基于实例的舰艇编队协同作战冲突消解方法研究
无人艇编队 协同跟踪及避障方法
无人艇编队协同跟踪及避障方法无人艇技术的迅速发展，使得无人艇编队成为可能。
无人艇编队对于海洋科研、海洋资源勘探等领域具有重要意义，然而在实际应用中，无人艇编队需要具备协同跟踪及避障能力。
本文将详细介绍无人艇编队协同跟踪及避障方法，旨在为无人艇编队技术的研究和实际应用提供参考。
一、协同跟踪方法1. 系统架构设计在无人艇编队的协同跟踪中，首先需要设计合理的系统架构。
系统架构应该包括传感器、通信模块、控制算法等组成部分，保证各个无人艇之间可以进行信息交换和指挥调度。
2. 位置信息融合对于无人艇编队的协同跟踪，位置信息融合是至关重要的。
可以利用GPS、惯性导航系统、视觉传感器等多种传感器获取无人艇的位置信息，然后通过融合算法得到更为准确和可靠的位置信息，从而实现多艇协同跟踪。
3. 路径规划与控制在实际应用中，无人艇编队需要按照预定的路径进行协同跟踪。
路径规划与控制算法是无人艇编队协同跟踪的关键。
通过合理的路径规划和控制算法，可以保证无人艇之间保持合适的距离和姿态，从而实现协同跟踪的目标。
二、避障方法1. 传感器选择与布局在无人艇编队的避障过程中，传感器的选择与布局是至关重要的。
常用的避障传感器包括激光雷达、超声波传感器、红外传感器等。
通过合理选择和布局这些传感器，可以有效地感知周围环境，从而实现避障的目标。
2. 避障算法设计针对无人艇编队的避障问题，需要设计相应的避障算法。
常见的避障算法包括人工势场法、最小风险路径法等。
这些算法可以通过感知到的环境信息，计算出避障艇航行的最佳路径，避免障碍物的干扰和碰撞。
3. 避障决策与控制避障决策与控制是无人艇编队避障的关键。
通过合理的避障决策与控制策略，可以及时地对避障信息进行分析，使无人艇编队能够灵活、高效地避开障碍物，保证任务的顺利完成。
三、应用展望无人艇编队的协同跟踪及避障技术在海上资源勘探、海洋环境监测、海上搜救等领域具有广阔的应用前景。
未来，随着人工智能、大数据等技术的不断发展，无人艇编队的协同跟踪及避障技术将更加成熟，为海洋领域的科研和应用提供更为稳健和高效的支持。
基于实例的舰艇编队协同作战冲突消解方法研究
图 １ 基 于 实例 的冲 突 消 解 系统 结 构 图
Ｆ ｇ． Ｔｈ ｃ ｎ ｌｃ ｄ ｓ ｏ ａｌ ｓ ｓ ｅ ｉ １ ｅ ｏ ｆｉ ｔ ｉ ｐ ｓ ｙ ｔ ｍ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｅｄ ｎ ｓ － ｃ ｓ ｔｕ ｔ ｒ ｂ ｓ ｏ ｕ ｅ ａ ｅ
（） ２基于 人 工 智 能的 冲 突 解 决方 案 。 这 种 方 法 是 ２ 世 纪 ８ 年 代 以来 伴 随 着 人 工 智 ０ ０ 能 的 发 展 而 发 展起 来 的 。 过 智 能 推 理 技 通 术 ， 助计 算机实现冲 突的解决。 借 目前 ， 这 领 域 的 研 究 正在 开 展 ， 也取 得 了 一 定 的 成 就 。 是 由于 舰 艇 编 队 协 同 作战 中 包 含 但 多种 类 型 冲 突 ， 之 各 种 冲 突 交 织 在一 起 ， 加 使基于 人工智能的 知识推理非 常困难 ， 特 别 是 知 识 库 中 的知 识 如 何 表 达 、 种 规 则 各 如 何 提 取 都 是 人 工 智 能 领域 难以 解 决 的 问 题。 针 对 以 上 不 足 ， 文 提 出 了基 于 实 例 本 法解决 冲突的系统 。
些 知 识 无 法表 达 ， Ｕ 以 提 取 的 推 理 非 规 难 常 有 效 。 例 就 是 把 以往 作 战 或 训 练 中 的 实 各种 场 景 以及 该场 景 下 消 解 冲 突 的 方 案 以 图２ 基 于 实 例 的消 解 冲 突流 程 图
！
Ｑ：
Ｓｃｉ ｅｎｃｅ ｎｄ ａ Ｔｅｃｈ ｎｏｌ ｏｇｙ ｎｎｅｒａ ｉ Ｈｅｒ ｌ Ｉ ｔ ｏｎ ａｄ
学 术 论 坛
基 于 实 例 的舰 艇 编 队协 同作 战 冲 突 消解 方法 研 究 ①
田宇光 李 加祥 （． １ 海军大 连舰艇 学 院作战 与训练 系 辽宁 大连 １ ６ １ ； ２ 海军大 连舰艇 学院科 研部 辽宁大 连 １ Ｏ ） １ ０ ８ ． １ １ ６ ８
编队协同作战中的数据关联技术研究
台进行 数据 融合 ， 通过 它们 之 间协调 和性 能互 补 的 优 势 ， 以有 效 克 服单 个 传 感 器 、 舰 的不 确 定 性 可 单
和 局 限性 ， 提高 探测 、 是 跟踪 能力 的一 种有效 途径 。
Ｓ ｓ ｍ，Ｅ ）并 在艾森豪威 尔号航母 和黄蜂号 两栖 ｙｔ Ｃ Ｓ ， ｅ 攻击舰上进行 了 Ｃ Ｃ系统 的战术 使用 实验 ， 于实 Ｅ 用 现各平 台传 感器 和 武器 动 态分 配 组合 ， 大 限度 地 最
