專利名稱：農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，用于對農(nóng)業(yè)信息對抗資源進行模糊規(guī)劃最優(yōu)分配，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)信息對抗資源的科學(xué)管理。
背景技術(shù)：
信息在農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有極為重要的地位，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，農(nóng)業(yè)信息化的建設(shè)和發(fā)展的事實說明，實施網(wǎng)絡(luò)中心農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式，堅持從信息的優(yōu)勢，到知識的優(yōu)勢，再到?jīng)Q策的優(yōu)勢，最終取得市場競爭的優(yōu)勢是取得農(nóng)業(yè)發(fā)展成功的關(guān)鍵，而農(nóng)業(yè)市場競爭的雙方擁有的信息對抗能力或奪取對信息的控制權(quán)能力正在成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力并取得競爭勝利的主要管理樣式和重要手段，在經(jīng)營、生產(chǎn)和管理研究領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，但如何對農(nóng)業(yè)信息對抗資源進行分配一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理研究中面臨的一個難題，這個問題的解決對于大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體競爭力，減少對價格昂貴的信息對抗資源的需求，具有十分重要的意義。
在農(nóng)業(yè)信息對抗資源中，有一部分資源與其它傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)競爭或?qū)官Y源存在本質(zhì)上的差異。首先，這些信息對抗資源通常具有多種對抗力特征，即可以提供多種形式的對抗力；其次，這些信息對抗資源通?？梢栽诖蟮乩韰^(qū)域范圍內(nèi)借助于網(wǎng)絡(luò)互連或信息傳遞能力實現(xiàn)快速分配和共享，形成的對抗力可以突破時間和空間的限制。例如可以通過對單個信息對抗資源在數(shù)量上進行調(diào)整，使分配的信息對抗資源在整體上達到成本最優(yōu)，與傳統(tǒng)的對抗資源相比，這種對信息對抗資源的最優(yōu)分配可以獲得比對傳統(tǒng)對抗資源的最優(yōu)分配更高的報酬。
隨著農(nóng)業(yè)競爭的機動性以及范圍的擴大，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速提供信息對抗資源的保障的任務(wù)變得更加復(fù)雜，其中最為突出的矛盾就是如何使有限的信息對抗資源發(fā)揮更大的作用以及如何使這些信息對抗資源發(fā)揮突破時空限制的優(yōu)勢。
在另一方面，網(wǎng)絡(luò)中心農(nóng)業(yè)環(huán)境也對信息對抗資源的最優(yōu)分配提出了迫切要求，因為借助于網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境，可以更加容易地實現(xiàn)信息對抗資源分配，從而使不適當?shù)男畔官Y源分配所造成的風(fēng)險也隨之變大，所以信息對抗資源最優(yōu)分配的好壞對網(wǎng)絡(luò)中心農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力具有更加重要的影響。因此，對信息對抗資源的最優(yōu)分配不僅是網(wǎng)絡(luò)中心農(nóng)業(yè)的重要特征及需要，而且也是網(wǎng)絡(luò)中心農(nóng)業(yè)必須解決的關(guān)鍵問題之一。
近年來，由于受信息對抗資源的分配方法和對信息對抗資源的描述及量化方法的限制，對信息對抗資源的分配問題的研究進展很少，實際上農(nóng)業(yè)信息對抗資源的分配至今一直是一個懸而未決的問題。通常認為信息對抗資源充分滿足需求即可的分配方法不僅造成有限的信息對抗資源的巨大浪費，而且還造成在有些對抗區(qū)域?qū)π畔官Y源的需求得不到滿足，使信息對抗資源成為制約對抗力提高的瓶頸，從而造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)被動局面，所以必須尋找新的方法解決信息對抗資源的分配問題。
