基于协商的舰艇编队协同防空决策冲突消解∗
王 超 王家文
（海军大连舰艇学院教研保障中心 大连 116018）
摘 要 冲突是舰艇编队协同防空决策过程中一种不可避免的现象。针对如何消解编队制定协同防空决策方案过程中，各舰艇成员子方案之间冲突的问题，提出一种基于多智能体协商的编队协同防空决策冲突消解方法，在提出方案元、约束条件等概念的基础上，对冲突问题和冲突检测进行了形式化描述，进而提出了编队协同防空决策冲突消解的算法。仿真实例证明，该算法能够有效地辅助编队指挥员，在实施编队防空作战指挥时消除方案中可能存在的各种冲突。
关键词 协商；协同防空决策；冲突消解
1 引言
编队协同防空决策是组成编队的各舰艇成员，在编队指挥机构的组织下，根据分配的作战任务和本舰的作战资源制定各自的作战预案，然后上报编队指挥机构，进行综合集成，最终得到编队协同防空决策方案的过程［1～2］。
在编队各舰艇成员制定本舰作战预案的过程中，由于决策的依据是自身的最大利益，因此，各自的作战预案之间不可避免地会存在冲突。如何科学、高效地消解这些冲突，是编队制定协同防空决策方案过程中的一个关键问题。
2 编队协同防空决策冲突分析
编队成员在制定各自防空决策作战预案的过程中，可能导致冲突的作战资源分配主要包括三种类型。
1）火力资源
火力资源是舰艇实施各种作战行动所依赖的主要手段。水面舰艇防空作战的火力抗击方式主要包括硬武器抗击和软武器抗击两种。编队成员在同时使用硬武器抗击，或同时使用软硬武器抗击时，均有可能发生火力干扰。
定义5 冲突问题。给定问题P 12=(R 1⊗R 2)*CQ ，如果经过冲突检测，在约束条件CQ下，R1和R2不能同时实现，那么称P为冲突（对立）问题，记为P 12=(R 1↑R 2，CQ )。
电磁资源是舰艇正常使用各类舰载传感器和有源干扰设备的重要保障。由于此类设备对电磁资源的使用具有独占性，因此，如果多种设备同时使用相同频段的电磁资源，会由于相互之间的电磁干扰而发生电磁冲突［3］。
定义8 冲突特征。给定冲突问题P 12=(R 1↑R 2，CQ )，其中导致冲突的特征元C组成的集合称为冲突特征，记为：
舰艇的运动和作战都是在一定空间范围内进行的。编队中的舰艇在遂行作战任务、多艘舰艇同时进行舰艇机动时，都可能出现空间资源使用上的冲突。如果未能消解这类冲突，作战时某舰艇可能会进入其他舰艇武器使用的危险区，甚至发生多舰艇相撞。
Anti_kind为抗击使用武器的类型，硬武器抗击记为A1，软武器抗击记为A2；
3 一般的冲突消解策略
目前，常用的冲突消解策略包括回溯、约束松驰和协商等方法。
1）回溯：在分布式人工智能系统中，当出现结论冲突时，采用回溯技术找到回溯节点，修改不相容的环境及相应的结构模型以消解冲突。回溯技术有顺序回溯和相关制导回溯两种。在顺序回溯过程中，总是先考虑最近的节点，这可能导致回溯量过大；相关制导回溯是根据对消解不一致最有利的节点来回溯，而不考虑无关的节点，因此具有更高的回溯效率［4］。回溯法在规则系统中使用较多，如在状态空间搜索问题中，在当前状态与目标发生冲突后，可通过回溯返回到以前的某个决策点，选择另一种方案，从而修改了原来的规划，以解决冲突。回溯技术的缺点是：随着问题复杂性的增加，回溯搜索会非常费时。
2）约束松弛法：这种方法取决于赋给目标约束的静态权值，当系统发现冲突时，在保持约束权和最小条件下，放宽一些约束条件，从而有利于消解冲突。约束松弛法的缺陷是用数值表示冲突消解知识不直观，且难以理解。
在各成员智能体之间建立约束关系时，由于考虑到了各自的求解目标和利益目标，故采用约束松弛往往会造成某个智能体求解目标和利益目标的改变，当这种改变不利于其完成任务时，这个智能体可能会拒绝接受约束松弛，从而导致消解失败。因而约束松弛有其使用的局限性，一般适合于成员企业内部冲突的消解或耦合度较小的冲突消解，对于耦合度较高的冲突则应采用知识推理或仲裁的方法进行消解。智能体之间的知识冲突通常采用约束松弛法进行消解，可以采用形式化语言对冲突过程进行描述。
