基于OODA理论的UUV集群与潜艇进行对抗的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OODA理论的UUV集群与潜艇进行对抗的方法，该方法基于OODA理论将网络集群行动以多个OODA行动环组网建立模型，将集群行动中的个体行为作为OODA行动环的进程，多个个体间的行为联系作为OODA行动网络的关联关系，将目前以独立OODA行动环为基础的群体行动模型扩展为互相关联的OODA行动网络模型，并按照对抗过程，考虑能力释放的打击对OODA行动进程的影响，实现基于OODA理论的网络集群与个体的对抗。集群与个体的对抗。集群与个体的对抗。

【技术实现步骤摘要】
基于OODA理论的UUV集群与潜艇进行对抗的方法


[0001]本专利技术属于OODA建模计算领域，涉及一种基于OODA理论的网络集群与个体的对抗方法，具体涉及一种基于OODA理论的UUV集群与潜艇进行对抗的方法。

技术介绍

[0002]OODA理论将对抗过程分为观察(Observe)、定位(Orient)、决策(Decide)、行动(Act)四个阶段，整个过程可描述为传感器单元发现目标，搜索单元对目标进行锁定跟踪，将目标信息传给指挥控制单元进行分析决策，对抗单元对目标实施打击对抗行动，打击行动会使整体态势发生变化，传感器单元重新感知目标受打击后的情况，并传给指挥控制单元，由指挥控制单元决策是否继续实施后续行动。
[0003]OODA行动环的一次完整行动在观察、定位、决策阶段，不存在对目标实施打击对抗的行动，即没有体现能力，在行动阶段，行动环通过物理攻击、信息对抗、压制干扰等方式对目标进行打击对抗行动，即释放了能力。
[0004]如图1所示，p是OODA行动环一次行动周期T
OODA
释放的能力，P是随着OODA行动的持续开展，在t时间内释放的总能力，假定p为定值，则P随OODA行动次数n周期性增加。
[0005]即
[0006]T
OODA
＝t
Ob
+t
Or
+t
D
+t
A
[0007][0008]如图2所示，现有技术采取数个行动环(如图中分别标记为1、2、3)同步运转，通过多批次连续释放打击，对蓝方造成连续不间断的干扰和影响。即：
[0009][0010]现有技术的缺陷主要有：
[0011]现有技术的红蓝双方进行对抗的OODA行动环描述的是一个具备综合能力的单个个体或一个OODA行动环能力释放过程，没有考虑行动环间的信息共享和组网，即多个分布式功能的个体组成一个OODA集群，单个个体具备单一功能，参与组成多个OODA行动环，由此构成OODA行动网络，网络中观察、定位、决策、行动功能相互冗余，集群中OODA行动环同时运行形成的多批、连续打击，同时，现有理论未考虑对抗过程中OODA行动环受打击后设备性能下降、个体数量减少引起的变化。
[0012]一种情况下，可以将多个UUV(Unmanned Underwater Vehicles)组成集群并作为红方与作为蓝方潜艇的进行对抗。