Ｗ ａ ｇ Ｃｈ ｎ ｕ ｎ ｕ ｙ Ｊ ｅ ｇ ｉ ｉ Ｃｈ ｎ ｘ ｎ Ｌｉ Ｌｅ
（ ｐ ｒｍ ｅ ｔｏ ａ ｕ ｔ ａ ａ ｅ ｎ ，ＤａｉｎＮａ ａ ａ ｅ ”，Ｄａｉｎ １ ６ １ ） Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｇｒ ｄ ａｅＭ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｌ ｖｌ ａ Ａｃ ｄ ｍｙ ｌ １０ ８ ａ
统 和武器 系统 以及 直 升 机 等 有 机联 系 ， 成 网 络 ， 形 允许 编 队各舰 以极 短 的延 时共 享 各 种 探 测 器 获取 的所 有数据 ， 而使 整 个 战 斗 群 能 高 度 协 同作 战 ， 从
取 代 以往各 自为 战 的 海 上 防 空作 战模 式 。该 系统 的核 心 设 备 是 协 同 作 战 处 理 器 （ ｏ ｐ ｒｔ ｅＥ － Ｃ ｏ ｅａｉ ｎ ｖ ｇ ｇ ｍｅ ｔ ｒｃ ｓｏ ， Ｅ ） 数 据 分 配 系 统 （ ｔ ａ ｅ ｎ ｏ ｅｓｒ Ｃ Ｐ 和 Ｐ Ｄａａ Ｄｉ ｒ ｕ ｉｎＳ ｓｅ Ｄ Ｓ 。Ｃ Ｐ用于处 理 由所在 ｓ ｉ ｔ ｙ ｔｍ， Ｄ ） Ｅ ｔｂ ｏ
１ 引 言
在现代 海战 中 ， 高技术 的应 用使 各种 武 器 的机 动 速度 大为提高 ， 特别是 高速 精确 制导 武器 的使用 ， 使水 面舰 艇 的预 警 时 间越来 越 短 ， 编 队 防空 系统 对
两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测及消解
第４２卷第６期２０２０年１２月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ ４２㊀Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２０文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２０）０６⁃０１２２⁃０５两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测及消解王慕鸿１，张㊀浩２，徐圣良１（１．中国人民解放军９１９７６部队，广东广州㊀５１０４３０；２．海军大连舰艇学院，辽宁大连㊀１１６０１８）摘㊀要：软硬武器协同抗击是两栖攻击舰对空自防御作战的主要手段，但必须避免两者之间出现火力冲突㊂在分析两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器协同抗击态势的基础上，建立了软硬武器火力冲突判定模型，采用基于仿真的方法检测软硬武器之间是否存在火力冲突，并分别给出了箔条冲淡干扰和质心干扰时的冲突消除方法㊂最后，通过仿真实例验证了模型的准确性和方法的可用性㊂关键词：两栖攻击舰；软硬武器；火力冲突中图分类号：Ｅ９２０；ＴＰ３９１㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２０．０６．０２２ＦｉｒｅｐｏｗｅｒＣｏｎｆｌｉｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳｏｆｔａｎｄＨａｒｄＷｅａｐｏｎｓｉｎＡｍｐｈｉｂｉｏｕｓＡｓｓａｕｌｔＳｈｉｐｔｏＡｉｒＳｅｌｆ⁃ＤｅｆｅｎｓｅＷＡＮＧＭｕ⁃ｈｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧＨａｏ２，ＸＵＳｈｅｎｇ⁃ｌｉａｎｇ１（１．ｔｈｅＵｎｉｔ９１９７６ｏｆＰＬＡ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４３０；２．ＤａｌｉａｎＮａｖａｌＡｃａｄｅｍｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０１８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｍｂａｔｏｆｓｏｆｔａｎｄｈａｒｄｗｅａｐｏｎｓｉｓｔｈｅｍａｉｎｍｅａｎｓｏｆａｍｐｈｉｂｉｏｕｓａｓｓａｕｌｔｓｈｉｐｔｏａｉｒｓｅｌｆ⁃ｄｅｆｅｎｓｅ，ｂｕｔｍｕｓｔａｖｏｉｄｆｉｒｅｐｏｗｅｒｃｏｎｆｌｉｃｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｍｂａｔ，ｔｈｅｆｉｒｅｐｏｗｅｒｃｏｎｆｌｉｃｔｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂ⁃ｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｆｉｒｅｐｏｗｅｒｃｏｎｆｌｉｃｔｂｅｔｗｅｅｎｓｏｆｔｗｅａｐｏｎｓａｎｄｈａｒｄｗｅａｐｏｎｓ，ｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｃｏｎｆｌｉｃｔｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｍｏｄｅｌａｎｄｍｅｔｈｏｄａｒｅｃｏｒｒｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｍｐｈｉｂｉｏｕｓａｓｓａｕｌｔｓｈｉｐ；ｓｏｆｔａｎｄｈａｒｄｗｅａｐｏｎｓ；ｆｉｒｅｐｏｗｅｒｃｏｎｆｌｉｃｔ收稿日期：２０２０⁃０５⁃１８修回日期：２０２０⁃０６⁃１７作者简介：王慕鸿（１９７９ ），男，江西鄱阳人，博士，工程师，研究方向为两栖作战指挥㊁战斗效能评估㊂张㊀浩（１９８１ ），男，博士，讲师㊂㊀㊀软硬武器协同抗击已成为舰艇反导作战的主要手段［１］㊂为应对空中威胁，特别是反舰导弹的威胁，两栖攻击舰通常装备有近程舰空导弹㊁近程舰炮等对空自防御硬武器㊂这些武器都需要舰载雷达的支持，可能与实施电子干扰时发射的箔条弹之间存在电磁兼容问题，从而导致无法及时拦截来袭目标㊂因此，必须准确检测自防御软硬武器之间是否存在火力冲突，并采取有效措施消除冲突，以免影响两栖攻击舰对空自防御软硬武器协同抗击效果㊂目前，对舰艇软硬武器协同反导兼容性问题以定性分析较多［２⁃５］，定量分析主要是针对特定两种软硬武器使用的兼容性［６⁃８］，对软硬武器的火力冲突只是根据一般的武器性能和战术原则消除㊂本文建立了两栖攻击舰对空自防御软硬武器火力冲突判定模型，通过基于仿真的方法检测软硬武器之间是否存在火力冲突并给出更具操作性的冲突消解策略㊂１㊀两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器协同抗击态势分析１ １㊀软硬武器协同抗击过程分析两栖攻击舰对空自防御作战中，通常使用舰空导弹㊁近程舰炮和箔条弹等软硬武器对来袭反舰导弹进行协同抗击㊂在发现反舰导弹后，立刻或根据敌空袭征候适时提前发射箔条弹实施冲淡干扰，当雷达侦察告警系统发出导弹末制导雷达告警时立即实施箔条质心干扰，并在舰载雷达跟踪目标后组织硬武器进行拦截㊂箔条弹爆炸后形成的箔条云，能对反舰导弹末制导雷达的捕选和跟踪实施干扰，但是，当反舰导弹从两个以上方向来袭时，也可能影响舰载雷达对某个方向来袭目标的探测跟踪，从而导致硬武器对该方向目标无法实施有效拦截㊂如图１所示，反舰导弹从两个方向来袭时，两栖攻击舰向周围发射箔条弹实施冲淡干扰，由于箔条云Ｊ２的 遮挡 ，舰载雷达将不能对目标Ｔ２进行有效探测，也就无法组织硬武器对其实施拦截㊂类似情况也可能发生在实施箔条质心干扰时，如图２所示㊂因此，两栖攻击舰抗击多方向来袭反舰导弹时，必须对软硬武器进行火力冲突检测及合适消解，以避免目标被箔条云遮挡而导致软硬武器火力冲突，影响软硬武器协同抗击整体效能的发挥㊂第６期指挥控制与仿真１２３㊀图１㊀箔条冲淡干扰态势图图２㊀箔条质心干扰态势图１ ２㊀来袭反舰导弹位置模型建立以两栖攻击舰几何位置中心为原点㊁正北方向为Ｙ轴㊁正东方向为Ｘ轴㊁垂直方向为Ｚ轴的舰艇坐标系，假设来袭反舰导弹作等速直线运动，运用递推法可得到任意时刻反舰导弹的位置为［６］ｘＴ（ｋ）＝ｘＴ（ｋ－１）＋ＶＴ㊃Δｔ㊃ｃｏｓ（ψＴ）㊃ｓｉｎ（ＨＴ）ｙＴ（ｋ）＝ｙＴ（ｋ－１）＋ＶＴ㊃Δｔ㊃ｃｏｓ（ψＴ）㊃ｃｏｓ（ＨＴ）ｙＴ（ｋ）＝ｙＴ（ｋ－１）＋ＶＴ㊃Δｔ㊃ｓｉｎ（ψＴ）ìîíïïïï（１）式中，ＶＴ㊁ＨＴ㊁ψＴ分别为目标航速㊁航向角和俯仰角㊂１ ３㊀舰载雷达位置模型为保证舰载武器系统稳定跟踪目标，舰艇在硬武器射击时一般不作转向机动［９］，所以，可认为两栖攻击舰射击时在水平面作匀速运动㊂自防御硬武器指示目标的警戒雷达和近程舰炮武器系统火控雷达的天线基座通常安装在两栖攻击舰艏艉中线上方，故此，其舰载雷达在舰艇坐标系中位置可表示为ｘＲ（ｔ）＝ｘＳ（ｔ）＋ｄＲ㊃ｓｉｎ（ＨＳ）ｙＲ（ｔ）＝ｙＳ（ｔ）＋ｄＲ㊃ｃｏｓ（ＨＳ）ｚＲ（ｔ）＝ｚＳ（ｔ）＋ＨＲìîíïïïï（２）式中，ｄＲ为雷达距两栖攻击舰中心的安装距离；ＨＲ为雷达距两栖攻击舰中心的安装高度；ＨＳ为两栖攻击舰航向；（ｘＳ（ｔ），ｙＳ（ｔ），ｚＳ（ｔ））为两栖攻击舰中心位置ｔ时刻的坐标，且有ｘＳ（ｔ）＝ＶＳ㊃ｔ㊃ｓｉｎ（ＨＳ）ｙＳ（ｔ）＝ＶＳ㊃ｔ㊃ｃｏｓ（ＨＳ）ｚＳＲ（ｔ）＝０ìîíïïïï（３）式中，ＶＳ为两栖攻击舰航速㊂１ ４㊀箔条云运动轨迹模型两栖攻击舰发射的箔条弹在空中飞行一段时间，到达预定位置起爆形成近似于球体的箔条云，并随时间推移不断扩散㊂箔条云在风的作用下以风速作水平漂移，在空气阻力和重力作用下近似匀速下降，其中心在舰艇坐标系中的位置可表示为ｘＪ（ｔ）＝ｘＪ（０）＋Ｖｗ㊃ｔ㊃ｓｉｎ（Ｈｗ）ｙＪ（ｔ）＝ｙＪ（０）＋Ｖｗ㊃ｔ㊃ｃｏｓ（Ｈｗ）ｚＪ（ｔ）＝ｚＪ（０）－［ｚＪ（０）㊃ｔ］／ＴＪＳìîíïïïï（４）式中，Ｈｗ为风向；Ｖｗ为真风速；ＴＪＳ为箔条云留空时间；（ｘＪ（０），ｙＪ（０），ｙＪ（０））为箔条云中心点起始位置㊂假设箔条弹以方位ＢＪ㊁仰角ＥＪ从两栖攻击舰发射，以速度ＶＪ飞行了距离ＤＪ后起爆，起爆点即为箔条云的起始位置，则箔条弹空中飞行时间和箔条云起始位置分别为：ＴＪ＝ＤＪ／ＶＪ（５）ｘＪ（０）＝ｘＳ＋ｄｆ㊃ｓｉｎ（ＨＳ）＋ＤＪ０㊃ｃｏｓ（ＥＪ０）ｃｏｓ（ＢＪ０）ｙＪ（０）＝ｙＳ＋ｄｆ㊃ｃｏｓ（ＨＳ）＋ＤＪ０㊃ｃｏｓ（ＥＪ０）ｓｉｎ（ＢＪ０）ｚＪ（０）＝ｚＳ＋Ｈｆ＋ＤＪ０㊃ｓｉｎ（ＥＪ０）ìîíïïïï（６）式中，（ｘＳ，ｙＳ，ｚＳ）为箔条弹发射时刻两栖攻击舰的位置；ｄｆ为箔条弹发射架距两栖攻击舰中心的安装距离；Ｈｆ为箔条弹发射架距两栖攻击舰中心的安装高度㊂２㊀两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测２ １㊀软硬武器火力冲突判定模型１）反舰导弹方位上被箔条云遮挡的判定如图３所示，将箔条云㊁反舰导弹和舰载雷达投影到水平面上，ＲＯ是雷达天线基座位置，ＣＨＯ和ＴＨ分别是箔条云中心点和反舰导弹在水平面的投影，øＡＲＯＢ为雷达照射到箔条云的角度范围，ＲＣ为箔条云半径㊂图３㊀反舰导弹方位被箔条云遮挡示意图由图３所示位置关系，可求得箔条云中心点投影ＣＨＯ相对雷达基座ＲＯ的水平面距离和方位为：ＤＣＲＨ（ｔ）＝［ｘＪ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）］２＋［ｙＪ（ｔ）－ｙＲ（ｔ）］２（７）１２４㊀王慕鸿，等：两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测及消解第４２卷ＢＣＲ（ｔ）＝ａｒｃｓｉｎｘＪ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＣＲＨ（ｔ）㊀㊀㊀ｘＪ（ｔ）ȡｘＲ（ｔ）ａｎｄｙＪ（ｔ）ȡｙＲ（ｔ）２π＋ａｒｃｓｉｎｘＪ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＣＲＨ（ｔ）㊀ｘＪ（ｔ）＜ｘＲ（ｔ）ａｎｄｙＪ（ｔ）ȡｙＲ（ｔ）π－ａｒｃｓｉｎｘＪ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＣＲＨ（ｔ）㊀ｙＪ（ｔ）＜ｙＲ（ｔ）ìîíïïïïïïïï（８）反舰导弹水平面投影ＴＨＯ相对雷达基座ＲＯ的距离和方位为：ＤＴＲＨ（ｔ）＝［ｘＴ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）］２＋［ｙＴ（ｔ）－ｙＲ（ｔ）］２（９）ＢＴＲ（ｔ）＝ａｒｃｓｉｎｘＴ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＴＲＨ（ｔ）㊀㊀㊀ｘＴ（ｔ）ȡｘＲ（ｔ）ａｎｄｙＴ（ｔ）ȡｙＲ（ｔ）２π＋ａｒｃｓｉｎｘＴ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＴＲＨ（ｔ）㊀ｘＴ（ｔ）＜ｘＲ（ｔ）ａｎｄｙＴ（ｔ）ȡｙＲ（ｔ）π－ａｒｃｓｉｎｘＴ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）ＤＴＲＨ（ｔ）㊀ｙＴ（ｔ）＜ｙＲ（ｔ）ìîíïïïïïïïï（１０）雷达在水平面照射到箔条云的半角为α＝ａｒｃｓｉｎＲＣＤＣＲＨ（ｔ）（１１）因此，满足以下条件时，反舰导弹在方位上被箔条云遮挡，舰载雷达将无法对其探测：ＢＣＲ（ｔ）－α＜ＢＴＲ（ｔ）＜ＢＣＲ（ｔ）＋α（１２）２）反舰导弹俯仰上被箔条云遮挡的判定将箔条云㊁反舰导弹和雷达投影到铅垂面上，如图４所示，ＣＶＯ和ＴＶ是箔条云中心点和反舰导弹在铅垂面的投影，øＥＲＯＦ为雷达在铅垂面照射到箔条云的角度范围㊂图４㊀反舰导弹俯仰上被箔条云遮挡示意图由图４所示位置关系，可求得箔条云中心点投影ＣＶＯ相对雷达基座ＲＯ在铅垂面的距离和仰角为：ＤＣＲＶ（ｔ）＝［ｘＪ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）］２＋［ｙＪ（ｔ）－ｙＲ（ｔ）］２＋［ｚＪ（ｔ）－ｚＲ（ｔ）］２（１３）ＥＣＲ（ｔ）＝ａｒｃｓｉｎｚＪ（ｔ）－ｚＲ（ｔ）ＤＣＲＶ（ｔ）（１４）反舰导弹铅垂面投影ＴＶＯ相对雷达基座ＲＯ的距离和仰角为：ＤＴＲＶ（ｔ）＝［ｘＴ（ｔ）－ｘＲ（ｔ）］２＋［ｙＴ（ｔ）－ｙＲ（ｔ）］２＋［ｚＴ（ｔ）－ｚＲ（ｔ）］２（１５）ＥＴＲ（ｔ）＝ａｒｃｓｉｎｚＴ（ｔ）－ｚＲ（ｔ）ＤＴＲＶ（ｔ）（１６）雷达照射在铅垂面到箔条云的半角为β＝ａｒｃｓｉｎＲＯＤＯＲＶ（ｔ）（１７）因此，满足以下条件，反舰导弹在俯仰上被箔条云遮挡，舰载雷达将无法对其探测：ＥＣＲ（ｔ）－β＜ＥＴＲ（ｔ）＜ＥＣＲ（ｔ）＋β（１８）２ ２㊀基于仿真的两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测流程㊀㊀由于箔条弹的干扰频率覆盖了两栖攻击舰舰载警戒雷达和近程舰炮武器系统火控雷达的工作频段，因此，反舰导弹在方位上或俯仰上进入雷达对箔条云照射区即可判定软硬武器之间将存在火力冲突㊂两栖攻击舰对空自防御作战中，可采用仿真的方法进行火力冲突检测，在完成火力分配后，以箔条弹发射时刻为仿第６期指挥控制与仿真１２５㊀真开设时刻，对软硬武器协同抗击过程进行仿真，通过冲突判定模型检测软硬武器在整个协同抗击过程中是否存在火力冲突㊂基于仿真的两栖攻击舰对空自防御这种软硬武器火力冲突检测流程如图５所示㊂图５㊀软硬武器火力冲突检测流程３㊀两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突消解３ １㊀箔条弹冲淡干扰与硬武器火力冲突消解两栖攻击舰对空自防御作战中，当箔条弹冲淡干扰与硬武器之间存在火力冲突时，可以通过调整冲淡干扰模式或箔条弹布阵位置消解冲突，步骤如下㊂１）将图１所示的前后两处箔条云相对两栖攻击舰的夹角θＣｃｄ减小ΔθＣｃｄ；２）判断新的箔条云布阵下，是否存在发射死区，若存在发射死区，则转到第１）步；若不存在发射死区，继续进行下一步；３）进行软硬武器火力冲突检测仿真，判断新的布阵下，箔条弹与各种自防御硬武器之间是否继续存在冲突，若不再存在冲突，说明冲突已被消除；若还存在冲突，重复步骤１）２）３），直到θＣｃｄ小于θＣｃｄｍｉｎ（θＣｃｄｍｉｎ为箔条冲淡干扰中前后两处箔条云相对舰艇的最小允许夹角）；４）当θＣｃｄ小于θＣｃｄｍｉｎ时，箔条冲淡干扰与硬武器之间冲突还没有消除，则采用 冲２ 模式布放箔条弹；５）当采用 冲２ 模式布放箔条弹也不能消除软硬武器火力冲突时，若箔条弹与舰空导弹冲突，则禁止实施箔条冲淡干扰；若箔条弹与近程舰炮武器系统冲突，且该方向只有一批来袭目标，则禁止实施箔条冲淡干扰；若箔条弹与近程舰炮武器系统冲突，但该方向有多批来袭目标，则禁止近程舰炮武器系统射击㊂３ ２㊀箔条弹质心干扰与硬武器火力冲突消解两栖攻击舰对空自防御作战中，当箔条弹质心干扰与硬武器之间存在火力冲突时，可通过改变箔条弹的发射舷角或调整箔条弹布阵位置消解冲突，步骤如下：１）将图２所示箔条云与反舰导弹来袭方向的夹角θＣｚｘ减小或增加ΔθＣｚｘ；２）判断新的箔条弹布阵下，是否存在发射死区，若存在发射死区，则转到第１）步；若不存在发射死区，继续进行下一步；３）进行软硬武器火力冲突检测仿真，判断新的布阵下，箔条弹与各种对空自防御硬武器之间是否继续存在冲突，若不再存在冲突，说明冲突已被消除；若还存在冲突，重复步骤１）２）３），直到θＣｚｘ小于θＣｚｘｍｉｎ（θＣｚｘｍｉｎ为箔条质心干扰中箔条云与反舰导弹来袭方向的最小允许夹角）或发射舷向改变；４）当θＣｚｘ减小到小于θＣｚｘｍｉｎ或增大到改变了发射舷向时，冲突依然没有消除，若箔条弹与舰空导弹冲突，则禁止实施箔条质心干扰；若箔条弹与近程舰炮武器系统冲突，且该方向只有一批来袭目标，则禁止实施箔条质心干扰；若箔条弹与近程舰炮武器系统冲突，但该方向有多批来袭目标，则禁止近程舰炮武器系统射击㊂４㊀仿真计算及结果分析假设两栖攻击舰参数为航向９０ʎ㊁航速１５ｋｎ，舰载警戒雷达位置（１０ｍ，０，３０ｍ），近程舰炮武器系统跟踪雷达位置（０，０，２０ｍ），箔条弹右舷发射装置位置（０，１５ｍ，１０ｍ）㊁发射扇面＋１０ʎ ＋１７０ʎ，左舷发射装置位置（０，－１５ｍ，１０ｍ）㊁发射扇面－１７０ʎ －１０ʎ，冲淡干扰发射距离１０００ｍ㊁留空时间３００ｓ，质心干扰发射距离１００ｍ㊁留空时间５０ｓ㊂交战海区风向１２０ʎ；风速３ｍ／ｓ㊂来袭目标为三批亚声速掠海飞行反舰导弹，目标状态及火力分配如表１所示㊂仿真计算的结果显示，两栖攻击舰实施冲淡干扰时，箔条弹与舰空导弹㊁近程舰炮武器系统之间存在火力冲突，将箔条弹发射角度增加６ʎ，可消除冲突；质心干扰时箔条弹与舰空导弹㊁近程舰炮武器系统之间也存在火力冲突，且调整箔条弹的发射角度无法消除冲突，根据战术原则此时需禁止实施质心干扰㊂１２６㊀王慕鸿，等：两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器火力冲突检测及消解第４２卷表１㊀来袭目标参数及火力分配方案目标批号距离／ｋｍ方位／（ʎ）航向／（ʎ）火力分配方案１００１１２１２０３００舰空导弹火力单元一㊁箔条冲淡干扰㊁箔条质心干扰１００２１２ ９１８００舰空导弹火力单元二㊁近程舰炮武器系统火力单元一１００３１３ ８２４０６０舰空导弹火力单元二㊁近程舰炮武器系统火力单元二㊀５㊀结束语本文研究了两栖攻击舰对空防御中的软硬武器火力兼容问题，提出了箔条弹冲淡干扰和质心干扰与舰载雷达探测之间的冲突判定和冲突消除的模型和流程，给出了更具可操作性的冲突消除方法，有利于提高两栖攻击舰对空自防御作战软硬武器协同抗击效能㊂参考文献：［１］㊀周智超．水面舰艇作战指挥［Ｍ］．广州：海军兵种指挥学院，２０１１．［２］㊀姜宁，黄元威，王峰．海军舰艇反导时的电磁兼容［Ｊ］．信息对抗学术，２００５，２０（３）：４８⁃４９．［３］㊀秦剑冬，邢昌风，吴玲．舰载软硬武器协同反导兼容性问题研究［Ｊ］．舰船科学技术，２０１２，３４（７）：１１４⁃１１７．［４］㊀马野，贾春．舰载防空武器系统协同使用的电磁兼容性分析［Ｊ］．现代防御技术，２００８，３６（６）：４５⁃４７．［５］㊀邹积斌，姜宁．软硬武器协同反导中的电磁兼容问题研究［Ｊ］．舰船电子工程，２０１４，３４（１０）：１４５⁃１４８．［６］㊀王慕鸿，周智超，冷画屏．红外弹与近程舰空导弹火力冲突检测及消解［Ｊ］．电光与控制，２０１６，２３（２）：３１⁃３５．［７］㊀周玺，陆勤夫，尹海，赵丰．箔条质心干扰与舰空导弹综合反导兼容性研究［Ｊ］．现代防御技术，２０１１，３９（３）：１０⁃１３．［８］㊀陈奇，马威，姜宁．箔条干扰与副炮系统战斗使用电磁兼容模型［Ｊ］．火力与指挥控制，２００７，３２（１０）：１１２⁃１１５．［９］㊀张永生，陈建华．海军战术概论［Ｍ］．广州：海军兵种指挥学院，２００４．（责任编辑：胡志强）。
基于协商的舰艇编队协同防空决策冲突消解
Conflict Resolution of Formation Cooperative Anti-air Decision Based on Negotiation
WANG Chao WANG Jiawen （Education and Research Center of Dalian Naval Academy，Dalian 116018）
Abstract Conflict is an inevitable phenomenon in the process of cooperative air defense decision-making of warship formation. Aiming at the problem of how to resolve the conflict among the sub-schemes of each warship member in the process of formulating cooperative air defense decision-making scheme of formation，a method of conflict resolution based on multi-agent negotiation is proposed. At first，this paper proposes several conceptions including schema-element，formalizes the description of conflicted problem and conflict examining. At last，the conflict resolution model of cooperative anti-air decision for surface warship formation is proposed，the realized base of the warship formation cooperative anti-air decision is established . The simulation example proves that the model could help commander of warships formation resolve conflict when actualizing formation cooperative anti-air command effectively.
