[发明专利]基于对抗视角的武器装备发展规划建模与求解方法

权利要求书

1.一种基于对抗视角的武器装备发展规划建模与求解方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、基于作战环理论构建武器装备体系网络描述模型；

(1)设定作战场景，输入作战场景下红方参与到作战过程中的武器装备，蓝方参与到作战过程中的武器装备；

设定武器装备的身份标示，包括红方武器装备的身份标示和蓝方武器装备的身份标示，所述武器装备的身份标示用于区分该武器装备属于红方还是蓝方，如果该武器装备属于红方则该武器装备具有红方武器装备的身份标示；如果该武器装备属于蓝方则该武器装备具有蓝方武器装备的身份标示；

将所有参与到作战过程中的武器装备按照侦察、指控和打击分类；

(2)将参与作战的所有武器装备抽象为元功能节点，对抗红蓝双方的所有元功能节点建模描述；

(3)将参与作战的所有武器装备之间的配合关系抽象为作战网络中的功能边，对抗红蓝双方的所有功能边建模描述；

步骤二、面向体系威胁的武器装备体系动态博弈建模与求解：

(1)确定评估体系威胁所涉及的威胁向量，并进行规范化处理；

对于定性的威胁指标采用专家打分法或定性等级量化表来归一化处理，定性的威胁指标包括有效侦察率DetectRate，关键情报获取率HavestRate以及有效覆盖率CoverRate；

定量威胁指标包括：元侦察功能节点的侦察范围S_Radius，元侦察功能节点的目标识别精度Accuracy，信息处置效率Efficiency，网络通信效率Community，指控决策时间Dlay，作战覆盖半径I_Radius，命中精度Accuricy，弹药数量RPG以及机动速度Mobility；对于定量的威胁指标，将其分为效益型、成本型两类，效益型威胁指标记作d_{quantitative_benefit}，成本型威胁指标记作d_{quantitative_cost}，它们所包含的指标集合如下所示：

d_{quantitative_benefit}＝S_Radius,I_Radius,Accuricy,RPG,Mobility

d_{quantitative_cost}＝Accuracy,Efficiency,Community,Dlay

将效益型指标标准化，适用于评分值与指标实际值成比例增长的情况，其函数形式如下式所示：

其中，I为效益类指标所要规范化处理的效益型威胁指标原始值，来自各类武器装备对应的性能参数值，I_max和I_min是国际上当前类武器装备对应的威胁指标的最大和最小取值，对于效益型指标，I的取值达到I_max则评分值为1；I小于I_min即认为某项装备功能节点在对应的威胁指标上的威胁可忽略不计，评分为0；

将成本型指标标准化，适用于评分值与指标实际值成比例减少的情况，其函数形式如下式所示：

L为成本类指标所要规范化处理的成本型威胁指标原始值，来自各类武器装备对应的性能参数值，L_max和L_min是国际上当前类武器装备对应的威胁指标的最大和最小取值，对于成本型指标，L的取值达到L_min则评分值为1；L大于L_max即认为某项装备功能节点在对应的威胁指标上的威胁可忽略不计，评分为0；

(2)计算威胁指标在双方武器装备发展博弈过程中的削弱；

在红蓝双方武器装备体系动态博弈模型引入威胁削弱系数μ_ij(s)来体现多种打击手段对降低对手装备体系威胁的效果，通过下式定义某项武器的威胁削弱系数与装备配合回路数量的关系：

其中，α_n表示红蓝双方武器装备体系中的装备功能节点n的威胁削弱难度，0＜α_n＜1，α_n越大表示该武器装备的打击反制难度越大，即需要多种打击手段才能降低其威胁；在策略s下覆盖对方装备功能节点n的闭合回路数目用表示；当某方在策略s下不存在覆盖对方装备功能节点n的闭合回路，即则该装备功能节点n的威胁不被削弱；

(3)计算威胁随博弈进程的累积与反制策略选择

在整个装备规划博弈阶段，红方武器装备体系对蓝方武器装备体系的总体威胁，

其中D_R→B(s)为红方武器装备体系在蓝方采取策略s的条件下，对蓝方造成的总体威胁；ω_j为第j类威胁指标在体系总体威胁中的权重，在此设为1/3，即认为三类威胁指标同等重要；d_j为红方武器装备体系第j类功能性节点威胁向量的综合打分值；μ_ijⁿ(s)是红方作战网络中的装备功能节点n的第j类功能性节点的第i个威胁指标在蓝方采取策略s条件下的威胁削弱系数；是红方作战网络中的节点n的第j类功能性节点的第i个威胁指标的原始打分值；t是时间变量，表示敌方装备体系威胁在时间上的累积区间；N为红方作战网络中的节点数目；W为需要累积的威胁指标个数；

在整个装备规划博弈阶段，蓝方武器装备体系对红方武器装备体系的总体威胁，

其中D_B→R(s′)为蓝方武器装备体系在红方采取策略s′的条件下，对红方造成的总体威胁；ω_j′为第j类威胁指标在体系总体威胁中的权重，在此设为1/3，即认为三类威胁指标同等重要；d_j′为蓝方武器装备体系第j类功能性节点威胁向量的综合打分值；是蓝方作战网络中的装备功能节点m的第j类功能性节点的第i个威胁指标在红方采取策略s′条件下的威胁削弱系数；是蓝方作战网络中的节点m的第j类功能性节点的第i个威胁指标的原始打分值；t′是时间变量，表示敌方装备体系威胁在时间上的累积区间；M为蓝方作战网络中的节点数目；R为需要累积的威胁指标个数；

在红蓝双方武器装备体系动态博弈模型中，参与武器装备体系对抗的红蓝双方都以将对方武器装备体系威胁降到最低为优化目标；因此，定义红蓝双方的赢得函数分别为

其中D_B→R表示蓝方武器装备体系对红方武器装备体系造成的体系威胁；D_R→D表示红方武器装备体系对蓝方武器装备体系造成的体系威胁；

(4)分析经费与研制周期约束；

(5)采用协同进化算法求解装备发展规划方案；

(6)对装备发展规划方案排序，形成Pareto前沿。