一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及武器装备组合技术领域，尤其涉及一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质，包括：构建武器装备组合优化模型，武器装备组合优化模型的约束条件包括武器装备系统价值递增性约束；利用元组合算法和类间组合算法，构建武器装备组合优化模型的装备组合求解算法；通过装备组合求解算法对武器装备组合优化模型进行求解，输出最优武器装备组合方案集合。本发明专利技术通过装备分类、元组合算法和类间组合算法，在武器装备系统价值递增性约束下求解得到最终武器装备组合方案集合，解决了传统装备组合构建方法难以满足复杂多变的场景，无法有效平衡可解释性和计算复杂度的问题，有效降低了武器装备组合方案的复杂性，具有较强的可解释性。有较强的可解释性。有较强的可解释性。

【技术实现步骤摘要】
一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及武器装备组合
，尤其涉及一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]目前，在对装备组合构建的研究中，可以分成以下三种：
[0003]第一种：当问题规模较小时，可以通过遍历的方式构造装备组合，通过成本约束获得可行解集，再进一步分析，其中，遍历构建的方式是指，对所有待组合元素进行排列组合，将所有的组合方案都构建出来，以遍历方式构建装备组合是一种直观的形式，能保证所有方案都存在。
[0004]第二种：通过战争研究理论构建出满足作战要求的装备组合，再根据选择准则进行寻优；其中，从作战研究所延伸出的装备组合构建，主要以作战环理论为代表，一个完整的作战体系必然由多个作战环所构成，因此，可以通过作战环理论建立装备组合，作战环理论是指己方作战体系需包含侦察预警装备、指挥控制装备、打击行动类装备三种类型的武器系统；通过对备选装备进行分类，逐一遍历搜索，获得不同类型的所有组合方案，接着在不同类型之间进行二次组合，获得最终的装备体系方案；基于作战环的装备方案构建，是遍历方法的一种更为具体的形式。
[0005]第三种：是在给定的目标函数与约束下，通过优化算法生成相应的非支配解集作为可行方案；其中，运用优化算法的方案，是将组合构建问题转换为一个优化问题，由于组合分析问题可能存在非线性的目标函数或者约束，因此通常使用智能优化算法，在约束所购成的可行域中进行计算搜索，找到一个最优解；组合分析问题一般为0/>‑
1规划问题，因此通常采用可编码的智能优化算法；智能优化算法的基本原理是：根据方案的个数确定解空间的维度，人为设定好算法的迭代次数，具体为：首先，构造n个不同的编码，产生初始编码集合；其次，根据使用算法的不同，运用相应的随机机制对编码进行变换，生成新的编码集合，对比前后编码集合中的结果，从其中选择n个较好的编码构成新的编码集合；将上述内容重复进行，直至迭代结束，在得到的最终编码集合选择出合适的解。
[0006]综上，装备组合构建方法可以看成是两类方法：
[0007]第一类是全维组合构建算法，这类算法结果虽然具有较好的解释性，但计算复杂度很高，为O(2)，因此在实际运用中，当遇到大规模方案构建时，其时间成本太大，甚至在有效时间内无法获得解。
[0008]第二类是智能优化算法，这类算法虽然有较快的收敛速度，但是其结果可解释性差，智能优化算法构造方案是遵从某一随机机制，不断生成好的解直至达到迭代数阈值，由于过程是随机的，因此结果不可重复，也无法证明最终能得到最优方案解，同时，构造过程依赖于约束条件，当约束条件较为复杂时，未必能搜出有效的结果，基于以上原因，决策者不能完全信任算法的结果。
[0009]因此，传统装备组合构建方法难以满足复杂多变的场景，无法有效平衡可解释性
和计算复杂度。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质，解决的技术问题是，传统装备组合构建方法难以满足复杂多变的场景，无法有效平衡可解释性和计算复杂度。
[0011]为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种可解释的装备组合快速构建方法、系统、设备及介质。
[0012]第一方面，本专利技术提供了一种可解释的装备组合快速构建方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]构建武器装备组合优化模型，所述武器装备组合优化模型的约束条件包括武器装备系统价值递增性约束；
[0014]利用元组合算法和类间组合算法，构建武器装备组合优化模型的装备组合求解算法；
[0015]通过所述装备组合求解算法对所述武器装备组合优化模型进行求解，输出最优武器装备组合方案集合。
[0016]在进一步的实施方案中，所述武器装备组合优化模型，具体为：
[0017][0018][0019][0020][0021]式中，表示最优武器装备组合方案p
*
的组合评价值；p
*
表示最优武器装备组合方案；θ表示所有的武器装备组合方案集合；Ω表示待求解的武器装备组合方案集合；p表示所有的武器装备组合方案集合θ中的武器装备组合方案p；V
p
表示武器装备组合方案p的组合评价值；s
i
表示某一武器装备组合方案中的第i个武器装备；表示武器装备s
i
的评价值；
