艦空導(dǎo)彈綜合防空任務(wù)規(guī)劃及資源調(diào)度研究

孫海文，謝曉方，孫 濤，王誠(chéng)成

(海軍航空大學(xué) 兵器科學(xué)與技術(shù)系， 山東 煙臺(tái) 264001)

隨著各種高新技術(shù)在兵器研制中的廣泛應(yīng)用，空中目標(biāo)的技術(shù)性能和空襲戰(zhàn)術(shù)發(fā)生了重大變化：在技術(shù)性能方面，目標(biāo)的速度、射程、機(jī)動(dòng)能力、抗干擾能力以及隱身性能都得到較大提高；在空襲戰(zhàn)術(shù)方面：目標(biāo)更多地實(shí)施多批次、超低空攻擊，實(shí)施飽和攻擊以及防區(qū)外攻擊，電子偵察、干擾與壓制相結(jié)合。這就要求現(xiàn)代艦艇防空要從單型號(hào)單平臺(tái)防空武器系統(tǒng)控制逐漸向多型號(hào)多平臺(tái)武器系統(tǒng)綜合控制發(fā)展，同時(shí)，要求艦艇防空武器綜合控制系統(tǒng)對(duì)連續(xù)多批次目標(biāo)任務(wù)具備快速實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)持續(xù)性的攔截能力[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外絕大多研究是從運(yùn)籌學(xué)的角度，將整個(gè)防空過(guò)程看作是火力-目標(biāo)分配問(wèn)題，即多項(xiàng)式復(fù)雜程度的非確定性(NP)問(wèn)題?；鹆?目標(biāo)分配有兩種類(lèi)型：一種是靜態(tài)火力-目標(biāo)分配，在其分配過(guò)程中，所有參數(shù)都是已知的，并且在一個(gè)階段中將所有武器分配給所有的目標(biāo)，該問(wèn)題大多采用匈牙利算法[2]、粒子群算法[3-6]、蟻群算法[7]以及遺傳算法[8]等方法進(jìn)行求解；另一種是動(dòng)態(tài)火力-目標(biāo)分配，所有武器都是分階段分配的，當(dāng)前階段的火力分配，要結(jié)合前一階段的目標(biāo)毀傷結(jié)果進(jìn)行分配，文獻(xiàn)[9]將遺傳算法與anytime算法相結(jié)合來(lái)解決動(dòng)態(tài)火力-目標(biāo)分配，并取得了較好的結(jié)果；文獻(xiàn)[10]提出一種禁忌搜索算法來(lái)求解動(dòng)態(tài)火力-目標(biāo)分配問(wèn)題，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。文獻(xiàn)[11]將馬爾科夫模型與近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃法有效結(jié)合，在時(shí)間序列上對(duì)動(dòng)態(tài)火力資源進(jìn)行分配。

通過(guò)分析這些文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：很少有從任務(wù)規(guī)劃和資源調(diào)度的角度對(duì)整個(gè)防空過(guò)程進(jìn)行分析研究，使得防空過(guò)程缺乏系統(tǒng)性和動(dòng)態(tài)連續(xù)性；隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)文獻(xiàn)都采用智能算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解，而沒(méi)有從知識(shí)表示和推理的角度，對(duì)防空過(guò)程進(jìn)行智能決策研究。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種基于PROLOG語(yǔ)言的智能在線任務(wù)規(guī)劃及火力資源調(diào)度方法。該方法可實(shí)現(xiàn)探測(cè)跟蹤、威脅評(píng)估、火力分配方案制定、火力分配方案執(zhí)行、毀傷評(píng)估等多個(gè)行動(dòng)同時(shí)執(zhí)行。將整個(gè)防空過(guò)程放在時(shí)間軸上，連續(xù)多批次目標(biāo)看作攔截任務(wù)，將編隊(duì)防空作戰(zhàn)中各平臺(tái)上的火力節(jié)點(diǎn)、制導(dǎo)節(jié)點(diǎn)以及探測(cè)節(jié)點(diǎn)看作調(diào)度資源，對(duì)可重復(fù)性資源，在其空閑時(shí)間窗內(nèi)可進(jìn)行多次調(diào)度。利用PROLOG語(yǔ)言[12]根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)狀態(tài)信息、火力資源狀態(tài)信息以及各控制參數(shù)等信息，結(jié)合Prolog自身的推理機(jī)制，自動(dòng)推理出處理目標(biāo)任務(wù)的可行行動(dòng)；在防空目標(biāo)任務(wù)規(guī)劃過(guò)程中，傳統(tǒng)的火力資源調(diào)度方式是一旦開(kāi)始對(duì)目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行火力資源分配時(shí)，絕不會(huì)因?yàn)槿魏卧蛑袛鄬?duì)當(dāng)前目標(biāo)任務(wù)的火力資源分配方案的制定和執(zhí)行。由于來(lái)襲目標(biāo)往往是連續(xù)多批次出現(xiàn)的，傳統(tǒng)的火力資源調(diào)度模式不能達(dá)到最佳的攔截狀態(tài)。因此，在基于Prolog的任務(wù)規(guī)劃基礎(chǔ)上，引入搶占式火力資源調(diào)度思想，即當(dāng)新的優(yōu)先級(jí)更高的目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，在方案執(zhí)行時(shí)間之前，對(duì)已制定的攔截方案進(jìn)行武器釋放，生成更優(yōu)的攔截方案。通過(guò)仿真分析，驗(yàn)證了該方法的有效性和優(yōu)越性。

