一種防空體系作戰的目標分配設計

汪正東 李棟花

摘 要：在防空武器裝備體系化作戰中，目標分配是防空體系化作戰的核心。本文采用基于優化排序的螞蟻策略的蟻群算法，同時，將目標分配中的目標航路捷徑引入到蟻群算法中，提高了蟻群算法的計算效率，解決防空體系化作戰中目標分配的問題。

關鍵詞：防空體系化作戰；目標分配；蟻群算法

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

1 引言

隨著現代高新技術的飛速發展，現代空襲達到了很高的空襲效能，空襲作戰已實現了體系化、信息化和網絡化[1]。因此，防空武器裝備也應該體系化以應對空襲體系化，其中，目標分配是關鍵技術，直接影響防空作戰效果。目標分配，需要根據目標的飛行特性和各個防空武器系統對目標的攔截效益進行目標分配，用最適合的武器裝備對目標進行攔截，以達到防空體系的最大作戰效能，以確保保衛目標的安全[2]。本文利用蟻群算法設計目標分配模型算法，解決防空體系化作戰中的目標分配問題。

2 蟻群算法求解目標分配的算法設計

2.1 蟻群計算網絡構造

根據蟻群算法解決TSP問題的思路，構造蟻群網絡，螞蟻通過攔截目標效益在m個火力單元上周游遍歷實現蟻群算法。

m個火力單元分別為：組成蟻群網絡，如圖1，每個火力單元的火力通道數分別為，其中；n個目標分別為。圖中實線表示螞蟻行走路徑，為目標分配的一個可行解。

在進行蟻群算法時，當目標數小于火力單元通道數即，其中，那么補充虛擬目標進行計算，虛擬目標的射擊效益為定值C（），射擊效率；當目標分配問題中目標數大于所有火力單元通道數時，根據實際作戰需要，選擇威脅程度最大的個目標進行目標分配。

2.2 轉移概率

在計算中，螞蟻k根據各個火力單元的信息素量選擇下一個火力單元。螞蟻k所使用的狀態轉移規則被稱之為隨機比例規則，表示該火力單元上的螞蟻k選擇目標的概率。在t時刻，螞蟻k在火力單元選擇目標的轉移概率如式（1）所示：

此處：為所有目標的集合；為禁忌表；為目標對火力單元的航路捷徑大于等于火力單元的殺傷區遠界的目標集合；記錄了螞蟻當前走過的火力單元。

當所有個目標編號加入螞蟻便完成了一次周游，此時其走過的路徑便是目標分配問題的一個可行解。

2.3 基于優化排序的螞蟻系統的信息素更新

在計算過程中，為了解決此問搜索不會集中在最優解附近的問題，提高對更優解的進一步搜索，信息素更新采用基于優化排序的螞蟻系統，選擇防空目標分配射擊效率高的只螞蟻，按照排名的位次進行加權額外增加信息素量，見公式（4）。

3 結論

本文針對防空體系化作戰中的目標分配問題，運用蟻群計算網絡構造，采用基于優化排序的螞蟻策略的蟻群算法，同時，將目標分配中的目標航路捷徑引入到蟻群算法中，提高了蟻群算法的計算效率，解決防空體系化作戰中目標分配的問題。蟻群算法本質上是一種并行的算法，同時也是一種正反饋算法，可以很快收斂，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]張東洋，周延延，李小兵.國外防空導彈網絡化作戰系統分析[J]. 飛航導彈，2012（02）：39-41.

[2]姚躍亭，趙建軍，楊利斌，王毅.發射與制導分離的編隊協同防空目標分配決策[J].現代防御技術，2013（01）：87-93.

[3]趙春明，何清華，劉博，李堅.遺傳算法在防空導彈火力優化分配中的應用[J].現代防御技術，2007（01）：59-61.

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