā)性、緊迫性等特點(diǎn)。各種沖突交織在一起，僅僅依靠指揮員臨機(jī)指揮來處理如此大量、復(fù)雜而又緊迫的沖突問題往往難以協(xié)調(diào)，顧此失彼。本文提出一種基于實(shí)例的沖突消解方法來對艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中的沖突進(jìn)行消解，為指揮員提供科學(xué)、合理、有效的決策支持。

2沖突消解方法回顧

目前，解決沖突的方法大體上分為兩類：

(1)基于數(shù)學(xué)模型的沖突解決方案。這種方法是建立在對策論的基礎(chǔ)上，從建立沖突的數(shù)學(xué)模型人手，通過分析模型，然后針對模型的特點(diǎn)利用多目標(biāo)決策、模糊理論等數(shù)學(xué)方法來解決沖突。此種方法有兩點(diǎn)不足：一是建立數(shù)學(xué)模型難。由于艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)涉及作戰(zhàn)單元多、組織指揮復(fù)雜，涉及沖突類型多、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，難以建立艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)沖突問題數(shù)學(xué)模型模型；二是求解效率低下。由于缺乏有效的算法，特別是問題規(guī)模比較大時運(yùn)算時間成幾何級上漲，需要花費(fèi)大量時間，問題求解效率低下。基于數(shù)學(xué)模型的沖突解決方法在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域取得了很好效果，但在軍事領(lǐng)域，特別是對于艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中存在各種錯綜復(fù)雜的沖突，使用這種方法很難奏效。

(2)基于人工智能的沖突解決方案。這種方法是20世紀(jì)80年代以來伴隨著人工智能的發(fā)展而發(fā)展起來的。通過智能推理技術(shù)，借助計算機(jī)實(shí)現(xiàn)沖突的解決。目前，這一領(lǐng)域的研究正在開展，也取得了一定的成就。但是由于艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中包含多種類型沖突，加之各種沖突交織在一起，使基于人工智能的知識推理非常困難，特別是知識庫中的知識如何表達(dá)、各種規(guī)則如何提取都是人工智能領(lǐng)域難以解決的問題。

針對以上不足，本文提出了基于實(shí)例法解決沖突的系統(tǒng)。

3基于實(shí)例的沖突消解方法

基于實(shí)例的方法是對人類認(rèn)知過程的模仿。基于實(shí)例的沖突消解方法支持經(jīng)驗(yàn)本身和場景本身的描述和記憶，而且具有很強(qiáng)的擴(kuò)充性和自適應(yīng)性，這一點(diǎn)對一些知識無法表達(dá)、規(guī)則難以提取的推理非常有效。實(shí)例就是把以往作戰(zhàn)或訓(xùn)練中的各種場景以及該場景下消解沖突的方案以腳本的形式加以保存。每-一個場景作為一個實(shí)例，實(shí)例的集合組成實(shí)例庫。當(dāng)要解決一個新問題時，通過遍歷實(shí)例庫，搜索出與新問題最相似的一個或幾個實(shí)例，通過對實(shí)例的評估、并根據(jù)需要對實(shí)例進(jìn)行必要的修改來解決新問題，為艦艇編隊(duì)指揮人員消解沖突提供建議和參考。

3.1實(shí)例法解決沖突的特點(diǎn)

實(shí)例是對過往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的歸納與總結(jié)，通過對過去相似問題(實(shí)例)解決方法的研究，盡快地找出當(dāng)前沖突問題的解決方案。實(shí)例法具有以下特點(diǎn)：

(1)普遍適用性。在復(fù)雜系統(tǒng)模型難以確定的情況下，運(yùn)用實(shí)例法解決沖突，可以不必拘泥于系統(tǒng)的模型、沖突的種類，通過搜索實(shí)例庫中的相似實(shí)例，借鑒以往處理類似情形的方案，可以快速地消解交叉、復(fù)雜、半結(jié)構(gòu)化(非結(jié)構(gòu)化)等各種類型沖突。

(2)可完善、擴(kuò)展的特性。實(shí)例法解決問題的能力取決于實(shí)例庫中領(lǐng)域知識的完備程度。通過不斷擴(kuò)充實(shí)例庫中實(shí)例的種類、數(shù)量，逐步擴(kuò)展實(shí)例法所能處理問題的范圍。