1 基于PROLOG的智能行動(dòng)規(guī)劃

1.1 綜合防空目標(biāo)任務(wù)的處理流程

Petri網(wǎng)[13]是一種可用圖形表示的組合模型，其不僅可以用于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，也可用于動(dòng)態(tài)行為分析。隨著Petri網(wǎng)理論及應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，近年來(lái)，Petri網(wǎng)在知識(shí)表示及推理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合艦空武器智能綜合控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，利用Petri網(wǎng)構(gòu)建了綜合防空目標(biāo)任務(wù)的處理流程。如圖1所示。圖1中的庫(kù)所及變遷含義如表1所示。

圖1 基于Petri網(wǎng)的目標(biāo)任務(wù)處理流程

庫(kù)所含義變遷含義P1來(lái)襲目標(biāo)t1發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標(biāo)P2已被發(fā)現(xiàn)并跟蹤的目標(biāo)t2威脅判斷P3等待被分配火力通道的目標(biāo)t3火力分配方案制定P4已分得火力通道的目標(biāo)t4分配方案開(kāi)始執(zhí)行P5正在被攔截的目標(biāo)t5攔截評(píng)估P6等待再次攔截的目標(biāo)t6同一火力通道進(jìn)行二次攔截t7更換火力通道進(jìn)行二次攔截

系統(tǒng)任務(wù)處理的具體行動(dòng)如下：

1) 發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標(biāo)

輸入：來(lái)襲目標(biāo)狀態(tài) (雷達(dá)探測(cè)并跟蹤)

輸出：目標(biāo)類(lèi)型、位置信息、運(yùn)動(dòng)特征、目標(biāo)攻擊意圖以及目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到已被發(fā)現(xiàn)并跟蹤的目標(biāo)狀態(tài)。

2) 威脅判斷

輸入：目標(biāo)類(lèi)型特征(目標(biāo)類(lèi)型、干擾能力量化值)、位置信息(目標(biāo)高度、目標(biāo)方位角、目標(biāo)距離)、運(yùn)動(dòng)特征(目標(biāo)徑向速度、航路捷徑)、目標(biāo)攻擊意圖量化值等。

輸出：各目標(biāo)的威脅值，并且目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到等待被分配火力通道的目標(biāo)狀態(tài)。

3) 火力分配方案制定

輸入：目標(biāo)的威脅值、目標(biāo)的類(lèi)型、目標(biāo)的位置信息、目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特征、火力資源的狀態(tài)信息、戰(zhàn)技指標(biāo)、作戰(zhàn)空域信息。

輸出：目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到已分得火力通道的目標(biāo)狀態(tài)和非分得火力通道的目標(biāo)狀態(tài)(即生成攔截方案)，將未分得火力通道的目標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到已發(fā)現(xiàn)并跟蹤的目標(biāo)狀態(tài)。

