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《載車導(dǎo)x彈的部署數(shù)學(xué)建模論文--大學(xué)畢設(shè)論文.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、車載導(dǎo)彈的部署摘要信息戰(zhàn)與導(dǎo)彈戰(zhàn)作戰(zhàn)樣式的出現(xiàn)，確定了導(dǎo)彈在未來作戰(zhàn)中的重要地位，而車載導(dǎo)彈的部署問題對(duì)導(dǎo)彈作戰(zhàn)至關(guān)重要。本文通過建立最短路徑模型和0-1規(guī)劃模型，對(duì)發(fā)射任務(wù)提出了合理分配方案和機(jī)動(dòng)方案，解決了車載導(dǎo)彈部署問題。針對(duì)問題一，由于只發(fā)射一波導(dǎo)彈，所以僅涉及發(fā)射點(diǎn)的選取問題。我們通過編寫Matlab程序求出了每一小段道路的距離；建立最短路徑模型，運(yùn)用Dijkstra算法，求出了每一個(gè)待機(jī)地域到發(fā)射點(diǎn)的距離；建立0-1規(guī)劃模型，以距離最短為目標(biāo)函數(shù)，求出了到每一個(gè)待機(jī)地域距離最短的12個(gè)發(fā)射點(diǎn)。再針對(duì)彈道不能交叉的要求，我們對(duì)
2、處于這12個(gè)發(fā)射點(diǎn)的發(fā)射裝置進(jìn)行了合理分配，確定了它們的攻打目標(biāo)。最后根據(jù)花費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)的發(fā)射裝置確定了暴露時(shí)間。針對(duì)問題二，為了便于求解，我們將三個(gè)波次分別求解，使每波次暴露時(shí)間最短。由于第一波次與問題一一樣，所以采用的方法和模型同問題一；對(duì)于第二波次，我們先將處于發(fā)射點(diǎn)的發(fā)射裝置轉(zhuǎn)移到距離它們最近的轉(zhuǎn)載地域進(jìn)行裝彈，運(yùn)用最短路徑模型進(jìn)行求解，然后以第一波所用發(fā)射點(diǎn)之外的18個(gè)發(fā)射點(diǎn)為終點(diǎn)，以單臺(tái)發(fā)射裝置最大暴露時(shí)間、整體暴露時(shí)間最短、選取12個(gè)發(fā)射點(diǎn)為限制條件，運(yùn)用Dijkstra算法和0-1規(guī)劃模型求解，求得符合約束條件的12個(gè)發(fā)射
3、點(diǎn)，根據(jù)這12個(gè)發(fā)射點(diǎn)的位置劃分出它們攻打哪個(gè)目標(biāo)；對(duì)于第三波，方法和模型同第二波。然后根據(jù)每一波花費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)的發(fā)射裝置確定了每一波的暴露時(shí)間，加和求得整體暴露時(shí)間。針對(duì)問題三，由于它與前兩問的區(qū)別僅是參數(shù)未知，所以我們采用問題一和問題二所用的0-1規(guī)劃模型和Dijkstra算法來求解，將其中的導(dǎo)彈類型、彈目匹配、導(dǎo)彈數(shù)量以及各待機(jī)區(qū)域、轉(zhuǎn)載區(qū)域、發(fā)射點(diǎn)位、待打擊目標(biāo)的坐標(biāo)等都用參數(shù)的形式表示，輸入?yún)?shù)即可得出合理方案。本文應(yīng)用0-1規(guī)劃模型，將選不選取某點(diǎn)轉(zhuǎn)化為取0和1的問題，簡(jiǎn)單易懂；Dijkstra算法解決了附權(quán)有向圖中的最短路問
4、題，適用于大數(shù)據(jù)的處理。關(guān)鍵字：車載導(dǎo)彈的部署；最短路徑；Dijkstra算法；0-1規(guī)劃模型321．問題重述信息戰(zhàn)與導(dǎo)彈戰(zhàn)作戰(zhàn)樣式的出現(xiàn)，確定了導(dǎo)彈在未來作戰(zhàn)中的重要地位。某類型導(dǎo)彈使用車載發(fā)射裝置，平時(shí)部署在待機(jī)區(qū)域，在任務(wù)發(fā)布后，能攜帶導(dǎo)彈沿道路移動(dòng)，快速抵達(dá)發(fā)射點(diǎn)發(fā)射導(dǎo)彈?，F(xiàn)有平均部署在兩個(gè)待機(jī)地域的12套車載發(fā)射裝置，可攜帶三種類型導(dǎo)彈，分別對(duì)應(yīng)打擊三個(gè)目標(biāo)。此作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)有30個(gè)發(fā)射點(diǎn)位、5個(gè)轉(zhuǎn)載地域和38個(gè)道路節(jié)點(diǎn)。每個(gè)發(fā)射裝置只能載一枚導(dǎo)彈，發(fā)射完需要到轉(zhuǎn)載地域裝彈。每個(gè)轉(zhuǎn)載地域最多存放5枚導(dǎo)彈，最多同時(shí)容納2臺(tái)發(fā)射裝置，