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，涉及農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，最優(yōu)分配對象為農(nóng)業(yè)信息對抗資源。這種方法首先定義信息對抗資源的分配和信息對抗資源的對抗力屬性，然后構(gòu)造對信息對抗資源進行分配的準則，并根據(jù)對信息對抗對抗力需求的指標，建立對信息對抗資源最優(yōu)分配的模型，并用模糊規(guī)劃方法求解該模型，最終獲得根據(jù)需求對信息對抗資源最優(yōu)分配的方案，該方法具有高效、簡單、客觀、應(yīng)用廣泛和明顯提高對抗力等特點，可廣泛用于所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配，本發(fā)明進一步涉及實現(xiàn)這種方法的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先定義信息對抗資源以及每一種信息對抗資源所具有的對抗力的屬性，再根據(jù)對抗區(qū)域?qū)Ω鞣N不同信息對抗戰(zhàn)斗力的需求，建立與此需求有關(guān)的用于信息對抗資源最優(yōu)分配的模糊規(guī)劃模型，并通過求解該模型，最終獲得對信息對抗資源的最優(yōu)分配。因此，提出信息對抗資源最優(yōu)分配的構(gòu)想，定義信息對抗資源的對抗力的屬性，建立與信息對抗資源以及對相關(guān)信息對抗對抗力需求有關(guān)的信息對抗資源的最優(yōu)分配的模糊規(guī)劃模型，并求解該模型成為本發(fā)明的重要特征。
本發(fā)明農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法的技術(shù)方案是首先，將信息對抗資源定義為具有若干信息對抗對抗力屬性的決策變量，同時考慮到不同的信息對抗資源所具有的價格和對抗力屬性可能不同，并且假定對信息對抗資源進行最優(yōu)分配的目標是在給定信息對抗對抗力指標的約束條件下，使最終分配的信息對抗資源的總價格為最低(也可以假定其它對信息對抗資源進行最優(yōu)分配的目標)。其次，在考慮信息對抗對抗力指標的約束時，假定所有信息對抗資源的相對應(yīng)對抗力屬性的量可以線性疊加，而疊加的結(jié)果必須符合對應(yīng)的信息對抗對抗力指標所施加的限制，稱這種由疊加結(jié)果與信息對抗對抗力指標的限制所構(gòu)成的邏輯關(guān)系式為信息對抗資源最優(yōu)分配目標函數(shù)的一個信息對抗對抗力指標的約束條件，根據(jù)對信息對抗資源的對抗力屬性的對抗力指標的不同可以構(gòu)造多個不同的約束條件，所有這些約束條件就構(gòu)成了目標函數(shù)的線性約束關(guān)系方程組。最后，可以運用模糊規(guī)劃求解方法，求解由信息對抗資源最優(yōu)分配的目標函數(shù)和約束條件構(gòu)成的代數(shù)方程組或模型，即可獲得對信息對抗資源的最優(yōu)分配結(jié)果。
研究信息對抗資源的最優(yōu)分配，通常必須考慮信息對抗資源與信息對抗資源的具體實現(xiàn)或與信息對抗裝備之間的關(guān)系，由于信息對抗裝備是信息對抗資源的具體實現(xiàn)形式，根據(jù)信息對抗資源本身的對抗力屬性的不同，可以將信息對抗裝備看成是由物理設(shè)備、相關(guān)人員以及采用的對抗方法所組成的一個信息對抗單元，因此，對信息對抗資源的最優(yōu)分配，實際上就是對信息對抗裝備本身的最優(yōu)分配。
本發(fā)明創(chuàng)造的信息對抗資源最優(yōu)分配方法是通過求解實施最優(yōu)分配的目標函數(shù)和相關(guān)的約束條件代數(shù)方程組來實現(xiàn)的，而對信息對抗資源分配的對抗力要求是通過對不同的對抗力屬性代數(shù)式施加對應(yīng)的對抗力指標的限制來實現(xiàn)的，這樣就在信息對抗資源的最優(yōu)分配與對信息對抗資源分配的對抗力要求之間建立了一種對應(yīng)的約束關(guān)系，從而保證最優(yōu)分配的結(jié)果符合給定的對抗力要求。
本發(fā)明設(shè)計的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法適用于所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配是本發(fā)明的重要特征。
對于特定的對抗模式來說，可以求得在該模式需要的信息對抗資源中，各種對抗力資源在分配的總信息對抗資源中所占的最優(yōu)比例，然后再根據(jù)這個最優(yōu)比例，對整個信息對抗資源進行最優(yōu)配置，因此也可以將信息對抗資源的最優(yōu)分配問題，看成是在信息對抗資源中各種對抗力資源的最優(yōu)配方問題。信息對抗資源模糊規(guī)劃或模糊線性規(guī)劃最優(yōu)分配方法可進一步描述如下。
定義xi(i＝1，...，n)為對信息對抗資源i進行最優(yōu)分配的決策變量，aij為信息對抗資源i的對抗力j(j＝1，...，m)的含量，bj為希望分配的信息對抗資源第j個對抗力屬性達到的對抗力指標，ci為信息對抗資源i的價格，則可定義由目標函數(shù)和約束方程組構(gòu)成的、用于對n個信息對抗資源進行最優(yōu)分配的線性規(guī)劃模型為目標函數(shù)MinZ為使信息對抗資源的成本最小化MinZ＝c1x1+…+cnxn約束方程組為a11x1+a12x2+…+a1nxn≥b1(＝，≤b1)a21x1+a22x2+…+a2nxn≥b2(＝，≤b2)…am1x1+am2x2+…+amnxn≥bm(＝，≤bm)x1≥0，x2≥0，…，xn≥0通過單純形算法求解上述線性規(guī)劃模型，即可求出信息對抗資源的最優(yōu)分配結(jié)果或配方。因此，在信息對抗資源最優(yōu)分配中應(yīng)用線性規(guī)劃及模糊線性規(guī)劃的5個先決條件為