基于冲突分类的事例推理冲突消解模型研究及应用
基于冲突分类的事例推理冲突消解模型研究及应用摘要协同设计的过程中不可避免的要产生冲突,然而当前的消解策略都比较单一。
本文研究的基于冲突分类的事例推理冲突消解模型可以利用多种消解策略来对冲突进行消解,并通过实例进行了验证。
关键词协同冲突;事例推理;冲突消解1 当前冲突消解技术当前协同设计中冲突用到最多的消解策略主要包括以下几种:约束松弛、知识推理、回溯和协商仲裁[1],但每种方式都有独特性。
基于知识的推理策略依赖于知识数据库,主要解决一些工程设计项目中的错误,以避免将错误的放入数据库中,影响后面设计者的继续设计,但对数据冲突问题处理薄弱。
约束松弛的方法主要采用放松对约束条件的限制来进行的。
但是有些放松条件的情况下可能完成的目标不符合要求。
回溯的处理方式是指在冲突产生后,设计程序倒退到某一设计点中,选择当时放弃的设计方式。
这种策略是在没有专业领域的消解知识经验的情况下来进行的。
因此,在冲突时所选用的回溯点会有很多,但是不能确定新的方式就不会有错误,而且不能确定哪一种是最优化的策略。
协商仲裁的方式指的是上述多种方式不能解决时,相关的设计人员还不相互让步的情况,如果解决消解问题必须进行仲裁。
2 基于冲突分类的事例推理冲突消解模型通过上面对冲突的分析和探讨,单一的方法不能够解决协同设计中出现的多种类型的冲突,所以一种集成的能够处理不同种类冲突分类的消解方法便成为需要。
本节提出了基于冲突分类的事例推理冲突消解模型,该模型主要有冲突检测模块、冲突归类模块、冲突消解模块和冲突管理数据库组成,如下图所示:1)冲突检测模块冲突检测模块的主要功能是对冲突进行捕获和登记。
冲突的捕获是依据冲突的约束规则库,当捕获冲突后,就可以把冲突信息登记在冲突登记表中。
冲突登记表在实时检测到系统中的冲突后,进行登记。
2)冲突归类模块印染图案协同设计的过程中会产生种类繁多的冲突。
冲突归档的模块主要起到对冲突进行分类的作用,分类的结果对冲突的消解是作为一个依据,冲突的顺序调节是根据冲突的关系规则推理出冲突的关系,也是冲突消解的参考。
基于协同设计的冲突检测与消解研究
型 ，使得一个领域的知识和信息难以被正确传 达给另一 一
个领 域 的专 家 。
的各种 冲突现象提供 切实 町行的冲突解决方法 ，及时有
效 地 消解 冲突 。 许多学 者 已对 此 做 ｒ 量 研 究 ， 献 大 文 ［］ ２ 中提 ｝基 于约束 网络 的 冲突 检 测 ｈ法 ， 法不 便 于 从 ｝ ｌ 此
人员 、多学科小组等多种 具有一定的信息结构及相关属 性的信息实体或功能实体 。
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制造 业信息化
基 协同 的 突 测与 解 究 于 设计 冲 检 消 研
王 科 。 王 明强
（ 苏 科 技 大 学 机 械 与 动 力 工 程 学 院 ， 苏 镇 江 ２ ２ ０ 江 江 ｌ０３
摘
要： 异地合作环境下产品协同设计需要多学科多领域专家的参与， 文中主要介绍多个协同小组共享多种资源时避
同步或异步参与设计： 作 ， ｒ 从而提高设计的质量与效率。
多 领域 协 同 设计 的 日的 是 为 ｒ 现 各领 域 、 层 次 实 各
对信息和资源的共享 ， 协调处理各种耦合 、 冲突和竞争 ，
做 到跨 领域 的协 同设计 ， 以满 足复 杂产 品 设计 的需 要 。 协 同设 计 是 多功 能 小组 参 与到 一 个 项 日的 设 计 过 程 中 ， 一 各 小组 之 间 存在 着大 量相 制 约 、Ｈ 影 响 的关 系 ， 时它 卡 同 ３ 冲 突 的分 析 协 同设 计 中的 冲突 是 指 存 多 个相 互 关联 的实 体 之 间
基于MAS舰艇编队协同防空作战决策模型研究
中图 分 类 号
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舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
总第 ２ ３ ６期 ２ ０ １ ４ 年第 ２ 期
基 于 ＭＡ Ｓ舰 艇 编 队协 同 防 空作 战 决 策模 型 研 究
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（ １ ． 海军指挥学院 摘 要
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基于实例的舰艇编队协同作战冲突消解方法研究
作者：田宇光李加祥
来源：《科技创新导报》 2012年第5期
田宇光1 李加祥2
(1.海军大连舰艇学院作战与训练系辽宁大连 116018; 2.海军大连舰艇学院科研部辽宁大连 116018)
摘要:针对舰艇编队协同作战中存在的大量冲突问题,提出了实例法冲突消解系统框架,并给出了消解流程。
通过遍历实例库中的实例,找出与目标冲突相同或相识的实例,并对其进行必要的调整,从而得到消解目标冲突的处理方案。
该方法速度快、适用面广,为消解舰艇编队协同作战中的冲突问题,提供了有价值的参考。
关键词:实例冲突消解协同作战
中图分类号:E837 文献标识码:A 文章编号:1674-
098X(2012)02(b)-0255-02
1 引言
舰艇编队协同作战包括水面舰艇、潜艇、航空兵等多兵种,涉及到防空、反潜、对海攻击、对陆攻击等多种任务,使用导弹、舰炮、鱼雷、电子战等多种武器装备,在作战过程中可能出现时域、空域、频域等方面的冲突。
有的冲突导致作战兵力、兵器之间的相互影响;有的冲突甚至可能造成毁伤己方、友方的严重后果。
