بخشی از مقاله
چکیده
از آنجا که حل مساله تخصیص سلاح در فاز آخر مدیریت نبرد، یک مساله بهینهسازی و نیازمند صرف زمان میباشد، در این مقاله به مساله محدودیت زمان در حل مساله تخصیص سلاح پرداخته میشود. ابتدا بر اساس اصول کلی تعیین ناحیه تخریب سلاحها و اهدافی که در مساله تخصیص حضور دارد ناحیه انتشار محاسبه میشود و با استفاده از پارامترهای هدف و سلاح، زمانهای ورود و خروج از دید با توجه به شکل هندسی پیچیده ناحیه انتشار محاسبه میشود و سپس با محاسبه تفاضل این دو زمان، کران بالای زمان در دید قرار گرفتن هدف برای یک سلاح محاسبه میگردد.
در گام پایانی برای نبرد شبکه محور که تعداد زیادی سلاح با مشخصات و مکانهای جغرافیایی متفاوت در نبرد شرکت میکنند، مدت زمان مذکور با محاسبه مینیمم زمانهای بدست آمده برای هر سلاح نسبت به اهداف، محاسبه میگردد. نتایج شبیهسازی در سناریوهای مختلف سطحی و هوایی، کارایی روش پیشنهادی را نشان میدهد.
واژههای کلیدی
مدیریت نبرد، حل مساله تخصیص سلاح، ناحیه تخریب سلاح، هندسه صحنه نبرد.
مقدمه
در سالیان متمادی، نقش انسان در صحنه نبرد به عنوان محور کلیه تصمیمگیریها، همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است بگونهای که حتی با پیشرفت تجهیزات جنگی، در بسیاری از موارد تصمیمگیری انسانی توانسته نتیجه نبرد را تغییر دهد. از این رو در دهههای اخیر تلاشهای بسیار زیادی در مدلسازی رفتار یک فرمانده در صحنه نبرد شده است تا سامانهای فراهم آورده شود که بتواند در صحنه نبرد به عنوان پشتیبان، به فرمانده در تصمیمگیریها کمک نماید و نقش عامل انسانی که میتواند تابع متغیرهای زیادی باشد را به حداقل برساند و در بسیاری از موارد مانند یک نیروی انسانی خبره عمل نماید.
به چنین سامانهای، سامانه مدیریت نبرد گفته میشود که وظیفه اصلی آن، تجمیع داده خروجی حسگرهای یک شناور، آشکارسازی اهداف، تشخیص اهداف و مدیریت انواع سلاحهای نصب شده روی شناور بطور خودکار میباشد از دیدگاه مقایسه زمانی، تصمیمگیری و مدیریت انواع سلاحهای نصبشده روی شناورهای خودی شرکت کننده در نبرد، که از آن تحت عنوان تخصیص سلاح یاد میشود زمانبری بیشتری نسبت به سایر مراحل دارد. بگونهای که در بسیاری از اوقات، حل این مساله بهینهسازی را کنار گذاشته و به جوابهای زیربهینه اکتفا میگردد.
حل مساله تخصیص سلاح با روش های مختلفی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است که هر یک زمان-های مختلفی را برای حل مساله در ابعاد مختلف بدست آوردهاند که از آن جمله میتوان روشهای حل دقیق روش حل با الگوریتم حریصانه، بیشترین بازگشت حاشیه سود، تبرید تدریجی الگوریتم غیر خطی جریان شبکه را نام برد. ورود مساله زمان، به مساله تخصیص سلاح چه در بحث مدلسازی استاتیک و چه در بحث مدلسازی دینامیک در مقالات پژوهشهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
در سال 2012، توران در رساله دکتری خود به مدلسازی مسائل استاتیک تخصیص سلاح به اهداف در دو حالت هدفمبنا و خودیمبنا پرداخته است. سپس، الگوریتمهای مختلفی از جمله الگوریتمهای جستجو مانند الگوریتم بیشترین بازگشت حاشیه سود، الگوریتمهای تصادفی مانند کلونی مورچگان، تجمع ذرات و ژنتیک و استفاده از مفاهیم گراف دو بخشی برای حل این مسأله استفاده کرده است. در این رساله سعی شده است با توجه به محدودیت زمان، روشهای حل پیشنهادی با استفاده از الگوریتمهای حریصانه و جستجوی محلی بهبود داده شود .
