CN113191594A - 基于要素建模的任务调整影响域分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,包括:(1)执行时间影响域分析;(2)任务力量影响域分析;(3)对抗目标影响域分析;(4)可用资源影响域分析。本发明实现的一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,通过对任务内执行时间、任务力量、对抗目标、可用资源四个要素影响域建模及分析,能够在不影响全局任务执行条件下将任务调整的影响域进行量化评估,充分支撑任务调整时各种选择对于任务达成影响预估。
Description
技术领域
本发明涉及辅助决策领域的任务调度技术领域,具体而言,涉及一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法。
背景技术
在战中遭遇突发情况时,指挥员需根据战略意图、战场环境和敌情等情况对作战任务进行快速调整,要求任务调整高效、匹配作战需求、能全面支撑作战任务变化涉及协同控制要点快速响应。
现有手段对战中快速调整支撑不够,以指令临机处置居多,该方式调整范围、调整力度有限且局部,无法从作战任务全局统筹考虑,无法降低任务构想与战中执行方案偏差,不足以支撑战中快速方案调整,导致无法较好的处置突发情况和达成任务目的。
发明内容
本发明旨在提供一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,以解决上述现有手段对战中存在的问题。
本发明提供的一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,包括:
(1)执行时间影响域分析;
(2)任务力量影响域分析;
(3)对抗目标影响域分析;
(4)可用资源影响域分析。
进一步的,所述执行时间影响域分析的方法包括:
设某次任务包含子任务ABCDEF,则用式(1)表示任务AB间的时序协同关系:
ΔAB=ΔBA={t5,t8}(TAS<t5<TAE,TBS<t8<TBE) (1)
其中,ΔAB表示任务AB间的协同时间,TAS表示任务A的起始时间,TAE表示任务A的结束时间,TBS表示任务B的起始时间,TBE表示任务B的结束时间;
将每个任务与其他任务之间的时序协同关系计算构成时序协同矩阵,如式(2)所示:
时序协同矩阵为对称矩阵,当某一任务i发生时序调整时,则直接从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务,最后与初始状态的时序协同矩阵进行对比,即可确定需时序调整的任务及调整后的任务执行时间。
进一步的,所述从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务的方法为:
a)将i放入遍历链表;
b)从遍历链表中获取遍历元素k;
c)遍历k且k满足i<k<n;
d)如果i与k间存在时序协同关系,则将k放入遍历链表;
遍历链表为空执行退出,不为空返回b)继续执行。
进一步的,所述任务力量影响域分析的方法为:
设某次任务存在作战力量x1,x2,x3,x4,x5和子任务ABCDEF,任务力量x1总量为n5,已分配使用总量为n4,分别为子任务ABC占用;
假设此时任务A使用的任务力量x1因任务需要需增加数量,则直接会影响到任务BC的资源使用,任务力量协调关系如式(3):
假设此时任务力量x1总量n5减少,则子任务ABC的需求满足率表示为式(5):
其中,n5'表示任务力量x1调整后总量,当Srate小于1时,表示当前任务力量无法满足子任务ABC的作战力量需求,需进行作战力量调配。
进一步的,所述进行作战力量调配的方法为:
构建整个任务的力量需求满足矩阵,如式(6)所示:
其中,矩阵行数表示当前作战方案中作战任务的数量,矩阵列数表示作战力量类型数量;然后按照以下过程执行:
a)作战力量分类统计;
b)某子任务k变化涉及作战力量x统计;
c)x调配涉及任务的任务力量需求满足率Srate计算;
d)Srate<1的任务需进行调整;
e)遍历调整任务力量x在每个任务中的需求满足;
f)与初始需求满足矩阵对比,统计需调整及调整后数量的任务。
进一步的,所述对抗目标影响域分析的方法为:
设某任务中存在子任务ABCD,根据任务条件及资源占用情况判断任务当前可对抗目标总量分别为ABCD,当前各任务目标负荷分别为n1,n2,n3,n4,对抗目标详情表示为式(7)~式(10):
TA={ai},(0<i<=n1) (7)
TB={bi},(0<i<=n2) (8)
TC={ci},(0<i<=n3) (9)
TD={di},(0<i<=n4) (10)
假设在某时刻,目标bi离开任务B控守警戒区,进入任务A控守警戒区;则此时对于任务B的目标饱和度表示为式(11):
任务A的目标饱和度表示为式(12):
其中,ATrate表示任务A对抗目标调整后的目标饱和度;
当任务目标饱和度大于1时,则表示当前任务条件无法满足对抗目标覆盖及重点目标关注,需进行任务调整。
进一步的,所述进行任务调整的方法为:
将整个任务的目标饱和度表示为式(13):
C=(x1,x2,x3,···,xn)(i=1,2,..,n) (13)
其中,x1表示第一个任务实际目标饱和度,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前对抗目标饱和度统计;
b)根据对抗目标变化,动态调整各任务对抗目标饱和度;
c)对抗目标饱和度大于1则需进行调整;
d)与初始目标饱和度对比,统计需调整的任务。
进一步的,所述可用资源影响域分析的方法为:
设某作战任务中存在任务ABCDEF,任务分配用频如式(14)所示:
FA=(f3,f9);FB={(f4,f7),(f8,f9)};FC={(f3,f6),(f7,f9)};FD=(f2,f4);FE=(f5,f7);FF={(f1,f3),(f5,f8)} (14)
假设任务C为某空中支援掩护干扰任务,为任务B空中突防任务提供干扰支援;而此时,执行任务D某水面舰舰打击任务的我方舰艇进入干扰区域;任务C在突防打击和舰舰打击两个时序区间内应进行频率开窗,调整频率资源的使用;
任务C在突防打击时序区间的频谱影响率表示为式(15):
CFrate=ΔBC/CF (15)
任务C在舰舰打击时序区间的频谱影响率表示为式(16):
CFrate=ΔCD/CF (16)
如果在上一个时序的频谱影响率与当前时序的频谱影响率不一致,则表示当前任务使用的频率资源需进行调整。
进一步的,当前任务使用的频率资源进行调整的方法为:
将整个任务的可用资源影响域向量表示为如式(17)所示:
D=(f1,f2,f3,···,fn)(i=1,2,..,n) (17)
其中,f1表示第一个任务的频谱影响率,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前频谱影响率统计;
b)根据任务频谱资源冲突情况,动态调整各作战任务频谱影响率;
c)与初始频谱影响率向量对比;
d)统计影响率发生变化的为需调整的作战任务。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明实现的一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,通过对任务内执行时间、任务力量、对抗目标、可用资源四个要素影响域建模及分析,能够在不影响全局任务执行条件下将任务调整的影响域进行量化评估,充分支撑任务调整时各种选择对于任务达成影响预估。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的基于要素建模的任务调整影响域分析方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的任务时序协同示意图。
图3为本发明实施例的任务力量配备示意图。
图4为本发明实施例的对抗目标分配示意图。
图5为本发明实施例的可用资源冲突示意图。
图6为本发明实施例的基于要素建模的任务调整影响域分析方法的应用示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示,本实施例提出一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,充分考虑任务构想与当前实际目标、过程、力量、资源、事件、空间、环境等各个方面的约束关系,结合任务执行过程中的关键要点,将局部因子与全局因子相结合,选取与面向临机实时调整关联最为紧密的执行时间、任务力量、对抗目标、可用资源四个要素作为影响评价对象,构建影响域分析模型,提出量化计算方法。具体地,所述基于要素建模的任务调整影响域分析方法包括:
(1)执行时间影响域分析;
执行时间用于分析各任务间的时序协同关系,评估当前任务调整后造成的时序影响。执行时间影响域分析要求时序完整、进程清晰,局部任务之间满足协同时序要求。
如图2所示,所述执行时间影响域分析的方法包括:
设某次任务包含子任务ABCDEF,则用式(1)表示任务AB间的时序协同关系:
ΔAB=ΔBA={t5,t8}(TAS<t5<TAE,TBS<t8<TBE) (1)
其中,ΔAB表示任务AB间的协同时间,TAS表示任务A的起始时间,TAE表示任务A的结束时间,TBS表示任务B的起始时间,TBE表示任务B的结束时间;
将每个任务与其他任务之间的时序协同关系计算构成时序协同矩阵,如式(2)所示:
时序协同矩阵为对称矩阵,当某一任务i发生时序调整时,则直接从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务,最后与初始状态的时序协同矩阵进行对比,即可确定需时序调整的任务及调整后的任务执行时间。所述从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务的方法为:
a)将i放入遍历链表;
b)从遍历链表中获取遍历元素k;
c)遍历k且k满足i<k<n;
d)如果i与k间存在时序协同关系,则将k放入遍历链表;
遍历链表为空执行退出,不为空返回b)继续执行。
(2)任务力量影响域分析;
任务力量用于分析整个力量编成或力量集群在各任务中的分配情况,评估当前任务力量调整对于整体力量调配造成的影响。
如图3所示,所述任务力量影响域分析的方法为:
设某次任务存在作战力量x1,x2,x3,x4,x5和子任务ABCDEF,任务力量x1总量为n5,已分配使用总量为n4,分别为子任务ABC占用。任务力量调整影响可总结为2种典型情况,一种是总量不变,任务需求增加;一种是任务需求不变,总量减少。
假设此时任务A使用的任务力量x1因任务需要需增加数量,则直接会影响到任务BC的资源使用,任务力量协调关系如式(3):
假设此时任务力量x1总量n5减少,则子任务ABC的需求满足率表示为式(5):
其中,n5'表示任务力量x1调整后总量,当Srate小于1时,表示当前任务力量无法满足子任务ABC的作战力量需求,需进行作战力量调配。计算流程描述如下:
构建整个任务的力量需求满足矩阵,如式(6)所示:
其中,矩阵行数表示当前作战方案中作战任务的数量,矩阵列数表示作战力量类型数量;然后按照以下过程执行:
a)作战力量分类统计;
b)某子任务k变化涉及作战力量x统计;
c)x调配涉及任务的任务力量需求满足率Srate计算;
d)Srate<1的任务需进行调整;
e)遍历调整任务力量x在每个任务中的需求满足;
f)与初始需求满足矩阵对比,统计需调整及调整后数量的任务。
(3)对抗目标影响域分析;
对抗目标用于分析任务对于全局对抗目标的覆盖及重点目标的关注情况,评估当前任务调整对于对抗目标覆盖度的影响。对抗目标调整可总结为3种典型情况,一是现有目标重分配(例如调整给其他任务,提升重点目标);二是新目标出现;三是现有目标消失。
如图4所示,所述对抗目标影响域分析的方法为:
设某任务中存在子任务ABCD,根据任务条件及资源占用情况判断任务当前可对抗目标总量分别为ABCD,当前各任务目标负荷分别为n1,n2,n3,n4,对抗目标详情表示为式(7)~式(10):
TA={ai},(0<i<=n1) (7)
TB={bi},(0<i<=n2) (8)
TC={ci},(0<i<=n3) (9)
TD={di},(0<i<=n4) (10)
假设在某时刻,目标bi离开任务B控守警戒区,进入任务A控守警戒区;则此时对于任务B的目标饱和度表示为式(11):
任务A的目标饱和度表示为式(12):
其中,ATrate表示任务A对抗目标调整后的目标饱和度;
当任务目标饱和度大于1时,则表示当前任务条件无法满足对抗目标覆盖及重点目标关注,需进行任务调整。计算流程描述如下:
将整个任务的目标饱和度表示为式(13):
C=(x1,x2,x3,···,xn)(i=1,2,..,n) (13)
