武器装备体系效能快速优化方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种武器装备体系效能快速优化方法、系统及介质，包括：设计空间生成步骤：获取待优化的，武器装备体系的组成、任务及想定，根据获得的组成、任务及想定，获得效能影响因素及效能影响因素的取值范围；效能影响因素筛选步骤；判断获得效能影响因素，判断效能影响因素的数量是否大于预设阈值：若是，则进行效能影响因素筛选；否则，则不进行效能影响因素筛选；效能优化步骤：根据武器装备体系仿真系统的仿真周期选择优化方法，根据选择的优化方法进行优化，输出优化方案及优化结果。本发明专利技术所述方案所提供的基于快速优化方法，利用元模型技术替代仿真模型，对优化结果利用仿真模型验证，在提高优化效率的同时，保证了优化的精度。

Fast optimization methods, systems and media of weapon system effectiveness

The invention provides a rapid optimization method, system and medium for the effectiveness of a weapon equipment system, including: design space generation steps: acquiring the components, tasks and scenarios of the weapon equipment system to be optimized, obtaining the range of the factors affecting the effectiveness and the factors affecting the effectiveness according to the composition, tasks and scenarios obtained, screening steps of the factors affecting the effectiveness, and judging the effectiveness obtained. Determine whether the number of factors affecting effectiveness is larger than the preset threshold: if so, screen the factors affecting effectiveness; otherwise, screen the factors affecting effectiveness; efficiency optimization steps: select optimization methods according to the simulation cycle of weapon and equipment system simulation system, optimize according to the selected optimization methods, output optimization programs and optimization results. Based on the fast optimization method, the meta-model technology is used to replace the simulation model, and the simulation model is used to validate the optimization results, which improves the optimization efficiency and ensures the optimization accuracy.

【技术实现步骤摘要】
武器装备体系效能快速优化方法、系统及介质
本专利技术涉及，具体地，涉及武器装备体系效能快速优化方法、系统及介质。
技术介绍
现代战争是双方武器装备体系的对抗，武器装备体系作为对抗双方的焦点所在，直接决定着战争的胜负。武器装备体系的优劣可由武器装备体系效能进行评判，而通过对武器装备体系效能的优化可提高武器装备体系的作战能力。武器装备体系是一个复杂的“系统的系统”，各系统独立运行，但又相互依存关联，各种因素共同作用形成涌现，影响体系整体的作战能力，呈现出复杂系统的一般特性，即非线性、开放性、动态性、多样性、涌现性、自适应性、自组织性等，这给武器装备体系效能的优化带来极大困难。目前的武器装备体系效能优化方法可分为解析方法和仿真方法两类：解析方法属于静态优化方法，该方法利用体系设计指标与体系效能评价结果之间的解析模型进行优化求解，该方法建立的解析模型难以描述武器装备体系的复杂特征；仿真法是指以计算机模型为实验手段，通过构建逼真的仿真模型替代武器装备体系进行仿真试验，根据仿真结果进行优化求解。仿真方法具有可信度高、针对性强、可重复等优点，因此在武器装备体系效能优化中得到了广泛应用。