3）协商：协商是分布式人工智能研究中引起广泛关注的一种信急交换和冲突消解模式，一般来讲，它是指用来增进系统协调的通讯机制。即使不出现冲突，协商也是十分重要的，因为它所产生的系统承诺将超过参与协商的主体个人承诺。协商能够在任意层次上实现，它便于灵活地运用冲突消解策略，不同层次上可采用不同的协商机制。协商包括基于冲突知识的协商、基于代价的协商和多级协商［5～8］。
此外，还有学者对基于任务［9］、基于特征优先关系［10］和基于组件单元模型［11］的冲突消解方法进行了研究。
4 基于协商的冲突消解方法
根据编队协同防空决策的特点，我们提出一种基于协商的编队协同防空决策冲突消解方法。
豪宅里只有四个下人：保安、花匠、厨子、女佣。四个人站成一排，眼睛瞅着脚尖，向艾莉弯腰致敬，艾莉霎时成为女皇。男人冲他们说，给艾小姐准备洗澡水，四个人立即一起奔向浴室。似乎他们不是要为艾莉准备一缸温水，而是要为她宰杀一头大象。少顷四个人一起返回，说，秦先生，洗澡水备好了。
4.1 基本概念
为实现冲突消解过程的形式化描述，基于可拓理论的基本思想［12］，首先给出关于方案元、约束条件、冲突问题等一些基本概念的定义。
定义1方案元。作战方案由若干参数组成，确定的方案关于每个参数都有确定的量值，将作战方案的名称、参数和量值，作为对方案描述的基本单元，简称为方案元。表示为
R =
其中，N 表示方案名，C 表示方案特征，V 表示N 关于C 所取的量值，可以是简单变量，也可是数据结构。这三者称为方案元的三要素。它们的关系用V =C (N )表示。
进一步分析，对于编队协同防空决策方案元，其特征参数C 可描述为以下多元组：
步骤7 Agi 根据与所有智能体的协商结果，决定放弃自身方案或上报编队指挥智能体A 指仲裁。
其中：
Own_id为本舰ID；
OwnPos＜long，lat＞为本舰位置（经度，纬度）；Tar_batch为抗击目标的批号；
Weapon为抗击使用的武器，舰空导弹记为W1，舰炮记为W2，有源干扰记为W3，冲淡干扰记为W4，质心干扰记为W5；
采用SPSS 21.0统计学软件对数据进行处理，计数资料以百分数（%）表示，采用x2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。
一般而言，现代化中并没有所谓的城市与农村划分，更没有类似于“农民”的身份标签，在养老方面更摆脱了“个体化”的家庭养老和“自然化”的土地养老。无疑，养老公共化成为现代社会的重要特征。目前我国农村养老供给主体包括家庭、社区、宗族、政府等，其中主要以家庭为核心，国家只是家庭养老的“托底”。在新时代条件下，社会主要矛盾转变、供给侧结构性改革、乡村振兴战略等实际上都指向于农村发展现代化，需要补齐养老上的供给短板。
在探讨替代材料的过程中，人们发现许多生活中常见的物品可用于制版。比如地板蜡、油画棒等有防腐作用，水性油墨、乃至丝网版画的封网胶也可以用作防腐剂。清洁版面则使多用温和的弱碱或弱酸液体，如碳酸钠（小苏打）、酱油等。国外企业早已开发相应的环保制版材料，如基于丙烯酸的防腐剂（ARE）可以代替传统的沥青和硬蜡，它可用弱碱水从版面上清除。
＜Fire_t1，Fire_t2＞为武器使用的时间范围；
Fire_azimuth为武器发射的方位；
1.1 一般资料 选取本院2010年3月至2016年8月救治的肛周合并腰背会阴大面积撕脱伤的患者10例为研究对象，均为车祸伤。其中男 8例，女 2例；年龄16～50岁，中位年龄28岁；肛周环形撕脱伤4例，>1/2周径肛周撕脱伤4例，<1/2周径肛周撕脱伤2例；软组织缺损(8%～25%)6例，肠破裂4例，尿道断裂3例，阴茎阴囊皮肤撕脱伤2例，阴道撕裂2例，骨盆骨折8例，双下肢骨折6例；合并失血性休克8例，腹膜后血肿5例；继发皮肤坏死5例，坏死性筋膜炎4例。所有患者肛管和直肠无损伤。