其中,x1表示第一个任务实际目标饱和度,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前对抗目标饱和度统计;
b)根据对抗目标变化,动态调整各任务对抗目标饱和度;
c)对抗目标饱和度大于1则需进行调整;
d)与初始目标饱和度对比,统计需调整的任务。
(4)可用资源影响域分析。
可用资源主要用于分析任务分配资源对于当前任务要求的匹配程度及资源调配后对全局作战目标的影响程度,本技术选取频谱资源作为可用资源分析中的评价要素。可用资源调整可总结为2种典型情况,一是任务设置干扰频段同时考虑我方保护频段;二是存在用频冲突,临机用频调整。
如图5所示,所述可用资源影响域分析的方法为:
设某作战任务中存在任务ABCDEF,任务分配用频如式(14)所示:
FA=(f3,f9);FB={(f4,f7),(f8,f9)};FC={(f3,f6),(f7,f9)};FD=(f2,f4);FE=(f5,f7);FF={(f1,f3),(f5,f8)} (14)
假设任务C为某空中支援掩护干扰任务,为任务B空中突防任务提供干扰支援;而此时,执行任务D某水面舰舰打击任务的我方舰艇进入干扰区域;此场景中,我空中突防飞机需使用空地数据链通信、空地导弹引导等相关频率,我水面舰艇需使用舰舰导弹引导等相关频率。任务C在突防打击和舰舰打击两个时序区间内应进行频率开窗,调整频率资源的使用;
任务C在突防打击时序区间的频谱影响率表示为式(15):
CFrate=ΔBC/CF (15)
任务C在舰舰打击时序区间的频谱影响率表示为式(16):
CFrate=ΔCD/CF (16)
如果在上一个时序的频谱影响率与当前时序的频谱影响率不一致,则表示当前任务使用的频率资源需进行调整。计算流程描述如下:
将整个任务的可用资源影响域向量表示为如式(17)所示:
D=(f1,f2,f3,···,fn)(i=1,2,..,n) (17)
其中,f1表示第一个任务的频谱影响率,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前频谱影响率统计;
b)根据任务频谱资源冲突情况,动态调整各作战任务频谱影响率;
c)与初始频谱影响率向量对比;
d)统计影响率发生变化的为需调整的作战任务。
如图6所示,本发明目前已应用于某集成项目任务管理业务。在该系统中,依托本发明中提出的技术方法,对协同侦察、侦干协同等任务进行有效量化分析,充分支撑任务调整及资源调度。由此可见,本发明实现的一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,通过对任务内执行时间、任务力量、对抗目标、可用资源四个要素影响域建模及分析,能够在不影响全局任务执行条件下将任务调整的影响域进行量化评估,充分支撑任务调整时各种选择对于任务达成影响预估。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,包括:
(1)执行时间影响域分析;
(2)任务力量影响域分析;
(3)对抗目标影响域分析;
(4)可用资源影响域分析。
2.根据权利要求1所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述执行时间影响域分析的方法包括:
设某次任务包含子任务ABCDEF,则用式(1)表示任务AB间的时序协同关系:
ΔAB=ΔBA={t5,t8}(TAS<t5<TAE,TBS<t8<TBE) (1)
其中,ΔAB表示任务AB间的协同时间,TAS表示任务A的起始时间,TAE表示任务A的结束时间,TBS表示任务B的起始时间,TBE表示任务B的结束时间;
将每个任务与其他任务之间的时序协同关系计算构成时序协同矩阵,如式(2)所示:
时序协同矩阵为对称矩阵,当某一任务i发生时序调整时,则直接从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务,最后与初始状态的时序协同矩阵进行对比,即可确定需时序调整的任务及调整后的任务执行时间。
3.根据权利要求2所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述从时序协同矩阵第i行开始遍历所有后续任务的方法为:
a)将i放入遍历链表;
b)从遍历链表中获取遍历元素k;