武器装备体系的复杂度给武器装备体系效能优化问题的求解带来了较大的困难和计算消耗，每次优化迭代均需运行仿真系统，仿真计算消耗过于巨大甚至会导致优化的不可行。元模型(Metamodel)作为仿真模型的一种简化的代理模型(Surrogatemodel)，通过拟合仿真模型的输入输出数据，得到近似、简化的数学模型。利用元模型进行仿真试验，可以在保证精度的同时，大大缩减计算开销，提高仿真效率。本专利技术提出一种武器装备体系效能快速优化方法，在“基于仿真的武器装备体系效能评估”研究框架下，结合元模型理论，构建基于武器装备体系效能评估元模型的快速优化模型，实现武器装备体系效能的快速优化。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种武器装备体系效能快速优化方法、系统及介质。根据本专利技术提供的一种武器装备体系效能快速优化方法，包括：设计空间生成步骤：获取待优化的，武器装备体系的组成、任务及想定，根据获得的组成、任务及想定，获得效能影响因素及效能影响因素的取值范围；效能影响因素筛选步骤；判断获得效能影响因素，判断效能影响因素的数量是否大于预设阈值：若是，则进行效能影响因素筛选；否则，则不进行效能影响因素筛选；效能优化步骤：根据武器装备体系仿真系统的仿真周期选择优化方法，根据选择的优化方法进行优化，输出优化方案及优化结果。优选地，所述设计空间生成步骤，所述效能影响因素包括以下任一种或任多种：武器装备体系中各武器系统的战技指标、武器装备部署位置、武器装备编配方案；通过以下公式表示效能影响因素：x＝(x1,x2,…,xn)T∈Rn其中，x表示所有效能影响因素；Rn表示n维实向量空间，n为效能影响因素数量。优选地，所述效能影响因素筛选步骤：数量阈值确定步骤：确定效能影响因素数量阈值Num；筛选判断步骤：判断效能影响因素数量n是否大于预设阈值Num：若n小于或等于Num，则不进行筛选，进入效能优化步骤继续执行；若n大于Num，则采用灵敏度分析方法对效能影响因素进行筛选，获得筛选后的效能影响因素，进入效能优化步骤继续执行；通过以下公式表示筛选后的效能影响因素：x′＝(x′1,x′2,…,x′m)T∈Rm其中，x′表示所有筛选后的效能影响因素；Rm表示m维实向量空间，m为效能影响因素数量。优选地，所述效能优化步骤：时间阈值确定步骤：确定武器装备体系仿真系统运行时间阈值Tmax；优化方法选择步骤：判断武器装备体系仿真系统运行时间T是否大于Tmax：若T大于Tmax，则进入基于元模型优化步骤继续执行，输出优化方案及优化结果；若T小于或等于Tmax，则直接基于仿真系统进行优化，输出优化方案及优化结果。优选地，所述基于元模型优化步骤：样本及模型获取步骤：对仿真模型进行试验设计，计算体系贡献度，获取试验样本，将试验样本分为训练样本和测试样本，根据模型特点选取合适的元模型；元模型构造步骤：根据获得的训练样本及选取的元模型，基于训练样本构造满足拟合精度的元模型，利用测试样本检验元模型的预测精度，判断预测精度是否满足预设要求：若满足要求，则获得构造的元模型构，进入代替优化步骤继续执行；否则，进入样本及模型重选步骤继续执行：样本及模型重选步骤：重新选取元模型或者增加训练样本，返回元模型构造步骤继续执行；代替优化步骤：根据获得的构造的元模型，选取优化算法，基于构造的元模型进行优化，获得优化方案，将得到的优化方案代入仿真模型，判断元模型的优化结果和仿真模型的仿真结果是否满足精度要求：若是，则认为优化结果可信，输出优化方案及优化结果；否则，则返回代替优化步骤继续执行，重新选取优化算法；所述精度要求指元模型的优化结果与仿真模型的仿真结果之间的相对误差，若相对误差小于1×10-3则满足精度要求。根据本专利技术提供的一种武器装备体系效能快速优化系统，包括：设计空间生成模块：获取待优化的，武器装备体系的组成、任务及想定，根据获得的组成、任务及想定，获得效能影响因素及效能影响因素的取值范围；效能影响因素筛选模块；判断获得效能影响因素，判断效能影响因素的数量是否大于预设阈值：若是，则进行效能影响因素筛选；否则，则不进行效能影响因素筛选；效能优化模块：根据武器装备体系仿真系统的仿真周期选择优化方法，根据选择的优化系统进行优化，输出优化方案及优化结果。优选地，所述设计空间生成模块，所述效能影响因素包括以下任一种或任多种：武器装备体系中各武器系统的战技指标、武器装备部署位置、武器装备编配方案；通过以下公式表示效能影响因素：x＝(x1，x2，…，xn)T∈Rn其中，x表示所有效能影响因素；Rn表示n维实向量空间，n为效能影响因素数量。优选地，所述效能影响因素筛选模块：数量阈值确定模块：确定效能影响因素数量阈值Num；筛选判断模块：判断效能影响因素数量n是否大于预设阈值Num：若n小于或等于Num，则不进行筛选，调用效能优化模块；若n大于Num，则采用灵敏度分析方法对效能影响因素进行筛选，获得筛选后的效能影响因素，调用效能优化模块；通过以下公式表示筛选后的效能影响因素：x′＝(x′1，x′2，…，x′m)T∈Rm其中，x′表示所有筛选后的效能影响因素；Rm表示m维实向量空间，m为效能影响因素数量。