(1)可分割性所有被分配的信息對抗資源(決策變量)都可以分解成任何大小的有意義的部分或由任何大小有意義的部分組成，即可分解成不同的信息對抗對抗力部分或由不同的信息對抗對抗力部分所組成。
(2)正比例性對于任意決策變量xi，其對成本的貢獻為cixi，對第j種對抗力的貢獻為aijxi，如果將xi的量加倍，那么對成本或?qū)沽Τ煞莸呢暙I也應(yīng)加倍。
(3)可加性分配的信息對抗資源的總成本為各個信息對抗資源的成本之和，分配的信息對抗資源對第j個約束的總貢獻是多個信息對抗資源的貢獻之和。
(4)無矛盾性在線性規(guī)劃中，在一起分配的信息對抗資源之間不應(yīng)存在相互排斥性，即可一起共同工作。
(5)非隨機性所有的ci、aij以及bj都是已知的、確定性的，而不是隨機的。
通常將上述線性規(guī)劃稱為模糊線性規(guī)劃的原始線性規(guī)劃，模糊線性規(guī)劃模型是建立在上述原始線性規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上，但克服了原始線性規(guī)劃模型的不足，能有效處理在約束條件與目標函數(shù)之間存在的矛盾。
在上述信息對抗資源線性規(guī)劃最優(yōu)分配模型的基礎(chǔ)上，先求出最低成本Z0，在約束條件中，將“≥”模糊化為 (大約大于等于)，則可引入模糊約束集，并構(gòu)造模糊線性規(guī)劃如下。
設(shè)A＝(aij)m×n，B＝(bi)m×1，X＝(xj)n×1，C＝(cj)1×n。
稱minZ=CX≤~Z0]]>滿足AX≥~B,]]>X≥0為模糊線性規(guī)劃，Z0為模糊線性規(guī)劃中配方成本的期望值，可用上述普通線性規(guī)劃求得Z0。
通過將約束集模糊化，求出約束集的隸屬函數(shù)；再將目標函數(shù)模糊化，求出目標函數(shù)的隸屬函數(shù)，然后根據(jù)模糊判決，用最大隸屬原則求模糊解x*，就可將上述模糊線性規(guī)劃轉(zhuǎn)化為另一普通線性規(guī)劃maxλ1+1di(Σj=1naijxj-bi)≥λ(i=1,2,···,m)]]>-1d0(Σj=1ncjxj-Z0)≥λ]]>0≤λ≤1xj≥0(j＝1，2，…，n)其中di是各對抗力指標及信息對抗資源用量約束的伸縮量，即各項對抗力指標及信息對抗資源約束值的一個活動范圍，由信息對抗專家根據(jù)經(jīng)驗、對抗樣式及實際對抗的對象等因素來確定。di≥0(i＝1，2，…，m)，說明約束邊界模糊化了，從上述分析可見，di的引入也是將信息對抗專家的經(jīng)驗引入到信息對抗資源最優(yōu)分配或配方設(shè)計中。
根據(jù)上述討論，對模糊規(guī)劃或模糊線性規(guī)劃的求解實質(zhì)上是將模糊線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為普通線性規(guī)劃模型來求解。模糊線性規(guī)劃的求解方法如下第一步，構(gòu)造原線性規(guī)劃模型，用單純形方法，求出該線性規(guī)劃模型的最低成本Z0。
第二步，構(gòu)造加伸縮量的線性規(guī)劃模型目標函數(shù)minZ＝CX約束條件AX≥B-D，X≥0式中，D＝(di)m×1用單純形方法，求出該線性規(guī)劃模型的最低成本(Z0-d0)，從而得到目標約束的伸縮量d0。
第三步，構(gòu)造模糊線性規(guī)劃模型，求模糊最優(yōu)解及隸屬度。根據(jù)以上求解結(jié)果，并整理上述模糊線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型整理，得出一個新的線性規(guī)劃模型如下。
目標函數(shù)maxλ約束條件AX-Dλ≥B-D-CX-d0λ≥-Z0X≥0再用單純形方法，即可求出該線性規(guī)劃模型及模糊線性規(guī)劃的最優(yōu)解(x1*，x2*，...，xn*，λ*)，信息對抗資源的最優(yōu)分配x*=(x1*,x2*,···,xn*),]]>最低成本z*=Σj=1ncjxj*·]]>由于模糊線性規(guī)劃是在原始線性規(guī)劃及加入伸縮量之后線性規(guī)劃基礎(chǔ)上構(gòu)造的新線性規(guī)劃，所以它能夠根據(jù)原始線性規(guī)劃各項對抗力成分及信息對抗資源的影子價格自動按決策者給出的伸縮量調(diào)整配方，從而能夠得到一個成本低，且又滿足要求的合理配方。
