基于改進遺傳算法的聯(lián)合作戰(zhàn)火力打擊計劃優(yōu)化問題研究

劉 昊,張 策,孫 奇

(國防大學(xué)聯(lián)合作戰(zhàn)學(xué)院，河北 石家莊 050000)

在聯(lián)合作戰(zhàn)籌劃中,如何高效、科學(xué)地擬制聯(lián)合作戰(zhàn)火力打擊計劃,是戰(zhàn)場上能否在有效時間內(nèi)發(fā)揮聯(lián)合作戰(zhàn)諸軍兵種部隊作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵因素[1]。一份優(yōu)秀的聯(lián)合作戰(zhàn)火力打擊計劃,能夠使諸軍兵種部隊形成火力打擊合力,最大限度地破敵體系,同時均衡分擔(dān)各部隊任務(wù)壓力,適度留存機動彈藥,對于提升部隊整體作戰(zhàn)能力至關(guān)重要,因此聯(lián)合作戰(zhàn)火力打擊計劃的優(yōu)化問題成為軍事研究的熱點。聯(lián)合作戰(zhàn)火力打擊計劃優(yōu)化問題的核心在于解決火力分配(Weapon-Target Assignment, WTA)問題,即根據(jù)戰(zhàn)場實時感知并動態(tài)生成的兵力配置表、目標打擊表、毀傷能力表,將特定種類和數(shù)目的火力打擊部隊和火力打擊目標實施點對點分配,以實現(xiàn)火力打擊的過程[2]。聯(lián)合火力打擊計劃優(yōu)化的難點在于動態(tài)火力分配[3]的可能性眾多,優(yōu)化計算復(fù)雜度高,這是一類典型的有約束組合優(yōu)化問題，即NP-hard問題[4],僅靠傳統(tǒng)的手工匹配方法無法在給定時間內(nèi)找到最優(yōu)計劃,必須構(gòu)造新型算法縮短尋優(yōu)時間,以便在有限時間內(nèi)找到相對最優(yōu)的火力打擊計劃。

動態(tài)火力分配問題最早由Hosein等人提出[5],目前國內(nèi)外研究人員已經(jīng)探索了多種優(yōu)化方法,應(yīng)用較多的方法主要有:滾動窗口規(guī)劃方法[6]、免疫算法[7]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[8]、蟻群算法[9]、粒子群算法[10]、A*算法[11]、模擬退火算法[12]等。上述算法都有各自的理論脈絡(luò)和算法優(yōu)勢,但從總體看,各算法都存在著某一或某些方面的不足,如算法計算量大、參數(shù)調(diào)節(jié)復(fù)雜困難、尋優(yōu)效率低下、易落入局部最優(yōu)解、收斂性不強、遷移能力差等問題。……