[0022]所述武器装备系统价值递增性约束包括：对于两个同类的武器装备s
i
、s
′
i
，当满足时，武器装备组合方案的组合评价值满足：
[0023][0024]等号成立的条件是其中，表示武器装备s
′
i
的评价值。
[0025]在进一步的实施方案中，所述利用元组合算法和类间组合算法，构建武器装备组合优化模型的装备组合求解算法的步骤包括：
[0026]通过预设的分类指标将所有的武器装备划分为不同类别，得到各类武器装备分组；所述预设的分类指标包括功能需求指标和替换关系指标；
[0027]基于元组合算法，对各类武器装备分组中的武器装备进行类内组合，得到各类武
器装备分组的类内组合方案集合；
[0028]基于类间组合算法，对不同所述类内组合方案集合之间进行类间组合，得到类间组合方案集合；
[0029]对所述类间组合方案集合中的每一个类间组合方案进行对齐，以构建得到武器装备组合优化模型的装备组合求解算法。
[0030]在进一步的实施方案中，所述通过预设的分类指标将所有的武器装备划分为不同类别，得到各类武器装备分组的步骤包括：
[0031]根据战略任务和使命任务分解装备组合目标，确定功能需求指标；
[0032]通过功能需求指标划分所有的武器装备，得到各功能需求指标对应的武器装备功能类集合；
[0033]通过替换关系指标对各个所述武器装备功能类集合进行分类，得到不同的替换关系类集合；
[0034]对齐所有的所述替换关系类集合，以去除重复替换关系类集合，得到各类武器装备分组。
[0035]在进一步的实施方案中，所述基于元组合算法，对各类武器装备分组中的武器装备进行类内组合，得到各类武器装备分组的类内组合方案集合的步骤包括：
[0036]获取各类武器装备分组中武器装备的评价值；
[0037]对各类武器装备分组中武器装备的评价值进行升序排序，得到各类武器装备分组对应的武器装备排序结果；
[0038]从武器装备排序结果中第一个武器装备开始依次向后遍历，每遍历一个武器装备，判断是否存在与当前武器装备评价值相等的武器装备；
[0039]若不存在与当前武器装备评价值相等的武器装备，则将当前武器装备与所有已遍历的武器装备以武器装备排序结果中的顺序进行组合，得到各类武器装备分组对应的类内组合方案集合；
[0040]若存在与当前武器装备评价值相等的武器装备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可解释的装备组合快速构建方法，其特征在于，包括以下步骤：构建武器装备组合优化模型，所述武器装备组合优化模型的约束条件包括武器装备系统价值递增性约束；利用元组合算法和类间组合算法，构建武器装备组合优化模型的装备组合求解算法；通过所述装备组合求解算法对所述武器装备组合优化模型进行求解，输出最优武器装备组合方案集合。2.如权利要求1所述的一种可解释的装备组合快速构建方法，其特征在于，所述武器装备组合优化模型，具体为：备组合优化模型，具体为：备组合优化模型，具体为：备组合优化模型，具体为：式中，表示最优武器装备组合方案p
*
的组合评价值；p
*
表示最优武器装备组合方案；θ表示所有的武器装备组合方案集合；Ω表示待求解的武器装备组合方案集合；p表示所有的武器装备组合方案集合θ中的武器装备组合方案p；V
p
表示武器装备组合方案p的组合评价值；s
i
表示某一武器装备组合方案中的第i个武器装备；表示武器装备s
i
的评价值；所述武器装备系统价值递增性约束包括：对于两个同类的武器装备s
i
、s
′
i
，当满足时，武器装备组合方案的组合评价值满足：等号成立的条件是其中，表示武器装备s
′
i
的评价值。3.如权利要求1所述的一种可解释的装备组合快速构建方法，其特征在于，所述利用元组合算法和类间组合算法，构建武器装备组合优化模型的装备组合求解算法的步骤包括：通过预设的分类指标将所有的武器装备划分为不同类别，得到各类武器装备分组；所述预设的分类指标包括功能需求指标和替换关系指标；基于元组合算法，对各类武器装备分组中的武器装备进行类内组合，得到各类武器装备分组的类内组合方案集合；基于类间组合算法，对不同所述类内组合方案集合之间进行类间组合，得到类间组合方案集合；对所述类间组合方案集合中的每一个类间组合方案进行对齐，以构建得到武器装备组合优化模型的装备组合求解算法。4.如权利要求3所述的一种可解释的装备组合快速构建方法，其特征在于，所述通过预设的分类指标将所有的武器装备划分为不同类别，得到各类武器装备分组的步骤包括：根据战略任务和使命任务分解装备组合目标，确定功能需求指标；通过功能需求指标划分所有的武器装备，得到各功能需求指标对应的武器装备功能类集合；
通过替换关系指标对各个所述武器装备功能类集合进行分类，得到不同的替换关系类集合；对齐所有的所述替换关系类集合，以去除重复替换关系类集合，得到各类武器装备分组。5.如权利要求3所述的一种可解释的装备组合快速构建方法，其特征在于，所述基于元组合算法，对各类武器装备分组中的武器装备进行类内组合，得到各类武器装备分组的类内组合方案集合的步骤包括：获取各类武器装备分组中武器装备的评价值；对各类武器装备分组中武器装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英朝，王茂桓，任科州，钟元芾，周丽萍，李鸿旭，孙蕾，吕娜，孙沁，曹志钦，曾逸凡，冯姗姗，苏倩，黄志文，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：