4) 分配方案開(kāi)始執(zhí)行

輸入：當(dāng)前時(shí)間(到達(dá)方案執(zhí)行時(shí)刻)

輸出：目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到正在被攔截的目標(biāo)狀態(tài)。

5) 攔截評(píng)估

輸入：當(dāng)前時(shí)間(到達(dá)目標(biāo)與導(dǎo)彈遭遇的時(shí)刻)。

輸出：目標(biāo)是否被攔截成功，若成功攔截，則該目標(biāo)任務(wù)結(jié)束；否則轉(zhuǎn)到待再次攔截目標(biāo)狀態(tài)。

6) 同一火力通道進(jìn)行二次攔截

輸入：目標(biāo)位置信息、該火力通道作戰(zhàn)空域信息(目標(biāo)處于該火力打擊范圍內(nèi))。

輸出：目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到正在被攔截的目標(biāo)狀態(tài)。

7) 更換火力通道進(jìn)行二次攔截

輸入：目標(biāo)位置信息、該火力通道作戰(zhàn)空域信息(目標(biāo)不處于該火力打擊范圍內(nèi))。

輸出：目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)到已發(fā)現(xiàn)并跟蹤的目標(biāo)狀態(tài)。

根據(jù)7個(gè)任務(wù)行動(dòng)和6個(gè)目標(biāo)任務(wù)狀態(tài)來(lái)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的獲取、表示和推理，完成不同目標(biāo)狀態(tài)下的行動(dòng)規(guī)劃，并調(diào)用相應(yīng)的行動(dòng)功能模塊進(jìn)行目標(biāo)任務(wù)處理。

1.2 基于PROLOG的智能行動(dòng)規(guī)劃

Programming in logic(Prolog)[14]是一種具有知識(shí)表達(dá)及邏輯推理能力的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其具有模式匹配、遞歸、回溯、事實(shí)庫(kù)和謂詞庫(kù)等強(qiáng)大功能，其在求解問(wèn)題時(shí)，只需描述問(wèn)題中的對(duì)象和對(duì)象關(guān)系等已知的事實(shí)和規(guī)則，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)得出結(jié)果。將其應(yīng)用到綜合防空任務(wù)行動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題上，可快速有效地推理出要執(zhí)行的下一行動(dòng)。

這里采用Prolog進(jìn)行防空目標(biāo)任務(wù)的行動(dòng)規(guī)劃，根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)信息和火力資源狀態(tài)信息，通過(guò)相應(yīng)的行動(dòng)規(guī)則以及Prolog的推理機(jī)制，對(duì)防空目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃處理，具體行動(dòng)規(guī)劃過(guò)程如下：

1) 分析綜合防空過(guò)程中需要用到的相關(guān)領(lǐng)域概念以及相互關(guān)系；

2) 定義相關(guān)域和屬性。域：string、integer、float以及boolean等；屬性包括目標(biāo)狀態(tài)、目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)位置以及火力資源狀態(tài)等屬性；

3) 采用面向?qū)ο筮M(jìn)行事實(shí)庫(kù)的構(gòu)建，包括目標(biāo)事實(shí)庫(kù)和艦船事實(shí)庫(kù)。事實(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式如表2和表3所示；

4) 采用邏輯及產(chǎn)生式規(guī)則進(jìn)行規(guī)則庫(kù)構(gòu)建，這里構(gòu)建在線任務(wù)規(guī)劃規(guī)則，如表4所示；

5) 對(duì)規(guī)則進(jìn)行語(yǔ)法和完備性檢查，并通過(guò)Prolog的深度優(yōu)先搜索進(jìn)行推理。

表2 目標(biāo)知識(shí)表示

表3 艦艇知識(shí)表示

續(xù)表3

2 火力資源調(diào)度

火力資源調(diào)度是整個(gè)在線任務(wù)規(guī)劃中最為關(guān)鍵的一個(gè)行動(dòng)。如何高效有序地進(jìn)行火力資源調(diào)度提高艦艇的生存能力是防空作戰(zhàn)過(guò)程中重要的一部分。在此采用搶占式火力資源調(diào)度方式，即，方案執(zhí)行之前，當(dāng)新的目標(biāo)任務(wù)出現(xiàn)，可對(duì)已分配好的火力資源進(jìn)行釋放，重新進(jìn)行資源分配。