信息化海战背景下,舰艇编队协同作战中的冲突具有复杂性、关联性、并发性、紧迫性等特点。
各种冲突交织在一起,仅仅依靠指挥员临机指挥来处理如此大量、复杂而又紧迫的冲突问题往往难以协调,顾此失彼。
本文提出一种基于实例的冲突消解方法来对舰艇编队协同作战中的冲突进行消解,为指挥员提供科学、合理、有效的决策支持。
2 冲突消解方法回顾
目前,解决冲突的方法大体上分为两类:
(1)基于数学模型的冲突解决方案[1]。
这种方法是建立在对策论的基础上,从建立冲突的数学模型人手,通过分析模型,然后针对模型的特点利用多目标决策、模糊理论等数学方法来解决冲突。
此种方法有两点不足:一是建立数学模型难。
由于舰艇编队协同作战涉及作战单元多、组织指挥复杂,涉及冲突类型多、关联性强,难以建立舰艇编队协同作战冲突问题数学模型模型;二是求解效率低下。
由于缺乏有效的算法,特别是问题规模比较大时运算时间成几何级上涨,需要花费大量时间,问题求解效率低下。
基于数学模型的冲突解决方法在经济领域取得了很好效果,但在军事领域,特别是对于舰艇编队协同作战中存在各种错综复杂的冲突,使用这种方法很难奏效。
(2)基于人工智能的冲突解决方案[2]。
这种方法是20世纪80年代以来伴随着人工智能的发展而发展起来的。
通过智能推理技术,借助计算机实现冲突的解决。
目前,这一领域的研究正在开展,也取得了一定的成就。
但是由于舰艇编队协同作战中包含多种类型冲突,加之各种冲突交织在一起,使基于人工智能的知识推理非常困难,特别是知识库中的知识如何表达、各种规则如何提取都是人工智能领域难以解决的问题。
针对以上不足,本文提出了基于实例法解决冲突的系统。
3 基于实例的冲突消解方法
基于实例的方法[3][4]是对人类认知过程的模仿。
基于实例的冲突消解方法支持经验本身
和场景本身的描述和记忆,而且具有很强的扩充性和自适应性,这一点对一些知识无法表达、规
则难以提取的推理非常有效。
实例就是把以往作战或训练中的各种场景以及该场景下消解冲突
的方案以脚本的形式加以保存。
每一个场景作为一个实例,实例的集合组成实例库。
当要解决一个新问题时,通过遍历实例库,搜索出与新问题最相似的一个或几个实例,通过对实例的评估、并根据需要对实例进行必要的修改来解决新问题,为舰艇编队指挥人员消解冲突提供建议和参考。
3.1 实例法解决冲突的特点
实例是对过往的实践经验的归纳与总结,通过对过去相似问题(实例)解决方法的研究,尽快
地找出当前冲突问题的解决方案。
实例法具有以下特点:
(1)普遍适用性。
在复杂系统模型难以确定的情况下,运用实例法解决冲突,可以不必拘泥于系统的模型、冲突的种类,通过搜索实例库中的相似实例,借鉴以往处理类似情形的方案,可以快速地消解交叉、复杂、半结构化(非结构化)等各种类型冲突。
(2)可完善、扩展的特性。
实例法解决问题的能力取决于实例库中领域知识的完备程度。
通过不断扩充实例库中实例的种类、数量,逐步扩展实例法所能处理问题的范围。
(3)速度快。
根据索引遍历实例库,搜索到相似的实例,可以直接使用实例对冲突进行消解或对实例稍加改动来消解目标冲突,消解时间短,速度快。
3.2 实例法解决冲突的系统组成
基于实例的冲突消解系统包括四大功能模块:搜索模块、评估模块、调整模块和实例库及管理系统。
其系统结构如图1所示。
(1)搜索模块。
实例搜索模块的功能是从实例库中查找与当前冲突相匹配的冲突实例。
在前阶段对冲突进行分析、检测的基础上,提取出相关的冲突信息,并以此作为索引遍历实例库,搜索相似的实例。
当发现存在相似实例时,提取相关实例名、实例特征描述以及相应的消解方案;如
没有搜索到相似实例,则需要将该冲突信息提交给其它冲突解决系统或编队指挥员进行决策,并
将该冲突信息以及相应的消解方案通过实例库管理系统添加到实例库中。
(2)评估模块。
由于搜索到与当前冲突相似的实例往往不止一个,而是多个。
因而需要采用
一定的方法对诸多实例进行评估,以决定选用哪一个实例更加适合。
通常采用多指标模糊评价等方法对实例加以评估,即通过分析、评价多个方案的优劣,筛选出最接近目标冲突的实例。
(3)调整模块。
如果提取出的实例完全适合消解当前冲突,则可以直接参考该实例消解冲突
的方案来消解当前冲突;如果实例的消解方案不能完全消解当前冲突,调整模块则根据作战条令、条例、作战原则、规则或在相应级别的指挥员人工干预下对实例加以修改,以消解当前冲突。
(4)实例库及管理系统。
实例库管理系统负责实例的存储与维护管理。
可以通过实例库管理系统完成添加实例、修改实例、删除实例等管理和维护功能。
3.3 基于实例的冲突消解流程
基于实例的冲突消解过程大致可以分为以下几步:
步骤1:识别目标冲突的特征,并指定索引;
步骤2:根据索引从实例库中检索相似的实例;
步骤3:修改相似实例以满足目标冲突;
步骤4:检验这个解,若满足则提交冲突消解方案并存入到实例库中。
如果实例库中没有搜索到相似的实例或搜索出的实例经过修改后仍无法达到消解当前冲突的要求是,则需要借助其它冲突消解系统或是指挥员介入来消解冲突,并将当前冲突与最后消解冲突的方案作为新实例添加到实例库中。
冲突消解流程如图2。
4 结语
舰艇编队协同作战中存在大量的冲突,这些冲突往往具有复杂性、关联性、并发性。
消解冲突的方法主要是协商、松弛约束、仲裁等方法,它们都是针对某一类冲突,目前尚缺乏有统一的冲突消解方法。
基于实例的冲突消解方法,是将目标冲突与冲突库里的冲突进行“场景”比对,提取出相同或相识的冲突解决方案并加以修改来处理目标冲突。
该方法克服了每次消解冲突之前进行的大量运算,特别是处理半结构化、非结构化等复杂的冲突。
参考文献
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