此外，通過對上述原始線性規(guī)劃的對偶規(guī)劃的分析，可以研究在原始線性規(guī)劃問題中各個對抗力約束指標的經(jīng)濟代價，這種代價也稱為影子價格，對于信息對抗資源的最優(yōu)分配問題來說，通過求解它的對偶問題，可以進行如下定量分析(1)根據(jù)影子價格可以計算出各種信息對抗資源在最優(yōu)分配或最優(yōu)配方中的實際經(jīng)濟價值，顯而易見，凡選入最優(yōu)分配或最優(yōu)配方的信息對抗資源，其經(jīng)濟價值必然大于或等于它的對抗或市場價格，反之，該信息對抗資源將落選，因此決策者可以判斷，入選的信息對抗資源的價格上升到何種水平時，相關(guān)的最優(yōu)分配或最優(yōu)配方中該信息對抗資源的配比將下降甚至將不能繼續(xù)使用，而落選的信息對抗資源價格下降到何種水平時，再選入最優(yōu)分配將肯定獲利。
(2)給出組成最優(yōu)分配的各種信息對抗資源的價格有效范圍，信息對抗資源的價格在此范圍內(nèi)變化時，最優(yōu)分配結(jié)果將保持不變，一旦信息對抗資源的價格超過其有效范圍，則需要重新進行最優(yōu)分配，以確保成本最低。
(3)計算對抗力指標的有效區(qū)間，在此區(qū)間內(nèi)多種對抗力指標的影子價格不變，此時對抗力指標降低一個單位值，分配的信息對抗資源成本降低值等于該對抗力成份的影子價格，決策者可以據(jù)此尋求降低成本的有效途徑或選擇具有經(jīng)濟效益的某種信息對抗資源。
為了借助原始線性規(guī)劃模型的對偶模型，進一步分析上述原始線性規(guī)劃模型的解的結(jié)構(gòu)特征，定義由目標函數(shù)和約束方程組構(gòu)成的、上述原始線性規(guī)劃模型的對偶模型為描述對m個戰(zhàn)斗力要素的決策變量yj(j＝1，...，m)的線性規(guī)劃模型目標函數(shù)MaxG為使戰(zhàn)斗力含量指標達到最大化MaxG＝b1y1+…+bmym約束方程組為a11y1+a21y2+…+am1ym≤c1a12y1+a22y2+…+am2ym≤c2…
a1ny1+a2ny2+…+amnym≤cmy1≥0，y2≥0，…，ym≥0其中決策變量yj(j＝1，2，…，m)為待求信息對抗資源的對抗力指標bj(j＝1，2，…，m)的影子價格或機會成本。
通過單純形算法求解上述對偶線性規(guī)劃模型，即可完成對上述原始線性規(guī)劃的對偶分析。
在網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下，信息對抗資源可以實現(xiàn)全部或部分快速分配，而這種快速分配在本質(zhì)上又是對信息對抗資源的對抗力屬性的快速分配，常見可快速分配的對抗力有目標偵察、目標監(jiān)視、目標評估以及對目標信息的處理等。由于每一種信息對抗資源都可能與某一具體的信息對抗裝備或力量之間存在對應(yīng)關(guān)系，并可能擁有對抗力的部分或全部，對信息對抗資源的快速最優(yōu)分配在本質(zhì)上也是對相關(guān)信息對抗裝備或力量的快速最優(yōu)分配。
必須指出在實際信息對抗資源最優(yōu)分配的過程中，對信息對抗資源的最優(yōu)分配最終要落實到對信息對抗裝備或力量的分配上，因此必須考慮信息對抗裝備或力量本身是以整數(shù)計量的，而上述模糊規(guī)劃的求解結(jié)果有可能會使信息對抗裝備或力量的數(shù)量為非整數(shù)，這樣就有可能使這種非整數(shù)分配結(jié)果在具體的實現(xiàn)上被整數(shù)化，從而影響到模糊規(guī)劃最優(yōu)解的正確性。但在另一方面，可以在網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下實現(xiàn)快速分配的信息對抗裝備或力量本身對抗力屬性的值可以在一定范圍調(diào)整，因此非整數(shù)分配結(jié)果實際上也是可以實現(xiàn)的，這樣就可以保證最優(yōu)分配結(jié)果在具體實現(xiàn)中的正確性。
具體實施例方式
在下面的實施例中，用普通線性規(guī)劃與模糊線性規(guī)劃兩種方法計算，通過比較，說明模糊線性規(guī)劃在信息對抗資源最優(yōu)分配上的優(yōu)點。
實施例1首先用普通線性規(guī)劃求解信息對抗資源最優(yōu)分配問題。
現(xiàn)在假定在一個典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃中，必須對農(nóng)業(yè)信息對抗資源進行最優(yōu)分配，共考慮X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8和X9等9種信息對抗資源，欲給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分配1000個單位的信息對抗資源，在1000個單位的信息對抗資源中，含信息對抗資源X9為3.6個單位，而X3的使用量不超過70個單位，X5的使用量不超過40個單位，所分配的信息對抗資源要求滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對抗力要求，且成本最低。
每個信息對抗資源的對抗力都可以用8個對抗力屬性來描述，其中y1和y2與信息對抗區(qū)域目標偵察能力或?qū)沽τ嘘P(guān)，y3和y4與信息對抗區(qū)域目標監(jiān)視對抗力有關(guān)，y5和y6與信息對抗區(qū)域?qū)δ繕舜驌粜Чu估對抗力有關(guān)，y7與信息對抗區(qū)域?qū)δ繕诵畔⑻幚韺沽τ嘘P(guān)，y8與信息對抗區(qū)域信息傳遞對抗力有關(guān)。
