基于协同机制的机动路线统一分配方法组成比例

本发明专利技术公开了基于协同机制的机动路线统一分配方法，包括以下步骤：采集车辆机动路线中待机节点、转载节点、发射节点和道路节点信息；确定假设条件，约束条件和目标函数；使用粒子群算法求出解空间的最优解。本发明专利技术通过对不同节点设置不同的节点平衡条件的方法，实现了总体优化，并达到对不同节点的不同要求；目标函数和约束条件线性化程度高，使得模型便于理解和解算。解和解算。解和解算。

【技术实现步骤摘要】
基于协同机制的机动路线统一分配方法


[0001]本专利技术属于运输
，尤其涉及基于协同机制的机动路线统一分配方法。

技术介绍

[0002]导弹发射需要车辆进行运输，而导弹车辆运输任务优化分配问题是一个约束条件众多的组合优化问题。约束条件例如1)最小化运输时间和成本：不同的发射地点和道路、气候等条件，对车队车速、行驶距离等参数有不同的要求。因此，需要根据运输车队数量、车速、交通状况等因素，进行大规模的路径筛选，并筛选出最优路径，以最小化运输时间和成本。2)最小化风险和安全保障：在运输过程中，需要考虑安全因素。例如道路条件、天气、作战环境等因素都可能对车队行驶造成影响。为了保障运输安全，需要在路径规划过程中考虑风险因素。3)路途中的距离和路径：在导弹运输过程中，车队在途中需要停留、加油等操作，需要考虑这些中断对行程的影响，同时需要选择合适的距离和路径，以确保导弹在最短的时间内到达目的地。4)交通流量：需要考虑道路的交通流量，以避免车队因过度拥堵而浪费时间。5)道路条件：不同道路的条件不同，需要考虑车队的承载能力，以及道路的状况，以确保导弹能够在安全的情况下到达目的地。
[0003]求解难度随着导弹武器总数和任务的复杂程度的增加而变得非常复杂，因此导弹编队打击任务分配是一个NP问题。求解在暴露时间最短的多波次打击下导弹车的分配方案和机动方案不可能得到一个最优解，需要建立一个模型在能够可接受的条件下寻求一个解决方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了基于协同机制的机动路线统一分配方法，包括以下步骤：
[0005]采集车辆机动路线中待机节点、转载节点、发射节点和道路节点信息；
[0006]确定假设条件，约束条件和目标函数；
[0007]使用粒子群算法求出解空间的最优解。
[0008]进一步地，假设条件如下：
[0009]假设一：包括待机节点、转载节点、发射节点和道路节点的联接关系的对称矩阵为：
[0010]A＝(a
ij
)
ξ
×
ξ
，ξ＝p+q+l+s
[0011]其中，p为待机区域数量，q为转载区域数量，l为发射点位数量，s为道路节点数量，
[0012]a
ij
＝1表示从节点i到j有道路，仅能单向行驶；
[0013]a
ij
＝2表示从节点i到j有道路，能双向行驶；
[0014]a
ij
＝0表示从节点i到j无联系；
[0015]有c个发射车辆C1，C2，C
k
…
C
c
,Ck表示第k个发射车，k＝1,2,
…
,c，在待机区域Dα有第ε型发射车d(α,ε)，α＝1,2,...,p，则
[0016][0017]假设二：(1)每一个发射车可以用来n个类型导弹中的任一种，任一次只能发一发；
[0018](2)每一波次都要齐射；
[0019](3)同一发射点不能连续使用；
[0020](4)弹道不能交叉；
[0021](5)每一个转载点同时仅能转载一个发射车，每个转载点同时容纳的发射车不超过其转载容量；
[0022](6)矩阵A＝(a
ij
)
ξ
×
ξ
中的1,2,...,ξ＝p+q+l+s分别为：
[0023]i＝1,2,...,p表示待机节点1到p；
[0024]i＝p+1,p+2,
…
,p+q表示转载节点1到q；
[0025]i＝p+q+1,p+q+2,
…
,p+q+l表示发射节点1到l；
[0026]i＝p+q+l+1,p+q+l+2,
…
,p+q+l+s表示道路节点1到s；
[0027](7)由于不能连续两个波次使用同一发射点位，则发射车的数量c不超过发射点数量l的二分之一，即c<＝l/2；
[0028]假设三：(1)
[0029][0030](2)t(i,j,k,π)表示第k个发射车从i进入j节点的时刻，π＝1,2分别表示首次进入和第2次进入；
[0031](3)t(i,j,k,π)表示第k个发射车从j节点离开的时刻，π＝1,2分别表示首次离开和第2次离开；
[0032](4)N
+
(i)表示从i出发的相邻节点集，N
‑
(i)表示到i的相邻节点集；
[0033]目标函数：
[0034]暴露时间包括发射车在道路上的机动时间、道路节点处会车的等待时间和在发射点位的等待发射时间的总和；
[0035]道路上机动时间T1：
[0036][0037]其中道路节点处会车的等待时间T2：
[0038][0039]Δt(i,j,k,π)＝t2(i,j,k,π)
‑
t1(i,j,k,π)
[0040]在发射点位的等待发射时间为T3：
[0041]t
wl
(k,π)表示第k个发射车第π次在发射点位的等待发射时间，则
[0042][0043]目标函数为
[0044][0045]进一步地，约束条件如下：