技术实现思路

[0013]本专利技术要解决的技术问题在于：解决集群行动过程的OODA行动网络数学建模和计算分析，描述各个个体在行动网络中的关联关系，以及行动网络在对抗中OODA进程的动态
变化。
[0014]具体的，本专利技术需要建立红蓝双方集群行动中OODA行动网络的OODA网络数学模型，并设置网络因子体现了OODA进程中同类型个体的能力共享效应；需要建立红蓝双方OODA行动网络与单个OODA行动环对抗的数学模型，并设置受损因子能反应出红蓝双方能力释放对OODA行动的动态影响。
[0015]本专利技术的技术方案为：
[0016]一种基于OODA理论的网络集群与个体的对抗方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一：构建红蓝双方OODA行动网络。集群个体能力按观察、定位、决策、行动分为4组单元，每个单元的能力通过网络参与多个OODA进程，单元间互相联系，构成多个OODA行动环，形成OODA网络，其示意图见图3。
[0018]步骤二：对OODA行动网络建立数学模型，对于单个OODA环而言：
[0019]T
i
＝T
iOb
+T
iOr
+T
iD
+T
iA
[0020][0021][0022][0023][0024]其中，T
i
是第i个OODA行动环完成一个OODA进程所需时间，T
iOb
、T
ior
、T
iD
、T
iA
分别是第i个OODA行动环中完成观察Ob、定位Or、决策D、行动A等任务的时间，是OODA网络中第j个传感器单元独立完成观察任务的时间，是第j个传感器单元在第i个OODA环中的网络因子，定位、决策、行动同样定义。
[0025]步骤三：OODA行动网络各个OODA行动环运转时，每个OODA行动环在T＝T
iOb
+T
iOr
+T
iD
+1时刻释放能力，整个网络在t时刻释放的能量为：
[0026][0027]步骤四：蓝方OODA行动环运转时，一次OODA进程所需时间为t
E
＝t
Ob
+t
Or
+t
D
+t
A
，在时间t＝t
Ob
+t
Or
+T
D
+1时刻释放能力：
[0028]P
E
(t)＝p
[0029]步骤五：当t时刻蓝方OODA行动环释放能力时，OODA行动网络受到打击，蓝方OODA行动环释放的能力P
E
(t)会对OODA行动网络中的某个单元造成影响，使其性能下降，完成相对应观察、定位、决策、行动任务时间t
j
增大，对单元的影响会通过网络因子使得与之有关
联的行动环行动时间T
i
增加。如对观察任务的传感器单元造成影响，则该传感器单元受到攻击后独立完成观察任务的时间为：
[0030][0031]式中，α为红方OODA行动网络受损率。单个单元受打击则整个OODA行动网络中与之有关联的OODA行动环行动时间均会增加，更新整个OODA行动网络行动时间；
[0032]步骤六：当t时刻OODA行动网络释放能力时，蓝方受到打击，OODA行动网络释放的能力P
M
(t)对蓝方OODA行动环中观察Ob、定位Or、决策D或行动A某个阶段造成影响，使得该阶段任务时间增加。如对蓝方观察能力造成影响，则蓝方受攻击后完成观察任务的时间为：
[0033]t
Ob
′
＝(1+β)
·
t
Ob
[0034]式中，β为蓝方OODA行动环受损率。蓝方OODA行动环受打击后行动时间增加，需更新蓝方OODA行动时间；
[0035]步骤七：t+1时刻，OODA行动网络和蓝方OODA行动环推进一步，直至一方被对方打击到不能完成OODA进程。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
[0037]本专利技术基于OODA理论将网络集群行动以多个OODA行动环组网建立模型，将集群行动中的个体行为作为OODA行动环的进程，多个个体间的行为联系作为OODA行动网络的关联关系，将目前以独立OODA行动环为基础的群体行动模型扩展为互相关联的OODA行动网络模型，并按照对抗过程，考虑能力释放的打击对OODA行动进程的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OODA理论的UUV集群与潜艇进行对抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：step1：设定红蓝双方对抗(1)红方为4组单元、每组单元n个UUV组成的UUV集群，集群的第1组单元包括n个探测型UUV、第2组单元包括n个侦察型UUV、第3组单元包括n个指挥通信型UUV、第4组单元包括n个攻击型UUV，分别承担观察Ob、定位Or、决策D和行动A任务；各单元独立完成相应任务的初始时间为依次观察Ob、定位Or、决策D、行动A即是完成一次OODA进程，一次OODA进程可以释放能力为p
k
(k＝1,2,
…
,n)；UUV之间通过网络互联，同类型UUV信息共享，对所承担任务时间产生影响，4n个UUV组成OODA行动网络；(2)蓝方为一艘潜艇，包括分别承担观察Ob、定位Or、决策D和行动A任务的各设备；各设备完成相应任务的初始时间为t
Ob
,t
Or
,t
D
,t
A
,，一次OODA进程释放能力为p；step2：设网络因子λ
ij
，表示第j个UUV在网络中对第i个OODA行动环相应任务的影响；则UUV集群各OODA行动环初始时各阶段时间为：T
i
＝T
iOb
+T
iOr
+T
iD
+T
iAiAiAiA
其中：T
i
是第i个OODA行动环完成一次OODA进程所需时间，T
iOb
、T
iOr
、T
iD
、T
iA
分别是第i个OODA行动环中完成观察Ob、定位Or、决策D、行动A任务的时间，分别是OODA网络里探测、侦察、指挥通信和攻击型UUV中第j个UUV独立完成对应观察Ob、定位Or、决策D和行动A任务的时间，是第j个探测、侦察、指挥通信、攻击型UUV在第i个OODA环中的网络因子，N
Ob
、N
Or
、N
D
和N
A
分别是UUV集群中对第i个OODA行动环观察Ob、定位Or、决策D、行动A阶段产生作用的对应类型UUV数量；step3：UUV集群各个OODA行动环运转时，每个OODA行动环在t＝T
iOb
+T
iOr
+T
iD
+1时刻发起攻击，整个集群在t时刻释...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓鹏，李伟，丁浩，衡辉，丁文强，王新华，张永，崔沁青，张孝芳，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：