一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统和方法与流程

本发明涉及资源管理，更具体的说，特别涉及一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统和方法。

背景技术：

1、现代战争中的作战资源管理是一个复杂且动态的过程，传统的静态管理方法已无法满足现代化作战需求。随着战场环境的复杂化和不确定性增加，现代作战对资源管理的要求也越来越高。传统的资源管理方法依赖于人工决策和集中式控制，难以应对动态变化的战场态势。

2、现有技术一、利用集中式数据库系统通过集中化的数据存储和处理，实现了对作战资源的管理，集中式系统结构简单，数据集中存储，易于管理和维护；然而，这种方式主要依靠人工输入和更新数据，存在响应速度慢、数据实时性差等问题，尤其在高强度和高频次的数据更新需求下，集中式系统的处理能力明显不足，导致数据实时性差和决策滞后，在处理大量实时数据时表现出明显的性能瓶颈，无法满足现代化作战的高频次数据更新需求。

3、集中式资源管理系的主要实现方式包括数据采集模块、数据存储模块和数据分析模块。数据采集模块通过传感器获取战场信息，数据存储模块集中管理这些信息，数据分析模块进行信息处理和决策支持。现有的集中式资源管理系统通过数据采集模块获取战场信息，并将这些信息集中存储在数据库中。数据分析模块对存储的数据进行处理，生成决策支持信息。然而，这种方式在数据更新和处理速度上存在明显的瓶颈，无法满足现代作战的实时性和高效性要求。

4、现有技术二、一些先进的作战资源管理系统开始引入分布式数据库和初步的智能化分析技术，分布式数据库技术通过数据的分散存储和处理，提高了系统的扩展性和容错能力，但在智能化协作和实时动态管理方面仍然不足。

5、分布式数据库技术的实现方案包括分布式数据存储、数据同步机制和基本的智能分析模块，通过这些模块的协同工作实现数据的分布式管理和初步的智能化处理。分布式数据库系统通过将数据存储在多个节点上，实现了数据的分散管理和处理。这种方式在一定程度上提高了系统的扩展性和容错能力，减少了单点故障的风险。然而，在智能化协作和实时动态管理方面，现有技术仍然存在不足，难以满足复杂战场环境下的需求。

6、因此，现有技术存在的问题，有待于进一步改进和发展。

技术实现思路

1、（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统和方法。

2、（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，包括多智能体系统层、环境模拟层以及管理决策层；所述多智能体系统层包括通过通信网络相互联通的指挥智能体、通信智能体、侦察智能体、火力智能体和保障智能体；所述环境模拟层包括多源数据融合模块、实时数据更新模块和环境数据库；所述管理决策层包括战场态势分析模块和决策建议模块；

3、所述侦察智能体通过多个传感器采集多源战场环境数据，所述多源数据融合模块将所述侦察智能体获取的多源战场环境数据通过为不同数据源的战场环境数据分配权重，采用加权平均融合进行多源数据融合生成战场融合数据；

4、所述战场态势分析模块根据战场融合数据进行战场态势分析，决策建议模块用于根据战场态势分析结果生成多层次决策树并发送至所述指挥智能体生成模拟作战资源管理方案，所述火力智能体和保障智能体执行模拟作战资源管理方案。

5、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述指挥智能体、所述通信智能体、所述侦察智能体、所述火力智能体和所述保障智能体为相互独立的子系统，采用分布式网络架构，分布在不同的作战实体上；

6、所述指挥智能体包括指挥协调模块和方案生成模块，所述指挥协调模块指挥协调其他智能体的行动，所述方案生成模块生成模拟作战资源管理方案；

7、所述通信智能体包括数据通信模块和网络管理模块，所述数据通信模块建立和管理与其他智能体之间的数据传输链路，所述网络管理模块支持网络的自我修复和自我优化；

8、所述侦察智能体包括传感器模块、目标识别模块和数据处理模块，所述传感器模块包括多种传感器组成的传感器网络用于感知战场环境并收集战场环境数据、所述目标识别模块识别敌方目标和作战资源，所述数据处理模块对所述传感器模块收集到的战场环境数据进行预处理；

9、所述火力智能体包括火力资源数据库和火力调度模块，所述火力资源数据存储和管理各种火力资源的信息，所述火力调度模块调度火力资源执行打击任务；

10、所述保障智能体包括后勤资源数据库和后勤调度模块，所述后勤资源数据库存储和管理各种后勤资源的信息所述后勤调度模块调度后勤资源以支持作战行动。

11、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述多源数据融合模块将所述侦察智能体获取的多源战场环境数据进行多源数据融合的过程包括：

12、将所述侦察智能体的传感器模块接收到的多个传感器采集的多源战场环境数据划分为m个数据源，m为所述传感器模块接收到的不同战场环境数据类型的数量，其中m≥2；

13、将战场划分为n个战场区域，即第一战场区域、第二战场区域、第三战场区域、…、第n战场区域，其中n≥2；

14、将多个不同数据源的战场环境数据进行编号，然后整合为多源战场环境数据d1，d2，d3，…，dm，其中d1，d2，d3，…，dm分别代表不同数据源的战场环境数据；多源战场环境数据中第m个数据源的战场环境数据dm=[dm1，dm2，dm3，…，dmn]，其中dm1，dm2，dm3，…，dmn分别为第m个数据源中不同战场区域的战场环境数据；

