汪正東 李棟花

摘 要：在防空武器裝備體系化作戰(zhàn)中，目標(biāo)分配是防空體系化作戰(zhàn)的核心。本文采用基于優(yōu)化排序的螞蟻策略的蟻群算法，同時(shí)，將目標(biāo)分配中的目標(biāo)航路捷徑引入到蟻群算法中，提高了蟻群算法的計(jì)算效率，解決防空體系化作戰(zhàn)中目標(biāo)分配的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：防空體系化作戰(zhàn)；目標(biāo)分配；蟻群算法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.172

1 引言

隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代空襲達(dá)到了很高的空襲效能，空襲作戰(zhàn)已實(shí)現(xiàn)了體系化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化[1]。因此，防空武器裝備也應(yīng)該體系化以應(yīng)對(duì)空襲體系化，其中，目標(biāo)分配是關(guān)鍵技術(shù)，直接影響防空作戰(zhàn)效果。目標(biāo)分配，需要根據(jù)目標(biāo)的飛行特性和各個(gè)防空武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的攔截效益進(jìn)行目標(biāo)分配，用最適合的武器裝備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行攔截，以達(dá)到防空體系的最大作戰(zhàn)效能，以確保保衛(wèi)目標(biāo)的安全[2]。本文利用蟻群算法設(shè)計(jì)目標(biāo)分配模型算法，解決防空體系化作戰(zhàn)中的目標(biāo)分配問(wèn)題。

2 蟻群算法求解目標(biāo)分配的算法設(shè)計(jì)

2.1 蟻群計(jì)算網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造

根據(jù)蟻群算法解決TSP問(wèn)題的思路，構(gòu)造蟻群網(wǎng)絡(luò)，螞蟻通過(guò)攔截目標(biāo)效益在m個(gè)火力單元上周游遍歷實(shí)現(xiàn)蟻群算法。

m個(gè)火力單元分別為：組成蟻群網(wǎng)絡(luò)，如圖1，每個(gè)火力單元的火力通道數(shù)分別為，其中；n個(gè)目標(biāo)分別為。圖中實(shí)線表示螞蟻行走路徑，為目標(biāo)分配的一個(gè)可行解。

在進(jìn)行蟻群算法時(shí)，當(dāng)目標(biāo)數(shù)小于火力單元通道數(shù)即，其中，那么補(bǔ)充虛擬目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，虛擬目標(biāo)的射擊效益為定值C（），射擊效率；當(dāng)目標(biāo)分配問(wèn)題中目標(biāo)數(shù)大于所有火力單元通道數(shù)時(shí)，根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)需要，選擇威脅程度最大的個(gè)目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)分配。

2.2 轉(zhuǎn)移概率

在計(jì)算中，螞蟻k根據(jù)各個(gè)火力單元的信息素量選擇下一個(gè)火力單元。螞蟻k所使用的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則被稱之為隨機(jī)比例規(guī)則，表示該火力單元上的螞蟻k選擇目標(biāo)的概率。在t時(shí)刻，螞蟻k在火力單元選擇目標(biāo)的轉(zhuǎn)移概率如式（1）所示：

此處：為所有目標(biāo)的集合；為禁忌表；為目標(biāo)對(duì)火力單元的航路捷徑大于等于火力單元的殺傷區(qū)遠(yuǎn)界的目標(biāo)集合；記錄了螞蟻當(dāng)前走過(guò)的火力單元。

當(dāng)所有個(gè)目標(biāo)編號(hào)加入螞蟻便完成了一次周游，此時(shí)其走過(guò)的路徑便是目標(biāo)分配問(wèn)題的一個(gè)可行解。

2.3 基于優(yōu)化排序的螞蟻系統(tǒng)的信息素更新

在計(jì)算過(guò)程中，為了解決此問(wèn)搜索不會(huì)集中在最優(yōu)解附近的問(wèn)題，提高對(duì)更優(yōu)解的進(jìn)一步搜索，信息素更新采用基于優(yōu)化排序的螞蟻系統(tǒng)，選擇防空目標(biāo)分配射擊效率高的只螞蟻，按照排名的位次進(jìn)行加權(quán)額外增加信息素量，見(jiàn)公式（4）。

3 結(jié)論

本文針對(duì)防空體系化作戰(zhàn)中的目標(biāo)分配問(wèn)題，運(yùn)用蟻群計(jì)算網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，采用基于優(yōu)化排序的螞蟻策略的蟻群算法，同時(shí)，將目標(biāo)分配中的目標(biāo)航路捷徑引入到蟻群算法中，提高了蟻群算法的計(jì)算效率，解決防空體系化作戰(zhàn)中目標(biāo)分配的問(wèn)題。蟻群算法本質(zhì)上是一種并行的算法，同時(shí)也是一種正反饋算法，可以很快收斂，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]張東洋，周延延，李小兵.國(guó)外防空導(dǎo)彈網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)系統(tǒng)分析[J]. 飛航導(dǎo)彈，2012（02）：39-41.

[2]姚躍亭，趙建軍，楊利斌，王毅.發(fā)射與制導(dǎo)分離的編隊(duì)協(xié)同防空目標(biāo)分配決策[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2013（01）：87-93.

[3]趙春明，何清華，劉博，李堅(jiān).遺傳算法在防空導(dǎo)彈火力優(yōu)化分配中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2007（01）：59-61.

作者簡(jiǎn)介：汪正東（1986-），男，貴州遵義人，碩士，工程師，從事指揮控制系統(tǒng)的研究。