基于韧性的作战体系节点保护方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于韧性的作战体系节点保护方法、装置及电子设备，方法包括：获取作战体系中多个装备实体的属性数据，根据属性数据获取各装备实体的能力数据和位置信息；根据能力数据和位置信息构建作战网络模型，并基于作战网络模型结合时间步长评估作战体系的韧性；根据各装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，每个染色体对应一种保护力度组合构成的节点保护策略；应用遗传算法对初始种群中的染色体进行迭代操作，如果达到迭代次数，则选取最优节点保护策略，并根据最优节点保护策略对作战体系进行节点保护。本发明专利技术能够提高作战体系中的节点的保护效率，提高作战体系的韧性，保证作战体系整体可靠安全稳定。体可靠安全稳定。体可靠安全稳定。

【技术实现步骤摘要】
基于韧性的作战体系节点保护方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术属于装备系统
，具体涉及到一种基于韧性的作战体系节点保护方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]智能化作战体系是由一组节点以及节点间多样化的关系构成的网络。在实际作战过程中，装备容易受到敌方攻击、故障等多种干扰，即节点容易受到破坏。而节点的损坏会导致节点间关系失效等一系列连锁反应，甚至有时会产生级联失效，使体系存在全局崩溃的风险。因此对作战节点进行保护以提高装备的承受能力是有必要的。
[0003]随着战争形态向信息化和网络化的方向快速发展，联合作战与体系对抗成为现代战争的重要发展趋势。某些装备受到内外环境干扰，会对与之交互的其他装备产生影响，从而大幅降低作战体系的效能。但人工智能等一系列颠覆性技术的涌现，使各装备间作战更灵活，作战体系在受到攻击、毁伤或干扰后可依赖智能决策对体系自适应重组实现效能恢复。作战体系如何通过自组织自适应应对以上威胁和危机主要依赖于其韧性，即一个体系在面对内外扰动时调整其活动以保持基本作战能力的特征。韧性是衡量体系适应条件变化，承受扰动并从中迅速恢复的能力，对作战体系承受敌方破击并继续完成作战任务具有重要作用。通过节点保护提升体系韧性对于敏锐认知战场环境的不确定性、承受敌方的精确打击以及构建适应体系作战和履行使命要求的作战体系具有重要价值。
[0004]目前面向节点保护的智能化作战体系研究存在以下问题难以解决：1)军事技术的高速发展导致决策方可供选择的武器装备类型、型号越来越多，不同的装备在体系中承担的作用不同，应该选择哪些节点对其进行保护；2)在作战前用来保护节点的资源是有限的；3)实际作战过程中将所有资源致力于保护单个节点的策略是罕见的。
[0005]现有技术主要通过保护关键节点、恢复节点、添加链路和重连边的方法来提高作战体系的韧性。但是，节点的恢复存在滞后，需要派遣人力来实施恢复。边重连在强对抗环境下算法效率要求较高。而保护关键节点目前大多集中于关键节点的识别，对于关键节点如何具体保护研究较少。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于韧性的作战体系节点保护方法及装置，以解决现有的作战体系节点保护效率不高的问题。
[0007]基于上述目的，本专利技术实施例提供了一种基于韧性的作战体系节点保护方法，包括：获取作战体系中多个装备实体的属性数据，并根据所述属性数据获取各所述装备实体的能力数据和位置信息；根据各所述装备实体的所述能力数据和所述位置信息构建作战网络模型，并基于所述作战网络模型结合时间步长评估所述作战体系的韧性；根据各所述装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，每个所述染色体对应一种保护力度组合构成的节点保护策略；应用遗传算法对所述初始种群中的染色体进
行迭代操作，如果达到迭代次数，则选取最优节点保护策略，并根据所述最优节点保护策略对所述作战体系进行节点保护。
[0008]可选的，所述根据所述属性数据获取各所述装备实体的能力数据和位置信息，包括：从所述属性数据中获取各所述装备实体的所述位置信息、侦察能力指标数据、通信能力指标数据、决策能力指标数据以及打击能力指标数据，并分别进行归一化处理；对任一所述装备实体的归一化处理后的所述侦察能力指标数据、所述通信能力指标数据、所述决策能力指标数据以及所述攻击能力指标数据分别进行聚合，分别获取所述装备实体的侦察能力值、通信能力值、决策能力值以及攻击能力值。
[0009]可选的，所述根据各所述装备实体的所述能力数据和所述位置信息构建作战网络模型，包括：根据各所述装备实体的能力数据确定各所述装备实体间的交互关系；根据所述作战体系中侦察类、决策类、攻击类的所述装备实体与敌方目标实体结合所述位置信息和所述交互关系构成作战环路；所述作战体系中各所述装备实体形成的多个作战环路相互铰链形成所述作战网络模型。
[0010]可选的，所述基于所述作战网络模型结合时间步长评估所述作战体系的韧性，包括：根据所述作战网络模型中各装备实体的能力数据计算所述作战体系各时刻的作战效能，并获取所述作战效能随时间的变化曲线；计算任一时间步长内所述变化曲线的面积与初始作战效能面积的比值，得到所述任一时间段内所述作战体系的韧性。
[0011]可选的，所述根据各所述装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，包括：随机生成所述预设数量个满足成本约束的染色体，每个所述染色体为包括第一数量个表征装备实体保护力度的数字组成的序列，所述第一数量为所述作战体系中的装备实体数量；组合所述预设数量个所述染色体，构成所述初始种群。