搶占式調(diào)度主要原則有：

1) 威脅度優(yōu)先權(quán)原則。當(dāng)威脅度高的目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，將威脅度低的目標(biāo)任務(wù)的火力資源釋放，重新對(duì)威脅度高的目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行資源分配；

2) 飛臨時(shí)間優(yōu)先權(quán)原則。當(dāng)新出現(xiàn)的目標(biāo)飛臨時(shí)間明顯比當(dāng)前目標(biāo)短，則釋放飛臨時(shí)間長(zhǎng)的目標(biāo)任務(wù)的火力資源，并優(yōu)先對(duì)飛臨時(shí)間短的目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行火力資源分配。

3) 時(shí)間原則。搶占式調(diào)度只能在方案執(zhí)行之前進(jìn)行，一旦方案開(kāi)始執(zhí)行，則不能進(jìn)行搶占式調(diào)度，只能進(jìn)行下一階段的資源調(diào)度方案的制定。

表4 在線任務(wù)規(guī)劃規(guī)則表示

2.1 防空火力分配模型

假設(shè)某一次防空作戰(zhàn)中，m個(gè)空襲目標(biāo)編號(hào)為T(mén)j(j=1,2,…,m)，n個(gè)火力單元的編號(hào)為Fi(i=1,2,…,n)。令xij為決策變量，若第i個(gè)火力單元被分配攔截第j個(gè)目標(biāo)，則xij=1，否則xij=0；令pij為第i個(gè)火力單元對(duì)第j個(gè)目標(biāo)的毀傷概率。設(shè)Pj為所分配火力對(duì)第j個(gè)目標(biāo)的聯(lián)合毀傷概率，則：

(1)

(2)

式(2)中，tij為目標(biāo)j到火力單元i的飛臨時(shí)間。

引入預(yù)先毀傷概率閥值和飛臨時(shí)間的火力-目標(biāo)分配模型：

(3)

(4)

(5)

式(5)表示一個(gè)火力單元至多只能分配給一個(gè)目標(biāo)。

2.2 求解火力資源時(shí)間窗口

某一來(lái)襲目標(biāo)的出現(xiàn)時(shí)間為tT，離艦艇的距離為dT，并以速度vT向艦艇逼近，攔截導(dǎo)彈的飛行速度為vF，武器的最大攔截距離為dmax，最小攔截距離為dmin，對(duì)來(lái)襲目標(biāo)的鎖定耗時(shí)為tlock，準(zhǔn)備武器耗時(shí)為ta，攔截方案執(zhí)行的開(kāi)始時(shí)間為tp，攔截點(diǎn)離艦船的距離為dinter，攔截發(fā)生的時(shí)間為tinter，針對(duì)某一個(gè)來(lái)襲目標(biāo)的攔截，某一攔截方案對(duì)可重復(fù)占用/釋放武器F的時(shí)間窗口占用記為tF={nameF,[ts,te]}，其中ts表示武器實(shí)施協(xié)同攔截的開(kāi)始時(shí)間，te表示武器實(shí)施協(xié)同攔截的結(jié)束時(shí)間。

導(dǎo)彈占用時(shí)間窗口：

tfire={fire,[tp,tp+tlock+ta]}

(6)

對(duì)于中近程導(dǎo)彈需要照射器照射引導(dǎo)，計(jì)算照射器占用時(shí)間窗口：

dinter∈[dmin,dmax]

(7)

tinter=tp+tlock+ta+dinter/vT

(8)

tguidance={guidance,[tp,tinter]}

(9)

2.3 火力資源時(shí)間窗口管理

如圖2所示，表示執(zhí)行一個(gè)任務(wù)的動(dòng)作序列為{o1,o2,o3,o4}，任一行動(dòng)o的起止時(shí)間記作st(o)和et(o)。其中需要火力單元F1和F3分別執(zhí)行o2和o4，制導(dǎo)節(jié)點(diǎn)G2執(zhí)行o1和o3。