5、但不能同時(shí)裝載作業(yè)，一臺(tái)轉(zhuǎn)載作業(yè)平均需要10分鐘。多波次發(fā)射時(shí)不能連續(xù)兩個(gè)波次使用同一發(fā)射點(diǎn)位。部隊(duì)接收到發(fā)射命令后，需要進(jìn)行具體的發(fā)射任務(wù)分配。要求同一波次的導(dǎo)彈齊射，彈道不交叉，且整體暴露時(shí)間最短。為了解決發(fā)射任務(wù)分配問題，我們要建立數(shù)學(xué)模型解決下面問題：（1）現(xiàn)接受任務(wù)為1個(gè)波次對(duì)3個(gè)目標(biāo)各4發(fā)導(dǎo)彈，求發(fā)射任務(wù)的合理分配方案和機(jī)動(dòng)方案。（2）現(xiàn)接受任務(wù)為分3個(gè)波次對(duì)3個(gè)目標(biāo)的進(jìn)行火力打擊，每個(gè)波次每個(gè)目標(biāo)各4發(fā)導(dǎo)彈，為使得單臺(tái)發(fā)射裝置最大暴露時(shí)間和整體暴露時(shí)間最短，該如何確定各波次發(fā)射任務(wù)的分配方案和機(jī)動(dòng)方案。（3）針對(duì)2個(gè)波次的
6、火力打擊任務(wù)，構(gòu)建一個(gè)任務(wù)分配模型和設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法，只要輸入導(dǎo)彈類型、彈目匹配、導(dǎo)彈數(shù)量以及各待機(jī)區(qū)域、轉(zhuǎn)載區(qū)域、發(fā)射點(diǎn)位、待打擊目標(biāo)的坐標(biāo)就能得到合理的方案，使整體暴露時(shí)間最短。2．模型假設(shè)1．假設(shè)題目所給的道路圖中各發(fā)射點(diǎn)的方位與實(shí)際情況沒有太大出入；2．假設(shè)這12臺(tái)車載導(dǎo)彈裝置沒有區(qū)別；3．假設(shè)轉(zhuǎn)載地域可根據(jù)方案提前準(zhǔn)備好所需的導(dǎo)彈，其種類與數(shù)量都可確定；4．假設(shè)車載導(dǎo)彈裝置嚴(yán)格按照方案機(jī)動(dòng)，不存在走錯(cuò)路的情況。3．通用符號(hào)說明序號(hào)符號(hào)符號(hào)說明12個(gè)待機(jī)地域3223個(gè)目標(biāo)35個(gè)轉(zhuǎn)載地域438個(gè)道路節(jié)點(diǎn)530個(gè)發(fā)射點(diǎn)位673個(gè)劃分點(diǎn)
7、1．問題一模型的建立與求解4.1問題分析由于問題一只需發(fā)射一波導(dǎo)彈，所以不需要考慮裝彈問題（在哪個(gè)轉(zhuǎn)載地域裝載導(dǎo)彈和裝載什么種類的導(dǎo)彈），問題一即讓我們確定出12個(gè)發(fā)射點(diǎn)，使暴露時(shí)間最短且彈道不交叉。針對(duì)暴露時(shí)間最短的要求，我們擬通過Matlab編程求出每一小段道路的距離，打算建立最短路徑模型，運(yùn)用Dijkstra算法，可能求出到每一個(gè)待機(jī)區(qū)域到發(fā)射點(diǎn)的距離。我們準(zhǔn)備建立0-1規(guī)劃模型，以距離最短為目標(biāo)函數(shù)，可能求出到每一個(gè)待機(jī)區(qū)域距離最短的12個(gè)發(fā)射點(diǎn)。針對(duì)彈道不能交叉的要求，我們擬通過求斜率的方法對(duì)這12個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理分配。4.2模型
8、的建立4.2.1每一小段道路的距離求解由于從待機(jī)地域移動(dòng)到發(fā)射點(diǎn)位并不是走的一條直線，而是經(jīng)過幾小段道路采到達(dá)的，所以為了方便表示機(jī)動(dòng)總距離，我們將發(fā)射點(diǎn)位、轉(zhuǎn)載地域、道路節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一看做劃分點(diǎn)，把“作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)
