[发明专利]一种基于作战推演的自爆式无人机集群作战兵力分配方法

说明书

本发明公开了一种基于作战推演的自爆式无人机集群作战兵力分配方法。该方法首先确定敌方作战单元的类型与数量，我方自爆式无人机的类型和最大可使用量，并根据作战单元的总数量确定方程求解时的虚拟时间步长。接着根据双方不同的作战单元攻击能力计算其对应的作战能力指数，得到需要求解的改进兰彻斯特方程。最后建立优化模型，在满足改进兰彻斯特方程约束和其他作战单元数量约束的情况下，使用粒子群算法进行优化求解，得到在完成预定作战目标和其他约束的条件下我方的最佳兵力分配方法，为实际作战决策提供依据。

技术领域

本发明涉及作战推演领域，尤其涉及一种基于作战推演的自爆式无人机集群作战兵力分配方法。

背景技术

自爆式无人机集群作战兵力分配优化是指大量携带少量炸药的小型多旋翼无人机或小型固定翼飞机组成集群依靠直接撞击炸毁敌人完成特定的对地作战任务的兵力分配优化，具体来说是确定无人机集群摧毁另一方地面单位的战果能否达到预定目标以及达到预定目标所需要的最少成本的无人机集群数量。自爆式无人机集群作战是随着小型多旋翼无人机快速发展而产生的新型作战方式，对此种作战方式的战斗预测和兵力分配影响到具体作战任务的完成程度，是作战指挥的重要依据之一，已成为目前学术界、国防领域研究的热点。

目前对作战飞机打击能力的作战推演方法相对较少，当前学界使用的主要方法包括层次分析法、系统工程理论、搜索理论和概率分析法等，但主要局限于空空对战的作战评估，对空地作战，特别是无人机空地作战的效能评估模型研究较少，对无人机的作战分析中，目前的主流研究方法均使用了代数几何的方法进行建模，该方法能够解决一定问题，但只考虑了单架无人机的情况，没有考虑协同作战的情况，不利于对真实战场进行模拟和分析。

发明内容

发明目的：针对上述无人机集群作战的场景，本发明提出一种基于作战推演的自爆式无人机集群作战兵力分配方法，通过虚拟仿真时间推进，计算我方无人机集群和敌方作战单元各自的攻击和损毁情况，并且根据粒子群算法，对敌我双方的兵力出动进行优化分析，最终在保证完成预定作战目标的情况下进行兵力分配指导，通过改变出战单元的类型和数量实现以较优的方式完成预定的作战目标。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于作战推演的自爆式无人机集群作战兵力分配方法，具体包括以下步骤：

步骤1：确定敌方的作战单元数量和作战能力，确定预定作战目标。

步骤2：确定我方所拥有的无人机型号种类、每种无人机的作战能力、最大可出动数量和每种无人机的使用成本等参数，选择适合当前作战的仿真时间步长。

步骤3：根据步骤1与2的结果，构建兰彻斯特方程，给出我方兵力初始设定值，进行方程求解，仿真得到敌我双方作战结果。

步骤4：建立优化模型，设定优化目标函数为成本最低，约束条件为步骤3得出的兰彻斯特方程和敌方作战单元损耗函数。在达到预定敌方作战单元损耗目标的情况下采用粒子群算法得到我方成本函数的最小值，输出目标结果。

步骤5：根据步骤4中最终得到的最小适应度函数值与该适应度值对应的粒子向量数值，对当前战场中我方自爆式无人机应出动的数量进行配置。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有显著优点，

(1)本发明对传统的兰彻斯特方程进行了改进，当不考虑无人机集群联合作战能力提升与其他具体要素时，即退化为经典的兰彻斯特方程，提高了兰彻斯特方程的适应性；

(2)对自爆式无人机集群这一新兴的作战方式的效用进行了建模分析，为实际作战提供了指导；

(3)采用粒子群算法对作战双方多兵种多种类型武器联合作战时的最优兵力分配进行了求解，得到了自爆式无人机集群空地作战的最优兵力分配。