Research on the Modeling and Simulation of Optimal Dynamic Aerial Ammunition Scheduling and Transportation

Dehong Tian,Jianmin He,Haixin Sun,Jie Qi

doi:10.1051/jnwpu/20183661236

Abstract

To optimize the aerial ammunition scheduling and transportation, both the synergy among all departments of aerial ammunition support system and uncertain factors, such as traffic and attack situations, are taken into consideration in the model. The traffic and attack situations of roads are quantified as crossing time through the model so that the optimization can be simplified into multi-source shortest path problem. Then the optimal transport path of aerial ammunition and combination of storages can be determined by the improved Floyd-Warshall algorithm. Simulation result shows that the dynamic aerial ammunition scheduling and transportation model proposed in this paper is more suitable than traditional model in changing the decision according to the real-time fighting, so as to provide more reliable guarantee of troops.

Highlights

黑板的作用,负责各 Agent 之间数据的通讯和协调工作。具体来说,指挥 Agent 的主要功能具体分为以下 2 个方面: 首先指挥 Agent 是信息共享单位。指挥 Agent 是所有 Agent 信息的集散地,是实现整个航空弹药调运系统信息共享的平台,所有 Agent 之间可以通过指挥 Agent 的共享信息平台功能相互传递和共享信息,从而指挥 Agent 可以获取到决策所需的基础数据并且实时更新,其他 Agent 也可以通过与信息共享平台的通讯选择自己所需要的动态信息。
本文充分考虑了航空弹药调运过程中众多不确定性因素的影响,将战场实时道路交通状况和敌方攻击程度等不确定性因素通过数学模型转化为车辆通行时间的大小并以此作为该路段的权重,从而将航空弹药调运决策优化问题转化为传统的多源时间最短路径问题, 并通过 Floyd⁃Warshall 算法进行求解,得到航空弹药最优运输路径以及参与调配的储存点组合。由于不确定性因素具有动态特征,因而本文在航空弹药的调运过程中引入 Multi⁃Agent 方法描述各单位之间的协同作用对调运方案决策的动态影响。通过对平时环境和战时环境航空弹药调运的仿真结果进行对比,可以发现不确定性因素的动态特征对调运决策具有重要的影响,而本文提出的航空弹药动态调运模型可以根据战区的路况信息及时进行调运决策的调整,从而为部队作战提供更可靠的保障,对提高航空弹药保障系统的有效性和可靠性具有重要意义。

Summary

Introduction

田德红1, 何建敏1, 齐洁2, 孙海信2 (1.东南大学经济管理学院, 江苏南京 211189; 2.厦门大学信息科学与技术学院, 福建厦门 361005) 关键词:航空弹药;动态调运;优化;Floyd⁃Warshall 算法中图分类号:TJ410.1 文献标志码:A 文章编号:1000⁃2758(2018)06⁃1236⁃07 首先,作战部队对航空弹药的实际需求存在不确定性。作战过程中作战部队消耗的航空种类和数量与战争规模、装备水平、作战能力和战场环境等诸多因素相关,这些因素都是不可精确预测的。因此, 作战部队航空弹药的需求数量是根据作战状况实时更新的,通过战场环境分析与需求预测只能得到作战部队航空弹药需求的近似数量。其次,航空弹药运输过程中的交通路况存在不确定性。由于路网密集,里程近似的可选路线也很多,距离最短的路线中往往包含经常发生拥堵的路口或路段,车辆拥堵虽然具有一定规律,但同时也充满不确定性,在这种情况下,一旦运输过程遇到车辆拥堵,会严重拖延航空弹药的供给时间,对战争造成重要的影响。另外,敌方攻击使得航空弹药调配和运输方案均具有不确定性。在战场环境下,弹药保障系统一直是敌方重点攻击的目标。在现代信息化的高技术战争中,无论是航空弹药储存点还是航空弹药运输路径都会遭受更频繁更严厉的攻击,这些攻击会导致储存点航空弹药损失以及运输工具与设施损毁等问题,这些都引起航空弹药保障的延迟甚至中断。

Results

Conclusion