因為X9給定，所以這里用X1～X8分別表示上述8種信息對抗資源，將各種信息對抗資源的對抗力成份及大小、信息對抗資源的價格以及該農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準對抗力需求量的數(shù)據(jù)列于表1。
表18種信息對抗資源的對抗和經(jīng)濟指標

構(gòu)造相關(guān)的信息對抗資源最優(yōu)分配的目標函數(shù)為minZ＝0.236x1+0.256x2+0.132x3+0.43x4+1.76x5+0.222x6+0.18x7+0.06x8其中待求的各種信息對抗資源的最優(yōu)分配量或選用比例xi(i＝1，2，...，8)前的系數(shù)為信息對抗資源的價格(10萬元/單位資源)。
表2和表3為通過求解線性規(guī)劃模型的單純形算法求出的信息對抗資源的最優(yōu)分配結(jié)果或配方，最低成本306.383(10萬元)。
表2線性規(guī)劃方法的計算結(jié)果


表3各種對抗力成分含量

實施例2用模糊線性規(guī)劃求信息對抗資源最優(yōu)分配。
從表2和表3的計算結(jié)果可以看出，該最優(yōu)分配各項對抗力指標全部滿足，且成本更低。但是該實例是在各項對抗力指標是不變常數(shù)的前提下獲得的結(jié)果，對于實際來說，必須考慮下述幾種情況(1)對抗力指標的限制由于作戰(zhàn)所需要的信息對抗對抗力是一個很復(fù)雜的問題，因此對各項對抗力指標的要求是一個模糊數(shù)值。例如，根據(jù)經(jīng)驗，Y8可以在原有的基礎(chǔ)上增加2％，而其余對抗指標則可在原有基礎(chǔ)上減少5％。
(2)對信息對抗資源本身的限制可以在原有的基礎(chǔ)上適當放寬，例如，X5可以在原有基礎(chǔ)上下浮5，即在35～40之間，X7可以在原有基礎(chǔ)上上浮10，在70～80之間。
(3)設(shè)置最優(yōu)價格的變化區(qū)間在信息對抗資源最優(yōu)分配問題中，把在滿足約束條件的前提下，價格盡可能低作為追求的目標。為了增加對信息對抗資源選擇的靈活性，可以將每次分配的信息對抗資源的價格限制在一定的范圍內(nèi)作為實現(xiàn)的目標，在這樣的期望水平下，來選擇各種信息對抗資源。因此，可用如下線性規(guī)劃求參數(shù)d0minZ＝0.236x1+0.256x2+0.132x3+0.43x4+1.76x5+0.222x6+0.18x7+0.06x8x1+x2+…+x8＝996.4 (d1＝0)3.43x1+2.91x2+…+2.6x6≥3200-160 (d2＝160)64x1+74x2+…+132x6≥115000-5750 (d3＝5750)85x1+105x2+…+190x6≥150000-7500 (d4＝7500)
2.9x1+3.5x2+…+10.6x8≥5600 (d5＝0)2.3x1+2.6x2+…+2.2x8≥3700 (d6＝0)0.2x1+0.4x2+…+400x6≥5000-250 (d7＝250)2.1x1+4x2+…+135x7≥4100-205 (d8＝205)13x1+65x2+…+125.7x6≤45000+900 (x9＝900)x3≤70+10 (d10＝10)x5≥40-5 (d11＝5)x1，x2…x8≥0可求得(Z0-d0)＝284.88，d0＝306.383-284.88＝21.503，為了保證有模糊線性規(guī)劃有解，通常d0值要取小些，實際取d0＝21。
在考慮上述三個要點的情況下，原有的線性規(guī)劃問題就轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€模糊線性規(guī)劃問題。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)、模糊線性規(guī)劃的模型以及給定的浮動值，可以得到如下的模糊線性規(guī)劃模型。
0.236x1+0.256x2+…+0.06x8≤306.4 d0＝21x1+x2+…+x8＝996.4 d1＝03.43x1+2.91x2+…+2.6x6≥3200 d2＝16064x1+74x2+…+132x6≥115000 d3＝575085x1+105x2+…+190x6≥150000 d4＝75002.9x1+3.5x2+…+10.6x8≥5600 d5＝02.3x1+2.6x2+…+2.2x8≥3700 d6＝00.2x1+0.4x2+…+400x6≥5000 d7＝2502.1x1+4x2+…+135x7≥4100 d8＝20513x1+65x2+…+125.7x6≤45000 d9＝900
x3≤70 d10＝10x5≥40 d11＝5x1，x2…x8≥0以上12個模糊式的解均可由如下普通線性規(guī)劃的解來表示maxλ1+1di(Σj=1naijxj-bi)≥λ(i=1,2,···,m)]]>-1d0(Σj=1ncjxj-Z0)≥λ]]>0≤λ≤1xj≥0(j＝1，2，…，n)將具體數(shù)據(jù)代入，解得的結(jié)果列于表4和表5。
表4模糊線性規(guī)劃方法的計算結(jié)果

表5各種對抗力成分含量

