[发明专利]一种基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法

摘要

本发明公开了一种基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法。本发明采用树形结构的分支定界法实现了对问题可行解的遍历，同时引入剪枝操作，以显著降低计算量。本发明能够将具有不同参数及优先级的雷达任务规划到雷达组网中的各个雷达单元中，同时保证各个雷达单元的负载均衡。现有的启发式雷达任务规划方法虽然也能完成雷达任务的规划，但是只能得到次优解，而且计算代价很难估计，与现有启发式方法相比，本发明得到的雷达任务规划方案总代价更低。

主权项

一种基于分支定界法的多功能组网雷达任务规划方法，其特征在于，包括下列步骤：参数设置：为每个待规划的雷达任务设置丢弃代价Cdn、权重wn、驻留时间dn、释放时间sn和雷达任务可被规划的截止时间为en，其中n为雷达任务标识符；以及每个雷达单元的时间轴长度均设置为L；雷达任务选择步骤：将所有待规划的雷达任务按照丢弃代价非增顺序进行排列得到序列S；将序列S中的每个雷达任务依次加入已选择的雷达任务集合P中，其中集合P的初始值为空；每移入一个雷达任务到集合P，则对集合P执行一次雷达任务规划处理，得到雷达任务分配方案；若当前雷达任务分配方案中，集合P中的所有雷达任务的开始执行时间不超过各自的截止时间为en，则规划成功，并继续加入下一个雷达任务到集合P中，直到序列S的最后一个雷达任务；否则规划不成功，将当前移入的雷达任务从集合P中移出，并继续加入下一个雷达任务到集合P中，直到序列S的最后一个雷达任务；其中，对集合P的雷达任务规划处理为：(1)初始化待规划雷达任务集合PT为集合P，部分雷达任务序列T为空，已丢弃的雷达任务集合DT为空，代价上界UB为：最早释放时间法得到的雷达任务规划方案的总代价；(2)将结点(T,PT,DT)加入到栈中；(3)判断栈是否为空；若是，则结束，将当前最优解T*作为雷达任务分配方案；否则执行步骤(4)；(4)将结点(T,PT,DT)置于栈顶位置；(5)判断集合PT是否为空，若是，则执行步骤(6)；否则执行步骤(8)；(6)计算第一总代价C：序列T的所有雷达任务的延迟代价之和与集合DT中的所有雷达任务的丢弃代价之和的相加得到第一总代价C；其中，雷达任务的延迟代价为Ctn＝wn(bn‑sn)，其中bn表示当前雷达任务n的开始时间；若第一总代价C小于代价上界UB，则更新代价上界UB为C，并将序列T作为最优解T*，再执行步骤(7)；若第一总代价C大于或等于代价上界UB，则直接执行步骤(7)；(7)将结点(T,PT,DT)出栈，并执行步骤(3)；(8)从集合PT中移出一个雷达任务，记为雷达任务j，并将雷达任务j添加到序列T的的末尾，构成新结点的雷达任务序列T'；将当前的集合PT作为新结点的待规划雷达任务集合PT'，将当前的集合DT作为新结点的已丢弃的雷达任务集合DT'；判断雷达任务序列T'中的雷达任务的开始时间是否为递减，若是，则执行步骤(3)；否则执行步骤(9)；(9)将集合PT'中的截止时间en超过所有雷达单元的时间轴的雷达任务移到集合DT'中，并计算第二总代价C'：序列T'的所有雷达任务的延迟代价之和与集合PT'中的所有雷达任务的丢弃代价之和的相加得到第二总代价C'；若第二总代价C'小于代价上界UB，则将结点(T',PT',DT')入栈，再执行步骤(3)；若第二总代价C'大于或等于代价上界UB，则直接执行步骤(3)。