CN115829356B - 一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，所述方法依据全球战场空间联合作战网格划设和编码，建立了以部队和空间网格为核心视角的监视模型；整理归类临机需求对陆战场空域正常使用的影响因素，根据空域、部队以及行动类型等优先级因素，对冲突的空间网格进行优先级计算，自适应处置临机需求带来的冲突；处置结果经上级审批后，自动分发给所属各部队同步更新，继续监视其空间网格使用情况。本发明形成了“监视—处置—指挥”的闭环指控流程，能够有力支撑联合作战指挥控制，本发明基于作战空间网格，能够简化处置算法，提高指挥系统的运行效能，提升作战指挥控制效率。
Description
技术领域
本发明涉及行动控制，特别是一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法。
背景技术
空域需求自适应控制主要是指在作战过程中，指挥机构依据空域使用筹划的结果，督促指导和约束限定各部队对空域的使用，使其在限定时间和空间范围内，按照时间次序遵循一定的规则与关系，相互配合，安全、有序、高效地使用空域，同时针对战场异常情况具备自适应调整和针对性处置的能力，推进作战进程实现既定作战目标。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，形成监视—处置—指挥的闭环指控流程，简化处置算法，提高指挥系统的运行效能，提升作战指挥控制效率，有力支撑联合作战指挥。
技术方案：本发明所述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，包括以下步骤：
（1）陆战场空域需求监视：依据全球战场空间联合作战网格划设和编码方法，各部队将陆战场空域使用需求转换为空间网格编码描述集合，空管指挥机构收集汇总并监视所属部队的空域使用需求。
（2）临机需求快速处置：整理归类临机需求对陆战场空域正常使用的影响因素，主要包括空间网格的增加、删除以及时间段变更，当临机需求产生了空域冲突后，根据优先级因素对冲突的空间网格进行优先级计算，根据计算结果自适应处置临机需求带来的冲突。
（3）控制方案生成发布：将最新的部队空域使用需求集合输出为控制方案与数据报文，经过上级空管指挥机构的审批同意后，自动将数据报文分发给所属各部队同步更新，继续监视其空间网格使用情况。
步骤（2）中所述的优先级因素包括空域类型、执行单位、部队类型、行动类型、高度层、空间区域、任务重要度、目标分类。
所述步骤（1）具体为：
（1.1）依据全球战场空间联合作战网格划设和编码方法，将全球作战空间划分为带有唯一编号的基本单元，各部队将陆战场空域使用需求的经纬度、高程范围映射到空间网格上，将空域使用需求转换为的编码集合描述。
（1.2）空间网格具备位置属性，结合时间属性，即为空域使用需求编码集的最小单元，陆战场空域使用需求即可描述为该单元的集合。
（1.3）空管指挥机构收集汇总所属部队所有空域使用需求，即可得到作战空间网格占用特点时间序列的集合。
所述步骤（2）具体为：
（2.1）整理归类临机空域需求对陆战场空域正常使用的影响因素，主要包括以下三个方面：一是空域实际使用时间与计划不一致，例如需要提前使用空间网格或到达结束时间未使用完成；二是由于突发情况导致特定空间网格无法使用，需要调整为新的网格；三是新增临机空域使用需求，需要占用新的空间网格；即主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更。
（2.2）产生临机需求后，需要判断是否引入冲突，即同一空间网格有没有时间段上的重叠；由于主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更，删除空间网格以及增加新的空间网格不会引入冲突，而增加已有空间网格以及空间网格时间段变更则可能引入冲突。
（2.3）若多个空间网格产生冲突，根据优先级因素通过预先配置的各因素优先级与权重值，计算各个空间网格的综合优先级。
（2.4）将各个空间网格按照优先级排序，最高的不做变更，从第二开始依次推迟或提前时间，使其在时间尺度上离散不重叠；若经过上述变更后时间段小于预先设置的阈值，则删除该时间段。
（2.5）重复该步骤（2.4），直至消除全部的时间重叠段冲突。
所述步骤（3）具体为：
（3.1）计算空间网格重叠分析以及优先级计算完成冲突解脱后，将最新的所属部队空域使用需求集合输出为调整方案，并将数据形式保存为报文。
（3.2）将调整方案与数据报文发送到上级空管指挥机构，经过上级的审批同意后，自动将数据报文分发给所属各部队。
（3.3）各部队接收到报文后同步更新作战空间网格需求集合，重复步骤（1），继续监视所属部队空域使用需求以及空间网格的使用情况。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法。
一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明形成“监视—处置—指挥”的闭环指控流程，能够有力支撑联合作战指挥控制。
2、本发明基于作战空间网格，能够简化处置算法，提高指挥系统的运行效能，提升作战指挥控制效率。
附图说明
图1为本发明所述方法的步骤流程图。
图2为空间网格监视流程图。
图3为临机需求快速处置流程图。
图4为控制方案生成发布流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，包括以下步骤：
步骤1、如图2所示，依据全球战场空间联合作战网格划设和编码方法，全球作战空间被划分为带有唯一编号的作战区域、网格基准线、网格原点、作战通道、空间高度层等基本空间网格元素，各部队将陆战场空域使用需求的经纬度、高程范围映射到空间网格上，将空域使用需求转换为的编码集合描述。
步骤2、空间网格具备位置属性，结合时间属性，即为空域使用需求编码集的最小单元，表示为
E：
(1)
其中
A为空间网格的唯一编码，
DT N 为该空间网格的第
N个激活时间段，
DT 0 ,
DT 1 ,…,
DT N 互相离散不重叠，即在
DT 0 ,
DT 1 一直到
DT N 这
N个时间段中，编码为
A的空间网格被占用。故一个完整的陆战场空域使用需求
R可以描述为：
(2)