從計算結(jié)果可以看出，各項對抗力指標均在給定的浮動范圍內(nèi)，且無一項達到給定的浮動值，總價格卻比原來低了21.28(10萬元)。
通過比較，可以看出，應(yīng)用模糊線性規(guī)劃來實現(xiàn)信息對抗資源的最優(yōu)分配由于根據(jù)實際情況，對約束條件引進了一定的模糊浮動值，從而得到了比原始線性規(guī)劃更好的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，涉及農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，最優(yōu)分配對象為農(nóng)業(yè)信息對抗資源，首先定義信息對抗資源的分配和信息對抗資源的對抗力屬性，然后構(gòu)造對信息對抗資源進行分配的準則，并根據(jù)對信息對抗對抗力需求的指標，建立對信息對抗資源最優(yōu)分配的模型，并用模糊規(guī)劃方法求解該模型，最終獲得根據(jù)需求對信息對抗資源的最優(yōu)分配方案，該方法具有高效、簡單、客觀、應(yīng)用廣泛和明顯提高對抗力等特點，可廣泛用于所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配，本發(fā)明進一步涉及實現(xiàn)這種方法的技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述最優(yōu)分配對象為農(nóng)業(yè)信息對抗資源是指將農(nóng)業(yè)信息對抗資源作為最優(yōu)分配的對象，根據(jù)對抗區(qū)域或?qū)沟膶嶋H需求，從該對象中最優(yōu)分配部分信息對抗資源給對抗區(qū)域或?qū)?，即解決的是根據(jù)實際需要，從總體信息對抗資源中最優(yōu)分配部分信息對抗資源的問題。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述最優(yōu)分配對象為農(nóng)業(yè)信息對抗資源是指研究信息對抗資源的最優(yōu)分配時，通常必須考慮信息對抗資源與信息對抗資源的具體實現(xiàn)或與信息對抗裝備之間的關(guān)系，由于信息對抗裝備是信息對抗資源的具體實現(xiàn)形式，根據(jù)信息對抗資源本身的對抗力屬性的不同，可以將信息對抗裝備看成是由物理設(shè)備、相關(guān)人員以及采用的對抗方法所組成的一個信息對抗單元，因此，對信息對抗資源的最優(yōu)分配，實際上就是對信息對抗裝備本身的最優(yōu)分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述首先定義信息對抗資源的分配和信息對抗資源的對抗力屬性是指在將總體信息對抗資源的一部分分配給對抗區(qū)域、對抗或其它對象時，認為信息對抗資源具有多種對抗力或具有多種對抗力屬性，并且用在單位信息對抗資源中所含的不同信息對抗對抗力的百分數(shù)來定量描述信息對抗資源的信息對抗對抗力屬性，即信息對抗資源是一種具有多種信息對抗對抗力或?qū)沽傩缘馁Y源，這也是信息對抗資源可以進行最優(yōu)分配的重要基礎(chǔ)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述然后構(gòu)造對信息對抗資源進行分配的準則是指從總體信息對抗資源中分配部分信息對抗資源是按照一些預(yù)定的準則或規(guī)則進行的，最大限度的滿足這些準則或規(guī)則的分配也稱為最優(yōu)分配，而這些準則或規(guī)則的函數(shù)形式稱為實施最優(yōu)分配的目標函數(shù)，并可以根據(jù)實際需要自行設(shè)定不同的準則或規(guī)則，例如為了保證對總體信息對抗資源的最經(jīng)濟使用，可以建立與“最經(jīng)濟使用原則”有關(guān)的最小成本目標函數(shù)來實施最優(yōu)分配，即從總體信息對抗資源中分配部分信息對抗資源是按預(yù)定的準則或規(guī)則作為目標來完成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述并根據(jù)對信息對抗對抗力需求的指標，建立對信息對抗資源最優(yōu)分配的模型是指對信息對抗資源需求的一方來說，可以根據(jù)其所在對抗區(qū)域或?qū)沟膶嶋H需求，提出對信息對抗對抗力的具體要求(通常可以通過對抗仿真，經(jīng)驗公式或其它任何方式來確定對信息對抗對抗力的具體需求)，而這些需求則在信息對抗資源的最優(yōu)分配中，用來作為最優(yōu)分配必須要滿足的約束條件，然后再在最優(yōu)分配的目標函數(shù)和最優(yōu)分配的約束條件的基礎(chǔ)上，構(gòu)造實施信息對抗資源最優(yōu)分配的模型，即具有最優(yōu)分配的目標函數(shù)和最優(yōu)分配的約束條件是信息對抗資源最優(yōu)分配模型的重要特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述并用模糊規(guī)劃方法求解該模型，最終獲得根據(jù)需求對信息對抗資源的最優(yōu)分配方案是指下述對信息對抗資源進行最優(yōu)分配的模糊規(guī)劃方程以及通過求解該方程所獲得的信息對抗資源的最優(yōu)分配方案，但