在OA学术资源的发现获取上，从OA学术资源的权威性、发展性、系统性出发，各馆根据院校学科特点与科研需求，预先制定采集计划（包括采集资源的语种、类型、学科等），借鉴地方高校较为成熟的OA学术资源获取技术，不断探索创新获取方法、手段和工具，如利用资源发现工具（如Google Scholar、Yahoo CCSearch等）、隐性信息查找工具（如INfomine、InvisibleWeb、DirectWeb等）和各高校、科研机构建设的OA学术资源导航系统等，全方位发现、采集各类型OA学术资源，全面提升资源发现的针对性、准确性与效益性[5]。
Radar为保障武器发射必须使用的雷达；
＜Radar_t1，Radar_t2＞为雷达开关机时间；
对于全民学习共享平台而言，教学质量是平台社会服务能力的体现，对教学质量提出高要求，才能规范教学活动的各个环节，促进教学效果的优化。教学质量管理是全民学习共享平台的品质保证：
定义2 约束条件。为避免冲突，各作战智能体的方案元特征必须满足的要求称为约束条件。用一个二元组来描述
其中：
X =
是一组变量，
是一组值域，每个元素是对应相应变量可能取值的一个集合。
定义3 问题。由方案元R1、R2和约束条件CQ组成的关系式称为问题，记为P 12=(R 1⊗R 2)*CQ 。
定义4 冲突检测。在约束条件CQ下，判断方案元R1和R2能否同时实现的行为，称为冲突检测。
2）电磁资源
定义 6 相容问题。给定问题P 12=(R 1⊗R 2)*CQ ，如果经过冲突检测，在约束条件CQ下，R1和R2能够同时实现，那么称P为相容问题，记为P 12=(R 1↓R 2，CQ ) 。
定义7 相关。对于任意两个方案元R1和R2，若未抗击同一批目标，未同时使用电磁资源，并且没有机动的需要，则称方案元无关，否则称方案元相关。
3）空间资源
定义9 冲突集合。给定冲突问题P 12=(R 1↑R 2，CQ )，将冲突特征、对应的特征量值以及不满足的约束条件构成的集合，称为冲突集合，记为CS ={ }CA ，V ，CQ 。
4.2 冲突消解算法
假设编队系统中共包含m 个作战智能体，其中，已制定自身方案的智能体有n 个，记为
考虑第i 个智能体制定自身预案后，与AgS 之间进行作战方案冲突的检测与消解过程。
步骤1 AgS 根据自身作战方案，构建各自的方案元，记为
步骤2 Agi 根据自身预案构建方案元Ri ，并发送至AgS ，各智能体接收后，首先基于约束条件进行方案元的相关性判断，并反馈Agi 。
步骤3 若方案元之间无关，根据性质1，说明不会存在冲突，返回。否则，对于方案元相关的智能体，根据方案元和约束条件，建立问题模型。
步骤4 智能体根据问题模型，分别进行冲突检测，确定问题类型，进行问题相容度分析，判断是对立问题还是相容问题，对于相容问题，不做处理；对于对立问题，确定冲突特征，构造冲突集合。
步骤5 若所有问题均相容，不存在冲突，返回。否则，Agi 根据约束条件，通过调整自身方案对每类冲突进行统一消解，化冲突问题为相容问题，完成后返回；若单纯基于自身调整无法消解，需要其它智能体配合调整的，将对方调整建议发送至相关智能体。
步骤6 相关智能体接收后，若可以接受，则调整自身方案，并通知Agi ，冲突消解完成。若无法接受，通知Agi 。
C=＜Own_id，OwnPos＜long，lat＞，Tar_batch，Weapon，Anti_kind，＜Fire_t1，Fire_t2＞，Fire_azimuth， Radar， ＜Radar_t1， Radar_t2＞， ＜Elect-Mag_freq1，ElectMag_freq2＞＞。
步骤8 编队指挥智能体对冲突仲裁后，将最终意见发送至Agi 。
冲突的检测与消解过程用UML活动图如图1所示。
5 实例
假设红方编队由三艘驱逐舰组成，基本参数如表1所示，T时刻蓝方空中目标情况如表2所示。