[0012]可选的，所述随机生成所述预设数量个满足成本约束的染色体，包括：对于任一染色体，随机生成所述第一数量个表征装备实体保护力度的数字，组成序列；判断所述染色体是否满足成本约束；如果不满足，则对所述染色体进行成本约束处理；否则完成所述染色体的初始化；重复生成所述预设数量个所述染色体。
[0013]可选的，所述应用遗传算法对所述初始种群中的染色体进行迭代操作，如果达到迭代次数，则选取最优节点保护策略，包括：应用所述韧性作为适应度函数，至少使用选择、交叉和变异遗传算子对所述初始种群进行操作，获得下一代种群；对所述下一代种群的各所述染色体进行适应度计算和约束处理，并判断是否达到预设迭代次数；如果迭代次数未达到所述预设迭代次数，则所述迭代次数加1，并对所述下一代种群重复进行迭代操作，更新所述下一代种群；如果所述迭代次数已经达到所述预设迭代次数，则根据所述下一代种群选择适应性函数值最佳的所述染色体作为最优染色体，将与所述最优染色体对应的节点保护策略作为最优节点保护策略。
[0014]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提出了一种基于韧性的作战体系节点保护装置，包括：信息获取模块，用于获取作战体系中多个装备实体的属性数据，并根据所述属性数据获取各所述装备实体的能力数据和位置信息；模型构建模块，用于根据各所述装备实体的所述能力数据和所述位置信息构建作战网络模型，并基于所述作战网络模型结合时间步长评估所述作战体系的韧性；种群初始化模块，用于根据各所述装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，每个所述染色体对应一种保护力度组
合构成的节点保护策略；遗传算法迭代模块，用于应用遗传算法对所述初始种群中的染色体进行迭代操作，如果达到迭代次数，则选取最优节点保护策略，并根据所述最优节点保护策略对所述作战体系进行节点保护。
[0015]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述的方法。
[0016]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提出了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行前述的方法。
[0017]本专利技术的有益效果是：从上面所述可以看出，本专利技术实施例提供的一种基于韧性的作战体系节点保护方法及装置，方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于韧性的作战体系节点保护方法，其特征是，所述方法包括：获取作战体系中多个装备实体的属性数据，并根据所述属性数据获取各所述装备实体的能力数据和位置信息；根据各所述装备实体的所述能力数据和所述位置信息构建作战网络模型，并基于所述作战网络模型结合时间步长评估所述作战体系的韧性；根据各所述装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，每个所述染色体对应一种保护力度组合构成的节点保护策略；应用遗传算法对所述初始种群中的染色体进行迭代操作，如果达到迭代次数，则选取最优节点保护策略，并根据所述最优节点保护策略对所述作战体系进行节点保护。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据所述属性数据获取各所述装备实体的能力数据和位置信息，包括：从所述属性数据中获取各所述装备实体的所述位置信息、侦察能力指标数据、通信能力指标数据、决策能力指标数据以及打击能力指标数据，并分别进行归一化处理；对任一所述装备实体的归一化处理后的所述侦察能力指标数据、所述通信能力指标数据、所述决策能力指标数据以及所述攻击能力指标数据分别进行聚合，分别获取所述装备实体的侦察能力值、通信能力值、决策能力值以及攻击能力值。3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据各所述装备实体的所述能力数据和所述位置信息构建作战网络模型，包括：根据各所述装备实体的能力数据确定各所述装备实体间的交互关系；根据所述作战体系中侦察类、决策类、攻击类的所述装备实体与敌方目标实体结合所述位置信息和所述交互关系构成作战环路；所述作战体系中各所述装备实体形成的多个作战环路相互铰链形成所述作战网络模型。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述基于所述作战网络模型结合时间步长评估所述作战体系的韧性，包括：根据所述作战网络模型中各装备实体的能力数据计算所述作战体系各时刻的作战效能，并获取所述作战效能随时间的变化曲线；计算任一时间步长内所述变化曲线的面积与初始作战效能面积的比值，得到所述任一时间段内所述作战体系的韧性。5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据各所述装备实体的不同保护力度组合随机生成包括预设数量个染色体的初始种群，包括：随机生成所述预设数量个满足成本约束的染色体，每个所述染色体为包括第一数量个表征装备实体保护力度的数字组成的序列，所述第一数量为所述作战体系中的装备实体数量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李际超，杨克巍，姜九瑶，雷天扬，姜江，陈刚，徐雪明，齐高鑫，吴鸿乾，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：