15、对多源战场环境数据进行权重分配，为不同数据源分配不同的权重值w，所述权重值w=[w1、w2、w3、…、wm]，其中w1、w2、w3、…、wm分别代表不同数据源数据的权重，w1+w2+w3+…+wm=1；

16、通过加权平均融合技术将不同数据源的多源战场数据进行数据融合得到融合数据d融合，所述融合数据d融合=[w1*d1,w2*d2,w3*d3…wm*dm]，其中不同数据源的数据及其权重一一对应。

17、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述多层次决策树包括上层的火力资源决策树和下层的后勤资源决策树，所述火力资源决策树包括威胁评估、火力资源充足和增援火力完成时间三个决策节点；所述后勤资源决策树包括后勤资源充足、前线需求、路径优化三个决策节点。

18、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，火力资源决策树通过战场融合数据进行威胁评估，计算敌方单位对我方目标的威胁指数，所述威胁指数的计算公式为：t=α×d+β×v，其中t为威胁指数，d参数为传感器模块收集的敌方单位与我方目标的距离，v参数为传感器模块收集的敌军移动速度，α和β是参数权重。

19、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述资源管理方案包括火力资源管理方案、后勤资源调度方案；所述火力资源管理方案包括目标区域子方案、武器类型子方案和打击强度和频率子方案，所述后勤资源调度方案包括优先补给区域子方案、物资类型和数量子方案和运输路径子方案。

20、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，还包括优化调整层，所述优化调整层包括方案评估模块和实时监测模块；所述实时监测模块根据环境数据库中的战场环境数据，实时监测战场环境；所述方案评估模块以实时战场环境数根据适用性评价指标体系评估当前资源管理方案的适用性，并判断资源管理方案是否需要优化调整。

21、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述适用性评价指标体系包括总体目标、一级指标和二级指标三个层次；所述适用性评价指标体系的总体目标为适用性评分，反映资源管理方案的整体有效性；所述一级指标包括任务达成性指标、资源利用率指标、战场控制力指标、适配性与灵活性指标、持续性指标五个一级指标项；所述任务达成性指标包括火力打击准确率指标、后勤补给准时率指标、敌军遏制率指标三个二级指标项，所述资源利用率指标包括火力资源利用率指标、后勤资源利用率指标、资源调度错误率指标三个二级指标项，所述战场控制力指标包括敌军遏制率指标、关键地带控制率指标、敌方推进压制率指标三个二级指标项，所述适配性与灵活性指标包括物资需求适应性指标、敌军动态适应性指标、实时反馈调整能力指标三个二级指标项，所述适配性与灵活性指标包括战场持久性指标、资源连续供应能力指标两个二级指标项。

22、一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，其中，所述二级指标评分通过实际执行效果与计划达成率计算得出；

23、所述一级指标适用性评分的计算公式为，其中，m为二级指标项的总数量，1≤n≤m，为对应二级指标项的二级指标评分，为各二级指标项的权重；

24、所述总体目标适用性评分的计算公式为：，

25、其中，j为一级指标项的总数量，1≤k≤j，为对应一级指标项的一级指标评分，为总体适用性中各一级指标的权重。

26、本发明还提供一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理方法，用于实现上述任一项所述的基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统，包括以下步骤：

27、步骤1、侦察智能体的传感器模块收集多个传感器采集的多源战场环境数据，并将数据通过通信智能体单元的数据通信模块传输至环境模拟层，环境模拟层的多源数据融合模块将来自不同传感器的多源战场环境数据进行数据融合，并保存在环境数据库中；

28、步骤2、管理决策层的战场态势分析模块根据环境数据库中的战场环境数据、火力资源数据库中的火力资源数据以及后勤数据库中的后勤资源数据进行战场态势分析，决策建议模块根据战场态势分析生成多层次决策树，指挥智能体的方案生成模块基于战场态势分析结果和多层次决策树生成初步的资源管理方案；

29、步骤3、指挥智能体的指挥协调模块根据资源管理方案生成相应的指令并将指令发送给火力智能体的火力调度模块和保障智能体的后勤调度模块执行资源管理方案，进行作战资源管理；

30、步骤4、数据实时更新模块将实时战场环境数据输入环境数据库中，优化调整层的实时监测模块实时监测战场环境数，方案评估模块以实时战场环境数根据适用性评价指标体系评估当前资源管理方案的适用性，当适用性评分小于80分，重新启用管理决策层的战场态势分析模块和实时监测模块重新生成优化后的多层次决策树，指挥智能体根据优化后的多层次决策树重新生成资源管理方案，并发送火力智能体的火力调度模块和保障智能体的后勤调度模块进行方案执行。

31、（三）有益效果：本发明提供一种基于多智能体系统的模拟作战资源管理系统和方法，通过多智能体系统的协同和自治，实现作战资源的实时动态管理，提升资源利用效率；通过多源数据融合，提供精准的决策支持，优化资源配置，提高作战效能；通过多层次决策树和适用性评价指标体系，系统能够在复杂多变的战场环境下，提供精准的决策支持信息，优化资源配置，提高作战效能。