圖2 執(zhí)行目標(biāo)任務(wù)的甘特圖

為了有效調(diào)度火力資源，避免占用時(shí)間窗口上的資源調(diào)度沖突，將火力資源的時(shí)間窗口進(jìn)行以下分類(lèi)：

定義1：工作時(shí)間窗口WTW(Working time window)。表示該時(shí)間窗口內(nèi)，無(wú)人平臺(tái)被調(diào)度去執(zhí)行某一行動(dòng)。

定義2：臨時(shí)空閑時(shí)間窗口TATW(Temporarily avaible time window)。無(wú)人平臺(tái)在時(shí)間窗口處于臨時(shí)空閑狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間段將去執(zhí)行某一行動(dòng)。

定義3：持續(xù)空閑時(shí)間窗口PATW(Persisitently avaible time window)。表示無(wú)人平臺(tái)在該時(shí)間窗口內(nèi)未被分配任務(wù)行動(dòng)，處于持續(xù)空閑狀態(tài)。

以上3類(lèi)時(shí)間窗口可有效地表示各火力資源某時(shí)刻的時(shí)間窗口狀況。當(dāng)在t1時(shí)刻，各火力資源的時(shí)間窗口集合為：

當(dāng)?shù)竭_(dá)t2時(shí)刻，各火力資源沒(méi)有接受到新的執(zhí)行動(dòng)作，則各火力資源的時(shí)間窗口集合為

各火力資源在滿(mǎn)足時(shí)間約束的情況下，在其臨時(shí)和持續(xù)空閑時(shí)間窗口內(nèi)均可被調(diào)度。

2.4 火力資源調(diào)度方法設(shè)計(jì)

步驟1：按照發(fā)現(xiàn)時(shí)間上先到先服務(wù)的算法思想進(jìn)行任務(wù)排序。假設(shè)在時(shí)間tNi發(fā)現(xiàn)第i批次的目標(biāo)集合Ni。

步驟2：限定算法分配時(shí)間Δt以及各目標(biāo)的預(yù)期毀傷門(mén)限，目標(biāo)數(shù)量較少時(shí)可采用遍歷搜索算法，較多時(shí)采用智能算法(布谷鳥(niǎo)算法，由于這不是本文的研究重點(diǎn)，因此不詳細(xì)介紹)，結(jié)合式(3)，在滿(mǎn)足毀傷概率門(mén)限的條件下，優(yōu)先對(duì)威脅度高，飛臨時(shí)間短的目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行火力分配。

步驟3：選擇方案執(zhí)行時(shí)間。按照方案中飛臨時(shí)間最短的目標(biāo)任務(wù)的時(shí)間狀態(tài)，來(lái)選方案執(zhí)行時(shí)間。執(zhí)行時(shí)間的選擇范圍為[tearly,tlast]。其中，tearly為最早執(zhí)行時(shí)間，即保證導(dǎo)彈在殺傷區(qū)遠(yuǎn)界與目標(biāo)相遇的攔截方案執(zhí)行時(shí)間；tlast為最晚執(zhí)行時(shí)間，即保證導(dǎo)彈在殺傷區(qū)近界與目標(biāo)相遇的攔截方案執(zhí)行時(shí)間。

步驟4：當(dāng)出現(xiàn)新的目標(biāo)任務(wù)，比較威脅程度以及飛臨時(shí)間，要是優(yōu)先級(jí)高于已分配目標(biāo)任務(wù)，則釋放優(yōu)先級(jí)低的目標(biāo)任務(wù)的火力資源，重新對(duì)待分配目標(biāo)進(jìn)行資源調(diào)度分配。若搶占式攔截方案在原方案執(zhí)行時(shí)間之前生成，則采用重新生成的方案；否則，按原定方案執(zhí)行，新到目標(biāo)任務(wù)進(jìn)入下一輪的火力資源調(diào)度中，即返回步驟1。

步驟5：確定好攔截方案后，計(jì)算該攔截方案所需火力資源的時(shí)間占用窗口集合，更新各火力資源的時(shí)間窗口集合。返回步驟1。

綜上所述，采用Petri網(wǎng)表示火力資源調(diào)度的運(yùn)行過(guò)程，如圖3所示。

圖3 火力資源調(diào)度的運(yùn)行過(guò)程

圖3中豎杠代表規(guī)則，圓圈代表目標(biāo)任務(wù)和資源狀態(tài)。當(dāng)目標(biāo)任務(wù)和資源狀態(tài)滿(mǎn)足規(guī)則條件時(shí)，則執(zhí)行相應(yīng)規(guī)則，得到新的目標(biāo)任務(wù)和資源狀態(tài)。

