CN116026188A - 一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法。所述方法包括：根据探测目标清单和己方射手清单进行行为树建模，得到射手推荐模型；模型包括射手更新及推荐匹配节点；在射手更新及推荐匹配节点中根据目标身份码和射手详细信息的身份码确定射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度，构建各射手拦截各目标的及时度矩阵和各射手的火力充裕度矩阵；根据预先设置的目标评价标准对探测目标进行评价，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，根据得到的各射手用于执行探测目标的适宜度对探测目标进行射手推荐。采用本方法能够提高射手推荐准确率。

Description

一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法

技术领域

本申请涉及防空射手推荐技术领域，特别是涉及一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法。

背景技术

在体系作战中，“射手”一词常用于形象化地指代对相应目标发射武器完成打击任务的各个火力单元。射手推荐，指在己方体系完成态势感知的基础上，将当前掌握态势信息中的每一个具体目标，按照一定关联关系，推荐(下达)给相应的己方射手的过程。作为“OODA”作战环中由“D”到“A”的重要环节，射手推荐过程的完成速度和推荐质量，直接关系到从传感器到射手的体系作战杀伤链的闭合效果，从而对体系完成预期使命任务的实际效能产生重要影响。

传统由相应指挥人员利用经验判断等方式完成“人脑”射手推荐，其速度和质量均受限于指挥人员对当前态势的处理能力。在“一人对多目标”等典型复杂态势下，指挥人员难以保质保量地高效完成射手推荐。随着人工智能技术在作战辅助决策领域的深入应用，当前已有相关的智能化射手推荐系统见诸报道。从2020年至今，为实现其网络化快速闭合杀伤链的多域战目标，将人工智能技术应用到了体系作战闭合杀伤链的各个环节，多管齐下拓展、提质、加速闭合杀伤链。FireStorm智能系统就是针对已发现目标，利用智能决策技术，重点解决己方网络内可操作射手的高效推荐问题，从而辅助指挥人员做出更好决策。该系统在2020年演习中实现了对单目标生成六种不同的射手推荐方案，到2021年演习时，在网络内连接更多传感器和射手后，加强版系统实现了几秒内生成21种“传感器到射手”的打击方案,现有的方法射手推荐系统准确率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高射手推荐准确率的基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法。

一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法，所述方法包括：

获取探测目标清单和己方射手清单；探测目标清单包括目标的的编号和目标详细感知信息的目标身份码；己方射手清单包括己方防空体系内各防空系统射手的编号和射手详细信息的身份码；

根据探测目标清单和己方射手清单进行行为树建模，得到射手推荐模型；射手推荐模型包括射手更新及推荐匹配节点；

在射手更新及推荐匹配节点中根据目标身份码和射手详细信息的身份码确定射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵；

根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵；

根据预先设置的目标评价标准对探测目标进行评价，得到目标打击优先级序号，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度；

根据各射手用于执行探测目标的适宜度对探测目标进行射手推荐。

在其中一个实施例中，射手推荐模型包括两层节点，第一层节点为行为树根节点，第二层节点包括三个顺序逻辑子节点；三个顺序逻辑子节点包括空中新目标处理节点、射手更新及推荐匹配节点和各射手行动序列生成节点。

在其中一个实施例中，空中新目标处理节点用于对输入的当前周期探测目标清单进行新探测目标分辨和飞机、舰对岸导弹、空对地导弹三类目标的分辨，得到当前周期的新探测目标清单。

在其中一个实施例中，射手更新及推荐匹配节点用于更新当前周期可开火射手清单，按照适宜度计算射手推荐方案；各射手行动序列生成节点用于更新当前周期的射手推荐方案，根据远、中、近程射手行动结果，输出当前周期已执行射手清单。

在其中一个实施例中，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵，包括：

利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵为

其中，tim_d_ij表示射手j拦截目标i的概略拦截时间，d_ij表示射手j与目标i的距离，v_i表示目标i的概略速度，v_j表示射手j使用武器的概略速度。

在其中一个实施例中，根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵，包括：

根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵为

suf_j,t＝wn_j,t/wn_j,full

其中，wn_j,t表示当前t时刻，射手j发射架内剩余武器数量，wn_j,full表示当前t时刻载武器数量。

在其中一个实施例中，预先设置的目标评价标准包括关键性、可辨性、可达性、恢复性、脆弱性和效用性。

在其中一个实施例中，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度，包括：

对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度为

其中，k₁、k₂、k₃为加权幂指数，tval_i,t表示目标打击优先级序号。

上述基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法，本申请在己方体系完成态势感知的基础上，针对传统指控领域难以处理复杂态势下的射手推荐问题，有效地结合深度学习，快速高效地生成射手推荐方案；充分考虑个目标的特点，高质量动态的分配射手，提高了射手推荐的准确率并更新射手推荐清单，提高了指控活动的灵活性，并可以充分满足体系对抗的实际需求。

