基于三支决策的飞机空战机动决策方法

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2021050855

《计算机应用》唯一官方网站 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 616-621.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021050855

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基于三支决策的飞机空战机动决策方法

越凯强¹, 李波¹(), 范盘龙²

^1.西北工业大学电子信息学院, 西安 710129
^2.中国航空工业集团有限公司西安航空计算技术研究所, 西安 710068

收稿日期:2021-05-24 修回日期:2021-07-21 接受日期:2021-07-22 发布日期:2022-02-21 出版日期:2022-02-10
通讯作者: 李波
作者简介:越凯强（1996—），男，陕西商洛人，硕士研究生，主要研究方向：无人机智能空战；
李波（1978—），男，陕西西安人，副教授，博士，主要研究方向：先进航空火力控制、装备体系对抗仿真与效能分析、大规模仿真优化、分布式并行计算；
范盘龙（1995—），男，陕西延安人，硕士研究生，主要研究方向：复杂系统建模与仿真。
基金资助:
航空科学基金资助项目(2017ZC53021);数据链技术重点实验室开放基金资助项目(CLDL?20182101)

Air combat maneuver decision method based on three-way decision

Kaiqiang YUE¹, Bo LI¹(), Panlong FAN²

^1.School of Electronics and Information，Northwest Polytechnic University，Xi’an Shaanxi 710129，China
^2.Xi’an Institute of Aeronautical Computing Technology，Aviation Industry Corporation of China，Limited，Xi’an Shaanxi 710068，China

Received:2021-05-24 Revised:2021-07-21 Accepted:2021-07-22 Online:2022-02-21 Published:2022-02-10
Contact: Bo LI
About author:YUE Kaiqiang， born in 1996， M. S. candidate. His research interests include unmanned aerial vehicle intelligent air combat.
LI Bo， born in 1978， Ph. D.， associate professor. His research interests include advanced airborne fire control， combat simulation and effectiveness analysis of equipment system， large-scale simulation optimization， distributed parallel computing.
FAN Panlong， born in 1995， M. S. candidate. His research interests include modeling and simulation of complex system.
Supported by:
Aeronautical Science Foundation of China(2017ZC53021);Open Foundation of Key Laboratory of Data Link Technology(CLDL-20182101)

摘要/Abstract

摘要：

为了提高战斗机在信息不充足条件下的机动决策能力，提出一种基于三支决策的飞机空战机动决策方法。首先，使用三支决策意图识别模型对目标意图进行识别；其次，将目标的作战意图因素引入到威胁评估中后，结合目标的威胁程度，提出基于三支决策的机动决策权重因子动态调整法；最后，使用模糊逻辑构建机动决策因子评价函数，并利用权值动态调整策略和机动决策评价函数求出每一阶段飞机最佳的机动方式，从而形成可行有效的飞行路线。仿真实验结果表明，所设计的基于三支决策的飞机空战机动决策方法具有可行性和有效性。

关键词: 空战, 机动决策方法, 三支决策, 作战意图, 威胁评估

Abstract:

In order to improve the maneuver decision ability of fighters under the condition of insufficient information， a method of aircraft air combat maneuver decision based on three-way decision was proposed. Firstly， the three-way decision intention recognition model was used to recognize the target intention. Secondly， after introducing the combat intention factor of the target into the threat assessment， a dynamic adjustment method of maneuver decision weight factor based on three-way decision was proposed with the combination of the target threat degree. Finally， the evaluation function of maneuver decision factor was constructed by using fuzzy logic， and the optimal maneuver mode of aircraft at each stage was obtained by using the dynamic adjustment strategy of weight and maneuver decision evaluation function， thus forming the effective and feasible flight route. Simulation results show that the proposed aircraft air combat maneuver decision method based on three-way decision is feasible and effective.

Key words: air combat, maneuver decision method, three-way decision, combat intention, threat assessment

中图分类号:

TJ0114

越凯强, 李波, 范盘龙. 基于三支决策的飞机空战机动决策方法[J]. 计算机应用, 2022, 42(2): 616-621.

Kaiqiang YUE, Bo LI, Panlong FAN. Air combat maneuver decision method based on three-way decision[J]. Journal of Computer Applications, 2022, 42(2): 616-621.

图/表 5

表1 三支决策损失矩阵

Tab. 1 Three-way decision loss matrix

决策	状态	损失值
$P O S ()$	$s y$	$λ P y$
$P O S ()$	$s n$	$λ P n$
$B N D ()$	$s y$	$λ B y$
$B N D ()$	$s n$	$λ B n$
$N E G ()$	$s y$	$λ N y$
$N E G ()$	$s n$	$λ N n$

表1 三支决策损失矩阵

Tab. 1 Three-way decision loss matrix

决策	状态	损失值
$P O S ()$	$s y$	$λ P y$
$P O S ()$	$s n$	$λ P n$
$B N D ()$	$s y$	$λ B y$
$B N D ()$	$s n$	$λ B n$
$N E G ()$	$s y$	$λ N y$
$N E G ()$	$s n$	$λ N n$

表2 机动动作的控制变量输入

Tab. 2 Control variable inputs of maneuver actions

基本机动动作	控制变量输入
基本机动动作	n_x	n_y	γ
原状态飞行	0	0	0
最大加速直线飞行	max	0	0
最大减速直线飞行	min	0	0
最大过载右转	0	min	0
最大过载左转	0	max	0
最大过载爬升	0	0	max
最大过载俯冲	0	0	min

图1 多机空战轨迹图

Fig. 1 Multi-aircraft air combat trajectory chart

图2 作战意图识别决策结果损失图

Fig. 2 Loss charts of combat intention recognition decision results

图3 单机空战机动轨迹图

Fig. 3 Single aircraft air combat maneuver trajectory chart

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基于三支决策的飞机空战机动决策方法

Air combat maneuver decision method based on three-way decision

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