下述的數(shù)學(xué)公式、推導(dǎo)過程、計算結(jié)果以及應(yīng)用方法適用于對所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配，對于特定的對抗模式來說，可以求得在該模式需要的信息對抗資源中，各種對抗力資源在總信息對抗資源中所占的最優(yōu)比例，然后再根據(jù)這個最優(yōu)比例，對整個信息對抗資源進行最優(yōu)配置，因此也可以將信息對抗資源的最優(yōu)分配問題，看成是在信息對抗資源中各種對抗力資源的最優(yōu)配方問題，信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法可進一步描述如下，定義xi(i＝1，…，n)為對信息對抗資源i進行最優(yōu)分配的決策變量，aij為信息對抗資源i的對抗力j(j＝1，…，m)的含量，bj為希望分配的信息對抗資源第j個對抗力屬性達到的對抗力指標，ci為信息對抗資源i的價格，則可定義由目標函數(shù)和約束方程組構(gòu)成、用于對n個信息對抗資源進行最優(yōu)分配的線性規(guī)劃模型為目標函數(shù)MinZ為使信息對抗資源的成本最小化MinZ＝c1x1+…+cnxn約束方程組為a11x1+a12x2+…+a1nxn≥b1(＝，≤b1)a21x1+a22x2+…+a2nxn≥b2(＝，≤b2)…am1x1+am2x2+…+amnxn≥bm(＝，≤bm)x1≥0，x2≥0，…，xn≥0通過單純形算法求解上述線性規(guī)劃模型，即可求出信息對抗資源的最優(yōu)分配結(jié)果或配方，因此，在信息對抗資源最優(yōu)分配中應(yīng)用線性規(guī)劃及模糊線性規(guī)劃的5個先決條件為(1)可分割性所有被分配的信息對抗資源(決策變量)都可以分解成任何大小的有意義的部分或由任何大小有意義的部分組成，即可分解成不同的信息對抗對抗力部分或由不同的信息對抗對抗力部分所組成，(2)正比例性對于任意決策變量xi，其對成本的貢獻為cixi，對第j種對抗力的貢獻為aijxi，如果將xi的量加倍，那么對成本或?qū)沽Τ煞莸呢暙I也應(yīng)加倍，(3)可加性分配的信息對抗資源的總成本為各個信息對抗資源的成本之和，分配的信息對抗資源對第j個約束的總貢獻是多個信息對抗資源的貢獻之和，(4)無矛盾性在線性規(guī)劃中，在一起分配的信息對抗資源之間不應(yīng)存在相互排斥性，即可一起共同工作，(5)非隨機性所有的ci、aij以及bj都是已知的、確定性的，而不是隨機的。通常將上述線性規(guī)劃稱為模糊線性規(guī)劃的原始線性規(guī)劃，模糊線性規(guī)劃模型是建立在上述原始線性規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上，但克服了原始線性規(guī)劃模型的不足，能有效處理在約束條件與目標函數(shù)相互之間存在的矛盾，在上述信息對抗資源線性規(guī)劃最優(yōu)分配模型的基礎(chǔ)上，先求出最低成本Z0，在約束條件中，將“≥”模糊化為 (大約大于等于)，則可引入模糊約束集，并構(gòu)造模糊線性規(guī)劃如下，設(shè)A＝(aij)m×n，B＝(bi)m×1，X＝(xj)n×1，C＝(cj)1×n稱minZ=CX≤~Z0]]>滿足AX≥~B,X≥0]]>為模糊線性規(guī)劃，Z0為模糊線性規(guī)劃中配方成本的期望值，可用上述普通線性規(guī)劃求得Z0，通過將約束集模糊化，求出約束集的隸屬函數(shù)；再將目標函數(shù)模糊化，求出目標函數(shù)的隸屬函數(shù)，然后根據(jù)模糊判決，用最大隸屬原則求模糊解x*，就可將上述模糊線性規(guī)劃轉(zhuǎn)化為另一普通線性規(guī)劃maxλ1+1di(Σj=1naijxj-bi)≥λ(i=1,2,···,m)]]>-1d0(Σj=1ccjxj-Z0)≥λ]]>0≤λ≤1xj≥0(j＝1，2，…，n)其中di是各對抗力指標及信息對抗資源用量約束的伸縮量，即各項對抗力指標及信息對抗資源約束值的一個活動范圍，由信息對抗專家根據(jù)經(jīng)驗、作戰(zhàn)樣式及實際交戰(zhàn)的對象等因素來確定，di≥0(i＝1，2，…，m)，說明約束邊界模糊化了，從上述分析可見，di的引入也是將信息對抗專家的經(jīng)驗引入到信息對抗資源最優(yōu)分配或配方設(shè)計中，根據(jù)上述討論，對模糊規(guī)劃或模糊線性規(guī)劃的求解實質(zhì)上是將模糊線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為普通線性規(guī)劃模型來求解，模糊線性規(guī)劃的求解方法如下第一步，構(gòu)造原始線性規(guī)劃模型，用單純形方法，求出該線性規(guī)劃模型的最低成本Z0，第二步，構(gòu)造加伸縮量的線性規(guī)劃模型目標函數(shù)minZ＝CX約束條件AX≥B-D，X≥0式中，D＝(di)m×1用單純形方法，求出該線性規(guī)劃模型的最低成本(Z0-d0)，從而得到目標約束的伸縮量d0，第三步，構(gòu)造模糊線性規(guī)劃模型，求模糊最優(yōu)解及隸屬度，根據(jù)以上求解結(jié)果