军事任务计划建模与优化方法

本书研究基于约束满足（SAT）理论的任务不确定军事行动方案生成问题建模与求解方法，提出了一种基于PA网络的任务不确定项目调度问题建模方法，设计了一种基于领域知识的SAT问题求解算法；基于多目标约束优化理论的资源不确定军事任务规划方法，提出了一种军事任务规划问题多目标进化优化算法，扩充了多目标进化算法的实际应用领域；基于鲁棒性调度理论的时间不确定军事资源分配方法，提出了一种基于资源流网络的军事资源分配方案生成算法，设计了一种在调度方案中优化分配时间缓冲的正向逆向调度算法。

程光权，博士，现任国防科技大学系统工程学院副研究员，“指挥控制组织设计与优化”教育部科技创新团队骨干成员，主要从事军事人工智能方面的研究，主持承担自然科学基金等重量课题4项、装备预研等部委级课题5项。获军队科技进步奖3项，发表论文30余篇、20余项。

章 绪论............................................................................ 1 第二章 不确定环境下军事任务计划模型与求解框架................ 17 2.1 军事任务计划构成要素............................................................... 17 2.1.1 任务.................................................................................... 17 2.1.2 任务关系............................................................................ 18 2.1.3 资源.................................................................................... 20 2.2 军事任务计划不确定因素及其建模........................................... 21 2.2.1 任务不确定性及其建模.................................................... 21 2.2.2 资源不确定性及其建模.................................................... 25 2.2.3 时间不确定性及其建模.................................................... 26 2.3 不确定环境下军事任务计划模型............................................... 27 2.3.1 符号.................................................................................... 28 2.3.2 约束条件............................................................................ 29 2.3.3 目标函数............................................................................ 30 2.4 不确定环境下军事任务计划求解框架....................................... 31 2.4.1 设计思想............................................................................ 32 2.4.2 不确定性应对策略............................................................ 33 2.4.3 不确定环境下军事任务计划问题求解框架.................... 33 2.5 本章小结....................................................................................... 35 第三章 任务不确定军事行动方案生成方法.............................. 36 3.1 任务不确定军事行动方案生成问题概述................................... 36 3.2 任务不确定军事行动方案生成问题建模................................... 37 3.2.1 SAT理论基本概念........................................................... 37 3.2.2 基于SAT理论的问题模型.............................................. 39 3.2.3 基于逻辑任务图的问题模型化简方法............................ 40 3.3 任务不确定军事行动方案求解算法........................................... 44 3.3.1 SAT问题的求解算法....................................................... 44 3.3.2 DPLL算法框架................................................................. 45 3.3.3 基于知识的任务不确定军事行动方案求解算法............ 47 3.4 案例分析....................................................................................... 50 3.4.1 案例想定............................................................................ 50 3.4.2 问题建模............................................................................ 51 3.4.3 问题求解............................................................................ 52 3.5 本章小结....................................................................................... 53 第四章 资源不确定军事任务规划方案生成与优化方法............. 54 4.1 资源不确定军事任务规划问题模型........................................... 54 4.1.1 符号与相关前提假设........................................................ 55 4.1.2 数学模型............................................................................ 56 4.2 资源不确定军事任务规划问题求解策略................................... 57 4.2.1 基于资源缓冲的求解策略................................................ 57 4.2.2 基于时间缓冲的求解策略................................................ 60 4.3 军事任务规划初始方案生成算法............................................... 63 4.3.1 任务执行模式.................................................................... 64 4.3.2 方案生成机制.................................................................... 64 4.3.3 优先规则............................................................................ 66 4.4 军事任务规划多目标优化算法................................................... 67 4.4.1 多目标优化问题及求解算法............................................ 67 4.4.2 军事任务规划多目标优化算法流程................................ 69 4.5 案例分析....................................................................................... 74 4.5.1 案例想定............................................................................ 74 4.5.2 实验设计............................................................................ 76 4.5.3 结果分析............................................................................ 77 4.6 本章小结....................................................................................... 81 第五章 时间不确定军事资源分配方案生成与优化方法............. 82 5.1 时间不确定军事资源分配问题模型........................................... 82 5.1.1 符号.................................................................................... 82 5.1.2 数学模型............................................................................ 83 5.2 时间不确定军事资源分配问题求解策略................................... 84 5.2.1 基于资源流网络的鲁棒性求解策略................................ 84 5.2.2 基于时间缓冲的鲁棒性求解策略.................................... 86 5.3 军事资源分配方案生成算法....................................................... 87 5.3.1 资源流网络生成算法........................................................ 87 5.3.2 军事资源分配方案生成算法............................................ 91 5.4 时间不确定军事资源分配方案优化算法................................... 92 5.4.1 基于时间缓冲的资源分配鲁棒调度算法........................ 93 5.4.2 军事资源分配方案鲁棒调度算法.................................... 96 5.5 案例分析....................................................................................... 99 5.5.1 实验设计............................................................................ 99 5.5.2 结果分析.......................................................................... 100 5.6 本章小结 102