[发明专利]一种基于禁忌共识拍卖算法的无人艇拦截任务分配方法

说明书

本发明涉及一种基于禁忌共识拍卖算法的无人艇拦截任务分配方法，包括以下步骤：1)根据拦截艇和入侵艇的实时信息进行初期投标，获得初期中标列表；2)消除初期中标列表中的冲突，并更新初期中标列表为中期中标列表；3)将中期中标列表作为禁忌优化算法的初始解序列，获取最优解序列，并根据该最优解序列进行当前时间的拦截任务分配方案；4)实时获取并更新拦截艇和入侵艇的实时信息，重复步骤1)‑3)，实现动态拦截任务方案的再分配。与现有技术相比，本发明有效提高了任务分配的整体效能，缩短了无人艇集群的整体拦截时间，避免了因目标分配不合理而导致的拦截任务失败，极大提升了系统获得最优分配方案的概率。

技术领域

本发明涉及水面无人艇指挥调度领域，尤其是涉及一种基于禁忌共识拍卖算法的无人艇拦截任务分配方法。

背景技术

探索新型先进无人艇智能自主技术，建设具有国际领先水平的高效率、高可靠、快反应无人艇智能指挥系统，提升对无人艇攻防拦截对抗的时效性、精准性，意义重大。作为海上无人指挥系统中的关键环节，可靠、高效的运筹与决策决定着指挥系统性能的高低，研究无人艇拦截任务分配方法，可以为新一代无人艇智能自主协同与对抗提供一定的理论成果和技术储备。

无人舰艇是一种智能船舶，可以在复杂的情况下自主执行多项任务，而无需人工干预。与有人操纵的船舶相比，无人艇体积小，机动性强且成本相对较低，它在海上行动(如搜寻，营救，巡逻和拦截)中起着越来越重要的作用。在海上动态博弈对抗中，如何实时高效地针对侵入船只调配武力、吨位以及运动能力相近的护卫无人艇，在国际上一直是一个很有挑战性的难题。其难度在于，传统的任务分配方法难以在外界高强度对抗条件下保证分配结果最优。当敌方船只拥有规避机动能力时，传统方法很难获得较低的拦截脱靶量。

在一个典型的任务场景中，当一队甲方无人艇在区域内执行任务时，乙方船只试图闯入甲方编队，甲方为了拦截乙方船只避免其接近目标，指挥系统应根据乙方船只的类型，速度和位置分配对应的无人艇，然后无人艇出击拦截乙方船只，该系统应具有在动态攻防博弈场景中，保证拦截效能最优的能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于禁忌共识拍卖算法的无人艇拦截任务分配方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于禁忌共识拍卖算法的无人艇拦截任务分配方法，包括以下步骤：

1)根据拦截艇和入侵艇的实时信息进行初期投标，获得初期中标列表，即初期拦截艇和入侵艇对应的拦截序列；

2)根据通信记录矩阵确定能够实现相互通信的拦截艇，并进行相互通信，消除初期中标列表中的冲突，并更新初期中标列表为中期中标列表；

3)将中期中标列表作为禁忌优化算法的初始解序列，进行每回合多次交换操作后，获取最优解序列，并根据该最优解序列进行当前时间的拦截任务分配方案；

4)实时获取并更新拦截艇和入侵艇的实时信息，重复步骤1)-3)，实现动态拦截任务方案的再分配。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)当当前拦截艇i已经投标拦截入侵艇j时，计算拦截艇i初期投标方案的得分Score_ij，则有：

Score_ij＝Reward_ij-Cost_ij

其中，Reward_ij为初期投标方案的收益值，Cost_ij为初期投标方案的花费，Fu为行驶单位距离的能耗，x_i、x_j和y_i、y_j分别为拦截艇i与入侵艇j的横、纵坐标。