基于混合粒子群算法的防空裝備軟硬殺傷目標分配方法研究

摘要：在防空體系軟硬協同作戰模式中，對軟殺傷和硬殺傷裝備協同攔截進行合理高效的目標分配具有重要的意義，提出了一種基于混合粒子群算法的防空裝備軟硬殺傷目標分配方法。分析軟硬協同攔截問題對應的尋優指標，使用硬殺傷裝備射擊有利度和軟殺傷裝備壓制、頻率、角度等干擾有利度指標整合目標綜合攔截效能指標，將傳統粒子群算法與遺傳算法的優勢進行結合，采用改進的混合粒子群算法，并設計了適合軟硬裝備同時分配的編碼結構和加快算法收斂的粒子生成引導操作。仿真結果表明：在野戰固定陣地防空場景中，混合粒子群算法可快速得到目標分配最優方案，相較于傳統算法，目標綜合攔截效能明顯提升，在防空指揮控制系統中具有一定的工程應用價值。

關鍵詞：軟硬協同；防空體系；目標分配；粒子群算法；指揮控制

DOI：10.3969/j. issn. 1009-086x. 2025. 01. 011

中圖分類號：E917；TJ76 文獻標志碼：A 文章編號：1009-086X（2025）-01 -0097 -11

引用格式：劉世豪， 崔小舟， 王斐斐， 等.基于混合粒子群算法的防空裝備軟硬殺傷目標分配方法研究[J].現代防御技術，2025，53（1）：97-107.

Reference format： LIU Shihao， CUI Xiaozhou， WANG Feifei， et al. Research of Hard and Soft Killing Weapon TargetAssignment Based on Hybrid Particle Swarm Optimization[J].Modern Defence Technology，2025，53（1）：97-107.

0 引言

隨著現代戰爭形態的快速演變和無人機、巡航彈等復雜目標的出現，防空作戰面臨著前所未有的挑戰。傳統單一的硬殺傷攔截手段在面對多波次、多方向、高密度飽和攻擊時，容易出現成本高、效率低的問題。而軟殺傷手段則因其低成本、快速響應等特點，逐漸成為攔截體系的重要補充。因此軟硬殺傷裝備協同作戰成為當前防空體系研究的重要方向之一。

面向未來防空作戰中大規模、低成本空襲威脅，防空體系對抗手段有防空導彈、高炮、電抗、微波、激光等多種軟硬裝備，傳統基于簡單規則的決策方法對復雜場景適應性不強，難以快速給出全局最優的目標分配方案。開展軟硬裝備智能協同攔截方法研究，可同時對大量不同類型的軟硬裝備進行合理有效的目標分配，最大限度地發揮各個裝備的特性，從而達到作戰效能的最大化。

在指揮和控制決策研究中，首要研究問題便是裝備- 目標分配問題（weapon target assignment，WTA）［1］。裝備-目標分配問題可包括硬殺傷裝備和軟殺傷裝備。硬殺傷裝備一般是指通過碰炸或近炸方式，直接殺傷或毀損敵目標，軟殺傷裝備則是通過壓制或欺騙等技術手段，干擾和阻礙敵目標正常工作，從而削弱其作戰效能［2］。將硬殺傷和軟殺傷裝備的使用有效地結合起來，可最大限度發揮防空體系作戰綜合效能。

針對軟硬殺傷裝備協同使用的研究主要集中在艦船武器、機載系統的協同使用中。文獻［3］研究了艦艇防空場景中軟硬裝備協同決策方法，文獻［4］利用樸素貝葉斯網絡方法解算軟硬裝備應用方案中艦艇的最優位置；文獻［5-8］對軟殺傷裝備干擾無人機編隊的作戰效能及艦艇編隊中軟殺傷裝備干擾方案協同決策進行了研究。文獻［9］重點對海上防空軟硬裝備一體化協同運用進行了研究；文獻［10］建立的指控中心實現了時、頻和空三域軟硬協同動態決策運用；文獻［11］提出一種基于人主觀認知的電火協同多目標攻擊決策方法。綜上所述，在地面防空軟硬裝備協同運用方面的相關研究較少，當前主要集中在反無人機領域。

本文提出了基于混合粒子群算法的防空裝備軟硬殺傷目標分配方法，設計了軟硬分配的編碼結構，在野戰近程防空場景下，分析了不同參數變化對目標綜合攔截效能的影響，與傳統算法進行了對比，驗證了方案的有效性。

1 問題分析及建模

軟硬協同目標分配是典型的離散多變量尋優問題，問題優化是尋求每一個目標與硬殺傷/軟殺傷裝備間的對應關系；每種目標與硬殺傷/軟殺傷裝備的匹配組合即為問題的一個解。精確解法需遍歷目標與硬殺傷/軟殺傷裝備的每一種組合可能，從而尋找出目標函數最優解。隨著裝備數量和目標數量的增大，解的數量呈爆炸式增長。因此，枚舉法等傳統精確方法不可行。本文采用的改進粒子群算法可在規定的有限步驟內完成目標函數尋優，在全局范圍內找到最優解或滿足條件的局部最優解。目標分配算法的流程設計如圖1所示。