تخصیص سلاح بر مبنای زمانبندی در مورد بررسی قرار گرفته است در این مقاله از یک مساله بهینه سازی دو هدفه برای برای مدلسازی استفاده میکند و برای حل آن و تعیین زمانهای تخصیص از روش NSGA II استفاده مینماید. مقاله به صورت خاص به راهکارهای کاهش زمان در تصمیمگیری و تخصیص سلاح در نبرد هوایی میپردازد.بنابر آنچه گفته شد میتوان نتیجه گرفت که در تمامی پژوهش های انجام شده ضمن تاکید بر مساله زمان در حل مساله تخصیص سلاح که عموما یک مساله بهینهسازی غیرخطی مقید و پیچیده است با ارائه روش های مختلف حل، تلاش در جهت کاهش زمان حل مساله بوده است و به این سوال مهم، که این مدت زمان حداکثری که برای حل مساله در اختیار است چقدر است؟ کمتر پرداخته شده است.
البته این نکته را نباید فراموش کرد که تعیین حداکثر زمانی که در صحنه نبرد برای حل مساله استاتیک یا دینامیک نیاز است تابع شرایط محیطی نبرد از قبیل نوع نبرد، نوع و مشخصات سینماتیکی اهداف و نوع و مشخصات سلاح های خودی است در به مدلسازی زمان رسیدن موشک به هدف در نبرد سطح به هوا می پردازد. در تعیین مدت زمان پرواز موشک بر اساس قوانین مختلف کنترل آن مورد بحث قرار میگیرد. در مقاله حاضر، با استفاده از مباحث مورد استفاده در تعیین مدت زمان پرواز و رسیدن موشک به هدف که بر اساس مفاهیم ناحیه تخریب هر سلاح تعیین میشود، روشی برای تعیین حداکثر زمانی که سامانه مدیریت نبرد برای حل مساله تخصیص در نبرد سطحی، زیرسطحی و یا هوایی میتواند استفاده کند ارائه میگردد.
این مقاله از بخشهای زیر تشکیل شده است: بخش 2، به صورت اجمالی به مطالعه تعاریف مورد استفاده و روابط اساسی و توصیف مساله تعیین پنجره زمانی میپردازد. در بخش 3، روش حل مساله طرح شده، ارائه میگردد. در بخش چهارم بر اساس سناریوهای مختلف به ارزیابی روش پیشنهادی پرداخته میشود.
نمای کلی ناحیه تخریب بر اساس احتمال اصابت
ناحیه انتشار: حرکت داده شده ناحیه تخریب در فضای سه بعدی می باشد که اندازه و شکل آن دقیقا به اندازه و شکل ناحیه تخریب و مدت زمانی که موشک باید پرواز کند تا به ناحیه تخریب برسد بستگی دارد. پارامترهای معرف این ناحیه عبارتند از: کران بالا ، کران پایین ، کران بالای خروج از دید کران نزدیک ورود به دید، بزرگترین زاویه ارتفاع، زاویه عرضی ، کران جانبی نزدیک ورود به دید مساله اصلی در تعیین مدت زمان حداکثری حل مساله تخصیص سلاح هدف، تعیین و محاسبه پارامترهای ناحیه انتشار از روی پارامترهای ناحیه تخریب سلاح است.
این زمان را با نشان میدهیم همانگونه که از توضیحات فوق، مشخص است، ناحیه تخریب صرفا از پارامترهای سلاح تعیین میگردد ولی ناحیه انتشار علاوه بر پارامترهای سلاح از پارامترهای سینماتیکی هدف نیز جهت محاسبه، بهره میبرد که مهمترین آنها عبارتند از سرعت هدف ، ارتفاع هدف و عرض از مبدا روی صفحه افقی هدف و زمانی که موشک حرکت میکند تا به اولین نقطه ناحیه تخریب برسد. بنابراین توابع توصیف کننده و که توابعی غیرخطی از پارامترها هستند را با روابط هندسی صحنه نبرد باید محاسبه کرد.