[0046]约束一：约束分配的导弹数量不超过总导弹数量，即
[0047][0048]M
i
代表第i种类型导弹，i＝1，2,
…
,n，T
j
代表第j个目标，j＝1，2,
…
,m，上式表示第i型导弹是否对第j个目标构成火力打击关系；
[0049]约束二：每个转载区域存放的导弹数量不超过其导弹容量N
Zcapacity
，但转存区域存放的导弹数量加上发射车初始携带的导弹数量不应小于需要分配的导弹数量，即
[0050][0051]约束三：每个转载区域同时容纳的发射车不超过其转载容量C
Zcapacity
即
[0052]C
Zβ
≤C
Zcapacity
,β＝1,2,...,q；
[0053]Z
β
表示第β个待机区域；
[0054]约束四：弹道不交叉，即每对由发射点到目标点的连线所构成的线段在相应的取值范围内都没有交点，即首先考虑任意两对发射点和目标点((x
Fφ
,y
Fφ
),(x
Tj
,y
Tj
))和((x
Fφ'
,y
Fφ'
),(x
Tj'
,y
Tj'
))
[0055]则两条直线方程分别表示为
[0056][0057]其交点的横坐标为
[0058][0059]φ≠φ',j≠j',φ＝1,2,...,l,j＝1,2,...m；
[006本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于协同机制的机动路线统一分配方法，其特征在于，包括以下步骤：采集车辆机动路线中待机节点、转载节点、发射节点和道路节点信息；确定假设条件，约束条件和目标函数；使用粒子群算法求出解空间的最优解。2.根据权利要求1所述的基于协同机制的机动路线统一分配方法，其特征在于，假设条件如下：假设一：包括待机节点、转载节点、发射节点和道路节点的联接关系的对称矩阵为：A＝(a
ij
)
ξ
×
ξ
，ξ＝p+q+l+s其中，p为待机区域数量，q为转载区域数量，l为发射点位数量，s为道路节点数量，a
ij
＝1表示从节点i到j有道路，仅能单向行驶；a
ij
＝2表示从节点i到j有道路，能双向行驶；a
ij
＝0表示从节点i到j无联系；有c个发射车辆C1，C2，C
k
…
C
c
,Ck表示第k个发射车，k＝1,2,
…
,c，在待机区域Dα有第ε型发射车d(α,ε)，α＝1,2,...,p，则假设二：(1)每一个发射车可以用来n个类型导弹中的任一种，任一次只能发一发；(2)每一波次都要齐射；(3)同一发射点不能连续使用；(4)弹道不能交叉；(5)每一个转载点同时仅能转载一个发射车，每个转载点同时容纳的发射车不超过其转载容量；(6)矩阵A＝(a
ij
)
ξ
×
ξ
中的1,2,...,ξ＝p+q+l+s分别为：i＝1,2,...,p表示待机节点1到p；i＝p+1,p+2,
…
,p+q表示转载节点1到q；i＝p+q+1,p+q+2,
…
,p+q+l表示发射节点1到l；i＝p+q+l+1,p+q+l+2,
…
,p+q+l+s表示道路节点1到s；(7)由于不能连续两个波次使用同一发射点位，则发射车的数量c不超过发射点数量l的二分之一，即c<＝l/2；假设三：(1)(2)t(i,j,k,π)表示第k个发射车从i进入j节点的时刻，π＝1,2分别表示首次进入和第2次进入；(3)t(i,j,k,π)表示第k个发射车从j节点离开的时刻，π＝1,2分别表示首次离开和第2次离开；(4)N
+
(i)表示从i出发的相邻节点集，N
‑
(i)表示到i的相邻节点集；目标函数：
暴露时间包括发射车在道路上的机动时间、道路节点处会车的等待时间和在发射点位的等待发射时间的总和；道路上机动时间T1：其中道路节点处会车的等待时间T2：Δt(i,j,k,π)＝t2(i,j,k,π)
‑
t1(i,j,k,π)在发射点位的等待发射时间为T3：t
wl
(k,π)表示第k个发射车第π次在发射点位的等待发射时间，则目标函数为目标函数为3.根据权利要求1所述的基于协同机制的机动路线统一分配方法，其特征在于，约束条件如下：约束一：约束分配的导弹数量不超过总导弹数量，即M
i
代表第i种类型导弹，i＝1，2,
…
,n，T
j
代表第j个目标，j＝1，2,
…
,m，上式表示第i型导弹是否对第j个目标构成火力打击关系；约束二：每个转载区域存放的导弹数量不超过其导弹容量N
Zcapacity
，但转存区域存放的导弹数量加上发射车初始携带的导弹数量不应小于需要分配的导弹数量，即
约束三：每个转载区域同时容纳的发射车不超过其转载容量C
Zcapacity
即C
Zβ
≤C
Zcapacity
,β＝1,2,...,q；Z
β
表示第β个待机区域；约束四：弹道不交叉，即每对由发射点到目标点的连线所构成的线段在相应的取值范围内都没有交点，即首先考虑任意两对发射点和目标点((x
Fφ
,y
Fφ
),(x
Tj
,y
Tj
))和((x
Fφ'
,y
Fφ'
)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马武彬，徐奕成，王浩森，王龙云，吴亚辉，戴超凡，周浩浩，
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：