(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111036079.X (22)申请日 2021.09.0 6 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113821973 A (43)申请公布日 2021.12.21 (73)专利权人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 石建迈　常雪凝　孙伟昌　陈超　 孙博良　刘忠　黄金才　 (74)专利代理 机构 长沙大珂知识产权代理事务 所(普通合伙) 4323 6 专利代理师 伍志祥 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06Q 10/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) 审查员 沈晴 (54)发明名称 一种多阶段武器目标分配的自适应优化方 法 (57)摘要 本发明公开了一种多阶段武器目标分配的 自适应优化方法， 包括以下步骤： 建立多阶段武 器目标分配问题的非线性混合整数规划模型； 采 用自适应大邻域搜索方法对所述的非线性混合 整数规划模 型进行求解； 根据求解获得的最优解 进行武器目标分配。 本发明针对多阶段目标打击 筹划中武器平台资源约束以及目标毁伤要求， 在 完成作战任务的前提下， 以最小武器消耗为优化 目标， 提出了一种多阶段武器目标分配方法， 设 计了一种自适应大领域搜索优化算法， 应用多样 化的领域算子和自适应学习策略， 提高了多阶段 武器目标分配问题的求 解效率。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 113821973 B 2022.09.02 CN 113821973 B 1.一种多阶段武器目标分配的自适应优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 建立多阶段武器目标分配问题的非线性混合整数规划模型； 步骤2， 采用自适应大邻域搜索方法对所述的非线性混合整数规划模型进行求 解； 步骤3， 根据求 解获得的最优解进行武器目标分配； 所述的非线性混合整数规划模型， 目标函数为： 目标函数表示 最小化整个作战过程的武器消耗总成本， 约束条件 包括 xijt≥0 and is integer.       (6) 其中， W表示武器平台类型数目， S表示武器目标分配总阶段数， N表示目标总数量， Ns表 示在阶段s需要打击的目标集合， Ci表示第i类武器的价值， pij表示第i类武器对第j个目标 的毁伤概率， mis表示第i类武器单个阶段s可用数量， mi表示第i类武器总的可用数量， Dj表 示第j个目标的毁伤要求， xijs为决策变量， 代表在s阶段用于打击目标j的i武器数量， i为武 器编号， 即第i型武器， j为目标编号， 即第j个目标， s为作战阶段编号， 即第s个阶段； 约束(2)确保分配给每个目标的武器对其造成的总体毁伤概率不小于任务规定的毁伤 要求， 约束(3)确保每个阶段 武器分配的数量不超过该类武器在该阶段的最大可用数量， 约 束(4)限定整个作战过程中武器的分配数量不超过其总体存量， 约束(5)表 示不能给某个阶 段不需要打击的目标分配武器， 约束(6)为非负整数变量约束。 2.根据权利要求1所述的一种 多阶段武器目标分配的自适应优化方法， 其特征在于， 所 述的自适应大邻域搜索方法包括以下步骤： 步骤201， 编码， 并进行 各参数初始化； 步骤202， 构造初始可 行解， 通过解码算法得到武器目标 方案， 计算目标函数值； 步骤203， 根据算子 权重采用轮 盘赌方法选择算子， 进行邻域搜索找到新的可 行解； 步骤204， 计算 新解的目标函数， 判断是否更新全局最优解 步骤205， 根据算子自适应学习策略更新各算子 权重； 步骤206， 若算法达 到中止条件输出全局最优解， 否则重复步骤20 3至步骤20 5。 3.根据权利要求2所述的一种 多阶段武器目标分配的自适应优化方法， 其特征在于， 所 述的编码为基于优先级的实数编码方案， 为所有阶段需要打击的目标统一进行赋权， 目标 的权重越大， 表示优先级越高， 再为所有阶段 可用的武器进行统一赋权；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113821973 B 2所述的解码算法为基于优先级的武器目标分配解码算法， 包括以下步骤： 步骤20201， 参数初始化、 输入目标集合、 武器集合以及武器目标的对应权重， 所有决策 变量的取值设置为0； 步骤20202， 以目标集 合是否为空作为终止条件， 进行迭代； 步骤20203， 从还未分配武器的目标集合中选择优先级最 高的目标， 记为目标k， 同时获 取目标k对应的打击阶段s， 在可用武器集合中选择对该目标毁伤概率最高的武器， 记为武 器l； 步骤20204， 步骤计算毁伤目标需要武器l的数量， 记为 检查武器l在阶段s的最大 可用数量， 记为m ′； 步骤20205， 判断可用数量m ′是否满足步骤20204计算的需要数量， 若满 足， 则将 数量 的武器l分配给 目标k， 同时将目标k移出需打击目标集合， 表明该目标已完成武器分配； 若 少于步骤20204计算的需要 数量， 则将所有剩余该类武器 分配给目标， 减少该 武器在本阶段 和总周期的可用量； 步骤20206， 判断武器l在阶段s是否已用完， 若用完， 则将其移出阶段s的可用武器集 合； 步骤20207， 判断武器l在总周期是否已用完， 若用完， 则将其移出所有阶段的可用武器 集合； 步骤20208， 从可用武器集合中选择权重最大的武器， 在打击目标集合中选择该武器毁 伤概率最高的目标， 并获取其打击阶段； 步骤20209， 重复步骤20204 ‑步骤20207， 为目标分配武器。 4.根据权利要求2所述的一种 多阶段武器目标分配的自适应优化方法， 其特征在于， 所 述的算子包括基础算子和复合算子， 其中基础算子包括目标2 ‑交换算子， 目标3 ‑交换算子， 目标翻转算子， 武器2 ‑交换算子， 武器3 ‑交换算子和武器翻转算子， 目标2 ‑交换算子是从目 标集合中随机选择两个目标， 交换其优 先级权重， 生 成新的目标优先级编 码， 目标3 ‑交换算 子是随机从目标集合中选取三个目标， 按顺序 交换三个目标的优先级权重， 生成新的目标 优先级编码， 目标翻转算子是从目标集合中， 随机选择两个目标， 将 两者之间的所有目标的 优先级权重 反向排列， 即对一个子序列编码进 行翻转， 得到新的目标优 先级编码； 武器2 ‑交 换算子是从武器集合中随机选择两个武器， 交换其优先级权重， 生成新的武器优 先级编码， 武器3‑交换算子是随机从武器集合中选取三个武器， 按顺序 交换三个武器的优先级权重， 生成新的武器优先级编码， 武器翻转算子是从武器集合中， 随机选择两个武器， 将两者之间 的所有武器的优先级权重反向排列， 即对一个子序列编码进行翻转， 得到新的武器优先级 编码； 复合算子为一个目标邻域的基础算子和任何一个武器邻域的基础算子组合成一个复 合算子， 得到同时改变武器和目标权 重的复合 算子。 5.根据权利要求2所述的一种 多阶段武器目标分配的自适应优化方法， 其特征在于， 所 述的采用轮盘赌方法选择算子由轮盘赌概率进行选择， 在搜索开始之初， 所有算子都具有 相同的权重wf， f∈{1,2, ...,15}， 在搜索过程中， 每个 算子将根据 在之前Nw次迭代中的各自 表现进行 更新， 更新 规则如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113821973 B 3