附图说明

图1为一个实施例中一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法的流程示意图；

图2为一个实施例中射手推荐模型的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法，包括以下步骤：

步骤102，获取探测目标清单和己方射手清单；探测目标清单包括目标的的编号和目标详细感知信息的目标身份码；己方射手清单包括己方防空体系内各防空系统射手的编号和射手详细信息的身份码；根据探测目标清单和己方射手清单进行行为树建模，得到射手推荐模型；射手推荐模型包括射手更新及推荐匹配节点。

设TL_t为t时刻目标防空体系完成态势感知后当前掌握的探测目标清单，TL_t＝{Tindex,Tid}，其中Tindex表示探测目标清单中对应探测到该目标的先后顺序的编号，Tid表示读取Tindex对应目标详细感知信息(包括身份、类型、价值等目标固有属性信息和位置、速度、威胁等目标动态属性信息)的目标身份码。

设ADSL_t为t时刻目标防空体系内各射手防空系统清单，ADSL_t＝{ADSindex,ADSid}，其中ADSindex对应己方防空体系内各防空系统射手的编号，ADSid表示读取ADSindex对应射手详细信息(包括位置、满载武器量、射程等射手静态属性信息和损毁度、武器存量等射手动态属性信息)的身份码。

根据射手推荐问题中定义的射手推荐输入、输出信息，需要进一步建立根据输入的来袭目标清单、己方射手清单信息，对射手推荐推荐过程进行详细建模。该推荐过程实质是按照一定的关联关系对将目标与射手进行匹配。由于射手推荐问题需要将各类的典型态势情况进行解耦，且本申请研究对象防空体系的射手推荐过程具有远、中、近程鲜明的层次化特征，为提升决策逻辑编码的复用性，采用行为树作为对射手推荐方案决策逻辑的建模手段，提高了后续生成射手推荐方案的逻辑性和复用性，是整个过程更加规范化，进而提高了射手推荐方案的准确性。

采用行为树进行射手推荐模型建模时，行为树的直观形态是一个包含组合节点、叶节点及修饰节点的倒挂型树结构。其中，组合节点用于描述下属叶节点的选择(sel)、顺序(seq)、并行(para)、随机(rand)等逻辑过程，叶节点包括条件节点和行为节点两类，分别对应编程语言中的if(else、elseif)和then后接的程序内容。将基于拦截适宜度的射手推荐过程建模为AMDFM_BT行为树模型，如图2所示。第一层为一个顺序逻辑的行为树根节点(seq_rootAMDFM)，第二层由左至右顺序执行防空体系完成射手推荐的三个顺序逻辑子节点，分别为空中新目标处理(seq_newAMtarget)、射手更新及推荐匹配(seq_ADSmatching)、各射手行动序列生成(seq_ADSfiring)。射手推荐模型在每个态势更新周期内三个具体推荐步骤的逻辑过程如表1所示：

表1

步骤104，在射手更新及推荐匹配节点中根据目标身份码和射手详细信息的身份码确定射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵。

拦截及时度tim_ij,t，指当前t时刻，射手j执行完成对目标i的(拦截)任务行动所需时间的长短程度。tim_ij,t只为反映不同射手之间相对的拦截时间长短程度，故按照(武器、目标)巡航速度做匀速直线运动的方式计算概略拦截时间结果。在当前t时刻，如果目标i已进入射手j射程范围内，可根据射手j与目标i的距离d_ij、目标i的概略速度v_i、射手j使用武器的概略速度v_j，可计算射手j拦截目标i的概略拦截时间tim_d_ij，再对所有射手及时度结果在(0,1)区间内进行归一化，即可得到由tim_ij,t构成的t时刻各射手拦截各目标的及时度矩阵。

步骤106，根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵。

火力充裕度suf_j,t，指当前t时刻，射手j发射架内剩余武器数量wn_j,t占满载武器数量wn_j,full的比例。

步骤108，根据预先设置的目标评价标准对探测目标进行评价，得到目标打击优先级序号，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度；根据各射手用于执行探测目标的适宜度对探测目标进行射手推荐。

目标优先度tval_i,t，指当前t时刻，综合考虑目标i的关键性、可辨性、可达性、恢复性、脆弱性和效用性,评价得出的目标打击优先级序号。如，在目标防空体系拦截对方任务场景中，按照目标类型排序，目标优先度由高至低为：对方飞机(tval_i,t＝0.8)、对方空对地导弹(tval_i,t＝0.7)、对方舰对岸导弹(tval_i,t＝0.6)；