步骤3、空管指挥机构收集汇总所属部队所有空域使用需求，可表示为
U：
(3)
其中
B N 为第
N个部队，
R N 为部队
B N 的所有空域使用需求集合。式(2)代入式(3)中，进一步将
R N 展开，可表示为以部队为核心视角对空域的监视：
(4)
式(1)代入上式(4)中可将
E展开，以空间网格
A为核心视角，同时把所有部队的空域使用要求汇总，消去部队的因素，表示为：
(5)
步骤4、整理归类临机空域需求可能影响陆战场空域正常使用的因素，主要包括以下三个方面：一是空域实际使用时间与计划不一致，例如需要提前使用空间网格或到达结束时间未使用完成；二是由于突发情况导致特定空间网格无法使用，需要调整为新的网格；三是新增临机空域使用需求，需要占用新的空间网格。即主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更。
步骤5、产生临机需求后，需要判断是否引入冲突，即同一空间网格有没有时间段上的重叠。由于主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更，如式(5)所示，删除空间网格以及增加新的空间网格不会引入冲突，而增加已有空间网格以及空间网格时间段变更则可能引入冲突。
步骤6、若多个空间网格产生冲突，将冲突的空间网格抽取出原集合，构造新的新的集合。新集合中，根据空间网格所属空域使用需求的类型、执行部队类型、所属任务类型、时间紧急度等多个评判因素，通过预先配置的各因素优先级与权重值，计算各个空间网格的综合优先级。可表示为：
(6)
其中
v i 为第
i个空间网格的优先级，
p k 为第
k个评判因素的优先级，
q k 为第
k个评判因素的权值。
步骤7、将各个空间网格按照优先级排序，取出最高优先级空间网格推迟或提前时间，使其在时间尺度上与原集合空间网格离散不重叠，若该网格经变更后时间段小于预先设置的阈值，则删除该时间段，否则抽出加入回原集合。重复该步骤，直至新集合为空，步骤2到步骤7的过程如图3所示。
步骤8、计算空间网格重叠分析以及优先级计算完成冲突解脱后，根据结果更新式(5)，即为最新的所属部队空域使用需求集合，将该集合以表格形式输出为调整方案，以数据形式保存为报文。
步骤9、将调整方案与数据报文发送到上级空管指挥机构，经过上级的审批同意后，自动将数据报文分发给所属各部队，如图4所示。
步骤10、各部队接收到报文后同步更新作战空间网格需求集合，重复步骤1与步骤2，继续监视所属部队空域使用需求以及空间网格的使用情况。
Claims (5)
1.一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）陆战场空域需求监视：依据全球战场空间联合作战网格划设和编码方法，各部队将陆战场空域使用需求转换为空间网格编码描述集合，空管指挥机构收集汇总并监视所属部队的空域使用需求；
（1.1）依据全球战场空间联合作战网格划设和编码方法，将全球作战空间划分为带有唯一编号的基本单元，各部队将陆战场空域使用需求的经纬度、高程范围映射到空间网格上，将空域使用需求转换为的编码集合描述；
（1.2）空间网格具备位置属性，结合时间属性，即为空域使用需求编码集的最小单元，陆战场空域使用需求即可描述为该单元的集合；
（1.3）空管指挥机构收集汇总所属部队所有空域使用需求，即可得到作战空间网格占用特点时间序列的集合；
（2）临机需求快速处置：整理归类临机需求对陆战场空域正常使用的影响因素，主要包括空间网格的增加、删除以及时间段变更，当临机需求产生了空域冲突后，根据优先级因素对冲突的空间网格进行优先级计算，根据计算结果自适应处置临机需求带来的冲突；
（2.1）整理归类临机空域需求对陆战场空域正常使用的影响因素，主要包括以下三个方面：一是空域实际使用时间与计划不一致；二是由于突发情况导致特定空间网格无法使用，需要调整为新的网格；三是新增临机空域使用需求，需要占用新的空间网格；即主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更；
（2.2）产生临机需求后，需要判断是否引入冲突，即同一空间网格有没有时间段上的重叠；由于主要影响因素包括空间网格的增加、删除以及时间段变更，删除空间网格以及增加新的空间网格不会引入冲突，而增加已有空间网格以及空间网格时间段变更则可能引入冲突；
（2.3）若多个空间网格产生冲突，根据优先级因素通过预先配置的各因素优先级与权重值，计算各个空间网格的综合优先级；
（2.4）将各个空间网格按照优先级排序，最高的不做变更，从第二开始依次推迟或提前时间，使其在时间尺度上离散不重叠；若经过上述变更后时间段小于预先设置的阈值，则删除该时间段；
（2.5）重复该步骤（2.4），直至消除全部的时间重叠段冲突；
（3）控制方案生成发布：将最新的部队空域使用需求集合输出为控制方案与数据报文，经过上级空管指挥机构的审批同意后，自动将数据报文分发给所属各部队同步更新，继续监视其空间网格使用情况。
2.根据权利要求1所述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，其特征在于，步骤（2）中所述的优先级因素包括空域类型、执行单位、部队类型、行动类型、高度层、空间区域、任务重要度、目标分类。
3.根据权利要求1所述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法，其特征在于，所述步骤（3）具体为：
（3.1）计算空间网格重叠分析以及优先级计算完成冲突解脱后，将最新的所属部队空域使用需求集合输出为调整方案，并将数据形式保存为报文；
（3.2）将调整方案与数据报文发送到上级空管指挥机构，经过上级的审批同意后，自动将数据报文分发给所属各部队；
（3.3）各部队接收到报文后同步更新作战空间网格需求集合，重复步骤（1），继续监视所属部队空域使用需求以及空间网格的使用情况。
4.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法。
5.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的一种基于作战网格的陆战场空域需求自适应控制方法。
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