基于蚁群算法的炮兵火力优化研究

论文摘要

炮兵是陆军火力突击的骨干力量,炮兵火力分配是炮兵作战的重要问题,涉及到炮兵的作战理论、价值评价体系、现代优化理论等多方面的内容。本文从“最大程度的毁伤目标”的角度出发,在已有的研究成果上建立一系列火力分配的模型,包括火力毁伤模型、火力需求模型和火力-目标模型。分析研究了基本蚁群算法的仿生原理、系统模型、具体实现步骤。针对基本蚁群算法容易陷入局部最优解以及求解速度较慢的特点,对其进行了改进,在全局信息素更新公式中加入了对最差蚂蚁的路径更新,减少最差蚂蚁所走路径的信息素浓度,同时对其它蚂蚁所走路径上的信息素也进行了一定程度的更新。针对火力分配问题分析算法搜索的特点和禁忌规则,借助二部图的思想,将火力分配问题转化为最短路径的搜索问题,方便利用蚁群算法进行计算,并通过大量的数字仿真实验对解决炮兵火力优化问题的蚁群算法的参数选择原则进行了研究,并给出了最佳设置范围。应用改进的蚁群算法,以某炮兵团对敌岛上阵地目标的实弹战术演习为例,进行了验证研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 炮兵火力优化问题的研究现状
• 1.2.2 优化算法的发展
• 1.3 研究的主要内容和创新点
• 1.3.1 论文研究的主要内容
• 1.3.2 论文的主要创新点
• 1.3.3 论文的篇章结构
• 第二章 炮兵火力分配模型的建立
• 2.1 炮兵火力分配的基本理论
• 2.2 炮兵火力毁伤模型
• 2.2.1 炮兵火力毁伤的基本理论
• 2.2.2 毁伤律的两种基本类型
• 2.3 炮兵火力需求模型
• 2.3.1 弹药消耗量的计算
• 2.3.2 火力持续时间的确定
• 2.3.3 射击所需火炮数量的确定
• 2.4 炮兵兵力换算模型
• 2.5 炮兵射击目标的价值模型
• 2.5.1 射击目标的价值指标体系结构
• 2.5.2 目标价值分析
• 2.5.3 目标价值指标的定量描述
• 2.5.4 炮种与目标匹配性因素的价值
• 2.6 炮兵火力-目标模型
• 2.6.1 火力分配要求
• 2.6.2 火力-目标模型各种条件的说明
• 2.6.3 最优火力-目标模型
• 第三章 炮兵火力优化问题的蚁群算法设计
• 3.1 基本蚁群算法
• 3.1.1 蚁群算法的基本原理
• 3.1.2 蚁群算法的模型
• 3.2 改进蚁群算法
• 3.2.1 基本蚁群算法的优点与不足
• 3.2.2 改进蚁群算法的设计
• 3.3 火力分配问题的蚁群算法
• 3.3.1 算法总体思路
• 3.3.2 炮兵火力优化问题与TSP 蚁群算法的区别
• 3.3.3 算法搜索特点和禁忌规则
• 3.3.4 算法基本规则设计
• 3.3.5 算法流程
• 3.3.6 相关参数的选择
• 第四章 山地进攻战斗炮兵群火力优化实例研究
• 4.1 山地进攻战斗演习基本想定
• 4.2 炮兵火力打击目标的确定
• 4.3 目标价值矩阵的计算
• 4.4 炮兵火力单元对目标毁伤概率的求取
• 4.5 利用改进蚁群算法对炮兵火力的优化
• 4.6 几种优化算法的比较分析
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果