，并整理上述模糊線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，得出一個新的線性規(guī)劃模型如下，目標函數(shù)maxλ約束條件AX-Dλ≥B-D-CX-d0λ≥-Z0X≥0再用單純形方法，即可求出該線性規(guī)劃模型及模糊線性規(guī)劃的最優(yōu)解(x1*，x2*，…，xn*，λ*)，信息對抗資源的最優(yōu)分配x*=(x1*,x2*,...,xn*),]]>最低成本z*=Σj=1ncjxj*,]]>由于模糊線性規(guī)劃是在原始線性規(guī)劃及加入伸縮量之后線性規(guī)劃基礎(chǔ)上構(gòu)造的新線性規(guī)劃，所以它能夠根據(jù)原始線性規(guī)劃各項對抗力成分及信息對抗資源的影子價格自動按決策者給出的伸縮量調(diào)整配方，從而能夠得到一個成本低，且又滿足要求的合理配方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，其特征在于所述并用模糊規(guī)劃方法求解該模型，最終獲得根據(jù)需求對信息對抗資源的最優(yōu)分配方案是指原進行信息對抗資源最優(yōu)分配的模糊規(guī)劃模型的對偶模型可以用于分析原模型的對抗力指標的滿足程度對目標函數(shù)的滿足程度的影響，即用于確定對抗力指標的滿足程度對目標函數(shù)的滿足程度的影響，下述數(shù)學(xué)公式、推導(dǎo)過程、計算結(jié)果以及應(yīng)用方法適用于對所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配的對偶分析，通過對上述原始線性規(guī)劃的對偶規(guī)劃的分析，可以研究在原始線性規(guī)劃問題中各個對抗力約束指標的經(jīng)濟代價，這種代價也稱為影子價格，對于信息對抗資源的最優(yōu)分配問題來說，通過求解它的對偶問題，可以進行如下定量分析(1)根據(jù)影子價格可以計算出各種信息對抗資源在最優(yōu)分配或最優(yōu)配方中的實際經(jīng)濟價值，顯而易見，凡選入最優(yōu)分配或最優(yōu)配方的信息對抗資源，其經(jīng)濟價值必然大于或等于它的對抗或市場價格，反之，該信息對抗資源將落選，因此決策者可以判斷，入選的信息對抗資源的價格上升到何種水平時，相關(guān)的最優(yōu)分配或最優(yōu)配方中該信息對抗資源的配比將下降甚至將不能繼續(xù)使用，而落選的信息對抗資源價格下降到何種水平時，再選入最優(yōu)分配將肯定獲利，(2)給出組成最優(yōu)分配的各種信息對抗資源的價格有效范圍，信息對抗資源的價格在此范圍內(nèi)變化時，最優(yōu)分配結(jié)果將保持不變，一旦信息對抗資源的價格超過其有效范圍，則需要重新進行最優(yōu)分配，以確保成本最低，(3)計算對抗力指標的有效區(qū)間，在此區(qū)間內(nèi)多種對抗力指標的影子價格不變，此時對抗力指標降低一個單位值，分配的信息對抗資源成本降低值等于該對抗力成分的影子價格，決策者可以據(jù)此尋求降低成本的有效途徑或選擇具有經(jīng)濟效益的某種信息對抗資源，為了借助原始線性規(guī)劃模型的對偶模型，進一步分析上述原始線性規(guī)劃模型的解的結(jié)構(gòu)特征，定義由目標函數(shù)和約束方程組構(gòu)成的、上述原始線性規(guī)劃模型的對偶模型為描述對m個對抗力要素的決策變量yj(j＝1，…，m)的線性規(guī)劃模型目標函數(shù)MaxG為使對抗力含量指標達到最大化MaxG＝b1y1+…+bmym約束方程組為a11y1+a21y2+…+am1ym≤c1a12y1+a22y2+…+am2ym≤c2…a1ny1+a2ny2+…+amnym≤cmy1≥0，y2≥0，…，ym≥0其中決策變量yj(j＝1，2，…，m)為待求信息對抗資源的對抗力指標bj(j＝1，2，…，m)的影子價格或機會成本，通過單純形算法求解上述對偶線性規(guī)劃模型，即可完成對上述原始線性規(guī)劃的對偶分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息對抗資源模糊規(guī)劃最優(yōu)分配方法，涉及農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，最優(yōu)分配對象為農(nóng)業(yè)信息對抗資源。首先定義信息對抗資源的分配和信息對抗資源的對抗力屬性，然后構(gòu)造對信息對抗資源進行分配的準則，并根據(jù)對信息對抗對抗力需求的指標，建立對信息對抗資源最優(yōu)分配的模型，并用模糊規(guī)劃方法求解該模型，最終獲得根據(jù)需求對信息對抗資源的最優(yōu)分配方案，該方法具有高效、簡單、客觀、應(yīng)用廣泛和明顯提高對抗力等特點，可廣泛用于所有農(nóng)業(yè)信息對抗資源的最優(yōu)分配，本發(fā)明進一步涉及實現(xiàn)這種方法的技術(shù)。
文檔編號G06Q10/00GK1818955SQ200610038859
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者朱澤生, 孫玲 申請人:孫玲