c)遍历k且k满足i<k<n;
d)如果i与k间存在时序协同关系,则将k放入遍历链表;
遍历链表为空执行退出,不为空返回b)继续执行。
4.根据权利要求1所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述任务力量影响域分析的方法为:
设某次任务存在作战力量x1,x2,x3,x4,x5和子任务ABCDEF,任务力量x1总量为n5,已分配使用总量为n4,分别为子任务ABC占用;
假设此时任务A使用的任务力量x1因任务需要需增加数量,则直接会影响到任务BC的资源使用,任务力量协调关系如式(3):
假设此时任务力量x1总量n5减少,则子任务ABC的需求满足率表示为式(5):
其中,n5'表示任务力量x1调整后总量,当Srate小于1时,表示当前任务力量无法满足子任务ABC的作战力量需求,需进行作战力量调配。
6.根据权利要求1所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述对抗目标影响域分析的方法为:
设某任务中存在子任务ABCD,根据任务条件及资源占用情况判断任务当前可对抗目标总量分别为ABCD,当前各任务目标负荷分别为n1,n2,n3,n4,对抗目标详情表示为式(7)~式(10):
TA={ai},(0<i<=n1) (7)
TB={bi},(0<i<=n2) (8)
TC={ci},(0<i<=n3) (9)
TD={di},(0<i<=n4) (10)
假设在某时刻,目标bi离开任务B控守警戒区,进入任务A控守警戒区;则此时对于任务B的目标饱和度表示为式(11):
任务A的目标饱和度表示为式(12):
其中,ATrate表示任务A对抗目标调整后的目标饱和度;
当任务目标饱和度大于1时,则表示当前任务条件无法满足对抗目标覆盖及重点目标关注,需进行任务调整。
7.根据权利要求6所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述进行任务调整的方法为:
将整个任务的目标饱和度表示为式(13):
C=(x1,x2,x3,···,xn)(i=1,2,..,n) (13)
其中,x1表示第一个任务实际目标饱和度,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前对抗目标饱和度统计;
b)根据对抗目标变化,动态调整各任务对抗目标饱和度;
c)对抗目标饱和度大于1则需进行调整;
d)与初始目标饱和度对比,统计需调整的任务。
8.根据权利要求1所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,所述可用资源影响域分析的方法为:
设某作战任务中存在任务ABCDEF,任务分配用频如式(14)所示:
FA=(f3,f9);FB={(f4,f7),(f8,f9)};FC={(f3,f6),(f7,f9)};FD=(f2,f4);FE=(f5,f7);FF={(f1,f3),(f5,f8)} (14)
假设任务C为某空中支援掩护干扰任务,为任务B空中突防任务提供干扰支援;而此时,执行任务D某水面舰舰打击任务的我方舰艇进入干扰区域;任务C在突防打击和舰舰打击两个时序区间内应进行频率开窗,调整频率资源的使用;
任务C在突防打击时序区间的频谱影响率表示为式(15):
CFrate=ΔBC/CF (15)
任务C在舰舰打击时序区间的频谱影响率表示为式(16):
CFrate=ΔCD/CF (16)
如果在上一个时序的频谱影响率与当前时序的频谱影响率不一致,则表示当前任务使用的频率资源需进行调整。
9.根据权利要求8所述的基于要素建模的任务调整影响域分析方法,其特征在于,当前任务使用的频率资源进行调整的方法为:
将整个任务的可用资源影响域向量表示为如式(17)所示:
D=(f1,f2,f3,···,fn)(i=1,2,..,n) (17)
其中,f1表示第一个任务的频谱影响率,n表示任务总量;然后按照以下流程执行:
a)当前频谱影响率统计;
b)根据任务频谱资源冲突情况,动态调整各作战任务频谱影响率;
c)与初始频谱影响率向量对比;
d)统计影响率发生变化的为需调整的作战任务。
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