3 仿真實(shí)驗(yàn)

假設(shè)某艦艇配有10個(gè)火力通道，每個(gè)火力通道擁有6枚導(dǎo)彈，各火力通道轉(zhuǎn)火時(shí)間為10 s，來(lái)襲目標(biāo)數(shù)目分別為4、8、12和16，目標(biāo)在時(shí)間區(qū)域0～10 s，0～30 s，0～50 s，0～70 s上均勻出現(xiàn)，所有目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)離艦艇50 km。仿真過(guò)程中當(dāng)時(shí)間等于目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)間，則視為目標(biāo)出現(xiàn)；當(dāng)時(shí)間等于方案執(zhí)行時(shí)間，則該方案被執(zhí)行。當(dāng)觀測(cè)到某一目標(biāo)任務(wù)攔截失敗，則將該目標(biāo)視為新目標(biāo)任務(wù)，攔截發(fā)生時(shí)間視為新目標(biāo)的出現(xiàn)時(shí)間，重新進(jìn)行方案制定；當(dāng)在方案執(zhí)行時(shí)間之前出現(xiàn)新的目標(biāo)，比較威脅度以及飛臨時(shí)間優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行搶占式資源調(diào)度。艦艇的生存概率為毀傷所有目標(biāo)任務(wù)的概率。分別采用本文的搶占式火力資源調(diào)度方法與傳統(tǒng)的先到先服務(wù)的非搶占式調(diào)度方法進(jìn)行對(duì)比仿真。4個(gè)算例的仿真結(jié)果如圖4、圖5、圖6、圖7所示。

由圖4、圖5、圖6、圖7可見(jiàn)，在目標(biāo)數(shù)量較少，火力資源相對(duì)充足的情況下，搶占式調(diào)度和非搶占式調(diào)度對(duì)艦艇生存能力影響基本相同；在目標(biāo)數(shù)量較大、目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)間平均分配區(qū)間較小、火力資源相對(duì)匱乏時(shí)，搶占式調(diào)度的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)，明顯提高了艦艇的生存概率。

圖4 來(lái)襲目標(biāo)數(shù)量為4時(shí)搶占式和非搶占式調(diào)度效果

圖5 來(lái)襲目標(biāo)數(shù)量為8時(shí)搶占式和非搶占式調(diào)度效果

圖6 來(lái)襲目標(biāo)數(shù)量為12時(shí)搶占式和非搶占式調(diào)度效果

圖7 來(lái)襲目標(biāo)數(shù)量為16時(shí)搶占式和非搶占式調(diào)度效果

4 結(jié)論

本文針對(duì)連續(xù)、多批次來(lái)襲目標(biāo)任務(wù)的艦艇綜合火力優(yōu)化分配問(wèn)題展開(kāi)研究。提出了一種基于PROLOG語(yǔ)言的智能在線任務(wù)規(guī)劃及資源調(diào)度的綜合防空火力優(yōu)化分配方法。該方法有別于傳統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)中單純的火力-目標(biāo)分配方法，本文嘗試將具備知識(shí)表示及推理能力的PROLOG智能規(guī)劃語(yǔ)言用于防空作戰(zhàn)的任務(wù)規(guī)劃中；在資源調(diào)度中通過(guò)分析細(xì)化火力資源時(shí)間窗口狀態(tài)，有效地避免資源調(diào)度中的沖突，并按照威脅度以及飛臨時(shí)間優(yōu)先權(quán)引入搶占式調(diào)度策略。通過(guò)仿真比較分析，該方法能有效地對(duì)連續(xù)、多批次目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)地?cái)r截；同時(shí)，在目標(biāo)數(shù)量相對(duì)較多以及出現(xiàn)時(shí)間較集中的情況下，搶占式調(diào)度策略的引入能相比于非搶占式調(diào)度能有效地提高艦艇地生存概率。