适宜度sui_ij,t，指当前t时刻，射手j适宜用于执行对目标i的(拦截)任务行动的程度。针对输入的目标清单和射手清单，适宜度计算结果相应构成一个当前t时刻的适宜度矩阵SUI_t。针对防空体系射手推荐典型问题考虑，适宜度sui_ij,t计算至少应考虑当前t时刻，射手j拦截目标i的及时程度，射手j剩余可发射火力的充裕程度和目标i在TL_t中的优先程度等关键因素，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，可以得到各射手用于执行探测目标的适宜度，再根据各射手用于执行探测目标的适宜度来对探测目标进行射手推荐会更加准确。

上述基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法中，本申请在己方体系完成态势感知的基础上，针对传统指控领域难以处理复杂态势下的射手推荐问题，有效地结合深度学习，快速高效地生成射手推荐方案；充分考虑个目标的特点，高质量动态的分配射手，提高了射手推荐的准确率并更新射手推荐清单，提高了指控活动的灵活性，并可以充分满足体系对抗的实际需求。

在其中一个实施例中，射手推荐模型包括两层节点，第一层节点为行为树根节点，第二层节点包括三个顺序逻辑子节点；三个顺序逻辑子节点包括空中新目标处理节点、射手更新及推荐匹配节点和各射手行动序列生成节点。

在其中一个实施例中，空中新目标处理节点用于对输入的当前周期探测目标清单进行新探测目标分辨和飞机、舰对岸导弹、空对地导弹三类目标的分辨，得到当前周期的新探测目标清单。

在其中一个实施例中，射手更新及推荐匹配节点用于更新当前周期可开火射手清单，按照适宜度计算射手推荐方案；各射手行动序列生成节点用于更新当前周期的射手推荐方案，根据远、中、近程射手行动结果，输出当前周期已执行射手清单。

在其中一个实施例中，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵，包括：

利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵为

其中，tim_d_ij表示射手j拦截目标i的概略拦截时间，d_ij表示射手j与目标i的距离，v_i表示目标i的概略速度，v_j表示射手j使用武器的概略速度。

在其中一个实施例中，根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵，包括：

根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵为

suf_j,t＝wn_j,t/wn_j,full

其中，wn_j,t表示当前t时刻，射手j发射架内剩余武器数量，wn_j,full表示当前t时刻载武器数量。

在其中一个实施例中，预先设置的目标评价标准包括关键性、可辨性、可达性、恢复性、脆弱性和效用性。

在其中一个实施例中，对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度，包括：

对及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度为

其中，k₁、k₂、k₃为加权幂指数，tval_i,t表示目标打击优先级序号。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于拦截适宜度的多阵地防空体系射手推荐方法，其特征在于，所述方法包括：

获取探测目标清单和己方射手清单；所述探测目标清单包括目标的的编号和目标详细感知信息的目标身份码；所述己方射手清单包括己方防空体系内各防空系统射手的编号和射手详细信息的身份码；

根据所述探测目标清单和己方射手清单进行行为树建模，得到射手推荐模型；所述射手推荐模型包括射手更新及推荐匹配节点；

在所述射手更新及推荐匹配节点中根据所述目标身份码和射手详细信息的身份码确定射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵；

根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵；

根据预先设置的目标评价标准对所述探测目标进行评价，得到目标打击优先级序号，对所述及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度；

根据所述各射手用于执行探测目标的适宜度对探测目标进行射手推荐。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射手推荐模型包括两层节点，第一层节点为行为树根节点，第二层节点包括三个顺序逻辑子节点；所述三个顺序逻辑子节点包括空中新目标处理节点、射手更新及推荐匹配节点和各射手行动序列生成节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空中新目标处理节点用于对输入的当前周期探测目标清单进行新探测目标分辨和飞机、舰对岸导弹、空对地导弹三类目标的分辨，得到当前周期的新探测目标清单。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述射手更新及推荐匹配节点用于更新当前周期可开火射手清单，按照适宜度计算射手推荐方案；所述各射手行动序列生成节点用于更新当前周期的射手推荐方案，根据远、中、近程射手行动结果，输出当前周期已执行射手清单。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵，包括：

利用射手与探测目标的距离、探测目标的概略速度和射手使用武器的概略速度构建各射手拦截各目标的及时度矩阵为

其中，tim_d_ij表示射手j拦截目标i的概略拦截时间，d_ij表示射手j与目标i的距离，v_i表示目标i的概略速度，v_j表示射手j使用武器的概略速度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵，包括：

根据射手发射架内剩余武器数量占满载武器数量的比例构建各射手的火力充裕度矩阵为

suf_j,t＝wn_j,t/wn_j,full

其中，wn_j,t表示当前t时刻，射手j发射架内剩余武器数量，wn_j,full表示当前t时刻载武器数量。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述预先设置的目标评价标准包括关键性、可辨性、可达性、恢复性、脆弱性和效用性。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度，包括：

对所述及时度矩阵、火力充裕度矩阵和目标打击优先级序号进行适宜度计算，得到各射手用于执行探测目标的适宜度为

其中，k₁、k₂、k₃为加权幂指数，tval_i,t表示目标打击优先级序号。

Images