优选地，所述效能优化模块：时间阈值确定模块：确定武器装备体系仿真系统运行时间阈值Tmax；优化方法选择模块：判断武器装备体系仿真系统运行时间T是否大于Tmax：若T大于Tmax，则调用基于元模型优化模块，输出优化方案及优化结果；若T小于或等于Tmax，则直接基于仿真系统进行优化，输出优化方案及优化结果。所述基于元模型优化模块：样本及模型获取模块：对仿真模型进行试验设计，计算体系贡献度，获取试验样本，将试验样本分为训练样本和测试样本，根据模型特点选取合适的元模型；元模型构造模块：根据获得的训练样本及选取的元模型，基于训练样本构造满足拟合精度的元模型，利用测试样本检验元模型的预测精度，判断预测精度是否满足预设要求：若满足要求，则获得构造的元模型构，调用代替优化模块；否则，调用样本及模型重选模块：样本及模型重选模块：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，包括：设计空间生成步骤：获取待优化的，武器装备体系的组成、任务及想定，根据获得的组成、任务及想定，获得效能影响因素及效能影响因素的取值范围；效能影响因素筛选步骤；判断获得效能影响因素，判断效能影响因素的数量是否大于预设阈值：若是，则进行效能影响因素筛选；否则，则不进行效能影响因素筛选；效能优化步骤：根据武器装备体系仿真系统的仿真周期选择优化方法，根据选择的优化方法进行优化，输出优化方案及优化结果。

【技术特征摘要】
1.一种武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，包括：设计空间生成步骤：获取待优化的，武器装备体系的组成、任务及想定，根据获得的组成、任务及想定，获得效能影响因素及效能影响因素的取值范围；效能影响因素筛选步骤；判断获得效能影响因素，判断效能影响因素的数量是否大于预设阈值：若是，则进行效能影响因素筛选；否则，则不进行效能影响因素筛选；效能优化步骤：根据武器装备体系仿真系统的仿真周期选择优化方法，根据选择的优化方法进行优化，输出优化方案及优化结果。2.根据权利要求1所述的武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，所述设计空间生成步骤，所述效能影响因素包括以下任一种或任多种：武器装备体系中各武器系统的战技指标、武器装备部署位置、武器装备编配方案；通过以下公式表示效能影响因素：x＝(x1，x2，…,xn)T∈Rn其中，x表示所有效能影响因素；Rn表示n维实向量空间，n为效能影响因素数量。3.根据权利要求2所述的武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，所述效能影响因素筛选步骤：数量阈值确定步骤：确定效能影响因素数量阈值Num；筛选判断步骤：判断效能影响因素数量n是否大于预设阈值Num：若n小于或等于Num，则不进行筛选，进入效能优化步骤继续执行；若n大于Num，则采用灵敏度分析方法对效能影响因素进行筛选，获得筛选后的效能影响因素，进入效能优化步骤继续执行；通过以下公式表示筛选后的效能影响因素：x′＝(x′1，x′2,…，x′m)T∈Rm其中，x′表示所有筛选后的效能影响因素；Rm表示m维实向量空间，m为效能影响因素数量。4.根据权利要求3所述的武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，所述效能优化步骤：时间阈值确定步骤：确定武器装备体系仿真系统运行时间阈值Tmax；优化方法选择步骤：判断武器装备体系仿真系统运行时间T是否大于Tmax：若T大于Tmax，则进入基于元模型优化步骤继续执行，输出优化方案及优化结果；若T小于或等于Tmax，则直接基于仿真系统进行优化，输出优化方案及优化结果。5.根据权利要求4所述的武器装备体系效能快速优化方法，其特征在于，所述基于元模型优化步骤：样本及模型获取步骤：对仿真模型进行试验设计，计算体系贡献度，获取试验样本，将试验样本分为训练样本和测试样本，根据模型特点选取合适的元模型；元模型构造步骤：根据获得的训练样本及选取的元模型，基于训练样本构造满足拟合精度的元模型，利用测试样本检验元模型的预测精度，判断预测精度是否满足预设要求：若满足要求，则获得构造的元模型构，进入代替优化步骤继续执行；否则，进入样本及模型重选步骤继续执行：样本及模型重选步骤：重新选取元模型或者增加训练样本，返回元模型构造步骤继续执行；代替优化步骤：根据获得的构造的元模型，选取优化算法，基于构造的元模型进行优化，获得优化方案，将得到的优化方案代入仿真模型，判断元模型的优化结果和仿真模型的仿真结果是否满足精度要求：若是，则认为优化结果可信，输出优化方案及优化结果；否则，则返回代替优化步骤继续执行，重新选取优化算法；所述精度要求指元模型的优化结果与仿真模型的仿真结果之间的相对误差，若相对误差小于1×10-3则满足精度要求。6.一种武器装备...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓超，陆志沣，赖鹏，余海鸣，周金鹏，陈伟，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31