(3)速度快。根據(jù)索引遍歷實(shí)例庫，搜索到相似的實(shí)例，可以直接使用實(shí)例對沖突進(jìn)行消解或?qū)?shí)例稍加改動來消解目標(biāo)沖突，消解時間短，速度快。

3.2實(shí)例法解決沖突的系統(tǒng)組成

基于實(shí)例的沖突消解系統(tǒng)包括四大功能模塊：搜索模塊、評估模塊、調(diào)整模塊和實(shí)例庫及管理系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖l所示。

(1)搜索模塊。實(shí)例搜索模塊的功能是從實(shí)例庫中查找與當(dāng)前沖突相匹配的沖突實(shí)例。在前階段對沖突進(jìn)行分析、檢測的基礎(chǔ)上，提取出相關(guān)的沖突信息，并以此作為索引遍歷實(shí)例庫，搜索相似的實(shí)例。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在相似實(shí)例時，提取相關(guān)實(shí)例名、實(shí)例特征描述以及相應(yīng)的消解方案-如沒有搜索到相似實(shí)例，則需要將該沖突信息提交給其它沖突解決系統(tǒng)或編隊(duì)指揮員進(jìn)行決策，并將該沖突信息以及相應(yīng)的消解方案通過實(shí)例庫管理系統(tǒng)添加到實(shí)例庫中。

(2)評估模塊。由于搜索到與當(dāng)前沖突相似的實(shí)例往往不止一個，而是多個。因而需要采用一定的方法對諸多實(shí)例進(jìn)行評估，以決定選用哪一個實(shí)例更加適合。通常采用多指標(biāo)模糊評價等方法對實(shí)例加以評估，即通過分析、評價多個方案的優(yōu)劣，篩選出最接近目標(biāo)沖突的實(shí)例。

(3)調(diào)整模塊。如果提取出的實(shí)例完全適合消解當(dāng)前沖突，則可以直接參考該實(shí)例消解沖突的方案來消解當(dāng)前沖突；如果實(shí)例的消解方案不能完全消解當(dāng)前沖突，調(diào)整模塊則根據(jù)作戰(zhàn)條令、條例、作戰(zhàn)原則、規(guī)則或在相應(yīng)級別的指揮員人工干預(yù)下對實(shí)例加以修改，以消解當(dāng)前沖突。

(4)實(shí)例庫及管理系統(tǒng)。實(shí)例庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)例的存儲與維護(hù)管理?？梢酝ㄟ^實(shí)例庫管理系統(tǒng)完成添加實(shí)例、修改實(shí)例、刪除實(shí)例等管理和維護(hù)功能。

3.3基于實(shí)例的沖突消解流程

基于實(shí)例的沖突消解過程大致可以分為以下幾步：

步驟1：識別目標(biāo)沖突的特征，并指定索引；

步驟2：根據(jù)索引從實(shí)例庫中檢索相似的實(shí)例；

步驟3：修改相似實(shí)例以滿足目標(biāo)沖突；

步驟4：檢驗(yàn)這個解，若滿足則提交沖突消解方案并存入到實(shí)例庫中。

如果實(shí)例庫中沒有搜索到相似的實(shí)例或搜索出的實(shí)例經(jīng)過修改后仍無法達(dá)到消解當(dāng)前沖突的要求是。則需要借助其它沖突消解系統(tǒng)或是指揮員介入來消解沖突，并將當(dāng)前沖突與最后消解沖突的方案作為新實(shí)例添加到實(shí)例庫中。沖突消解流程如圖2。

4結(jié)語

艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)中存在大量的沖突，這些沖突往往具有復(fù)雜性、關(guān)聯(lián)性、并發(fā)性。消解沖突的方法主要是協(xié)商、松弛約束、仲裁等方法，它們都是針對某一類沖突；目前尚缺乏有統(tǒng)一的沖突消解方法。基于實(shí)例的沖突消解方法，是將目標(biāo)沖突與沖突庫里的沖突進(jìn)行“場景”比對.提取出相同或相識的沖突解決方案并加以修改來處理目標(biāo)沖突。該方法克服了每次消解沖突之前進(jìn)行的大量運(yùn)算，特別是處理半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化等復(fù)雜的沖突。

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