表1 红方驱逐舰编队组成表
红方编队根据红蓝双方的对抗态势，制定初步的编队防空决策预案，其中，舰艇1001的各方案元分别为
＜ElectMag_freq1，ElectMag_freq2＞为雷达使用电磁频段范围。
表2 蓝方空中目标参数表
图1 方案冲突检测与消除活动图
考虑舰艇1002与舰艇1001、1002之间关于防空方案的冲突检测与消解过程。首先构建方案元集合RS 2：
③史卫民:《大数据时代个人信息保护的现实困境与路径选择》，《情报杂志》2013年第12期。同样，瞿淼在《数据为王:大数据时代数据的法律属性及保护》中论述到，数据当然也不能在人身权的范围内解决。因为只有那些属于个人隐私的信息，才能在人身权的范畴内得以纳入保护和调整。甚至传统的隐私权因为范围如此狭窄和有限，中国不得不通过立法的方式另行创设了“个人信息”这样的概念，来对此进行规范和保护。但是，根据现行《全国人大常委会关于加强网络信息保护的决定》，获得保护的信息范围仅限于“能够识别公民个人身份和涉及公民个人隐私的电子信息”。
按照冲突消解算法，首先与RS 1进行相关性判断。按照相关性判断的原则，可以证明R 21!～R 11，R21 !～R12 ，但对于R21 和R13 ，由于Anti_kind（R13 ）=A1，Anti_kind（R 21）=A1，且 Tar_batch（ R 13）= Tar_batch（R 21），由此可知，R 21～R 13。
由于内容上的相关性，此处将后两个标准——非谓词标准和等式标准——一并处理。专名不能在句子中作谓词，这是典型的语言标准。正是在这个意义上，弗雷格说“der Begriff Pferd”(马这个概念)不是概念词而是专名，因为这个短语显然不能做谓词，只能做主词，因而就有了著名的克里悖论：“der Begriff Pferd ist ein Gegenstand”(马这个概念是一个对象)。但是这条标准有一个补充说明，即专名可以成为概念词的一部分。这个补充说明几乎让诸如“Sokrates”这类传统殊相和“Philosoph”这类传统共相在争夺对象地位的竞赛中回到了同一起跑线上。
进一步构造问题模型，P =(R 13⊗R 21)*CQ ，根据约束条件CQ ，进行冲突检测。
由于（Fire_t2（R13 ）-Fire_t2（R21 ））=2，存在 1001的舰炮与1002的舰空导弹相互干扰的可能，因此，P 31=(R 13↑R 21，CQ )是冲突问题。
取CS 0.8 g，在1%的醋酸水溶液中搅拌至完全溶解。将上述活化产物滴加到CS溶液中，继续搅拌24 h使其充分反应。然后将反应物装入烧杯中，用切向流超滤膜（切割相对分子质量为10 000）超滤，除去未反应完的EDC及其他副产物。收集透析产物，冷冻干燥得到产物，置于干燥器中储存备用。反应路线图见图1-B。
确定冲突特征：CA ={C 1，C 2，C 3，C 4} 。
其 中
（2）GIS能为项目规划与设计提供各项信息，如功能区划、地形地势、地质条件、水文地质、既有管线、既有线路，使道路选线工作能够得到良好的数据保证。
构造冲突集合
第二，大数据时代的到来为各行各业的发展提供了更好的发展空间，同时对个行业也提出了新的和更高的要求，在大数据的作用下，数据的保存和查阅变得更加方面和快捷。在这样的背景之下，人们也开始逐渐意识到大数据时代到来的重要性，也认识到数据资料的整理所带来的益处。
冲突集合产生后，根据冲突消解类型和消解原则，由1001对方案元R13 进行修改：
经过以上冲突检测与消解后，舰艇1002与1001之间子方案的冲突已消除，整个编队的决策方案形成。
如果瘙痒不能改善，可以应用药物，首先是选择止痒外用药，如含薄荷、樟脑的药水或药膏，及炉甘石洗剂等，这些物质通过刺激神经末梢传递冷感觉而掩盖痒感。表面麻醉剂（如利多卡因）也有抗瘙痒作用。含低浓度的弱效糖皮质激素药膏如氢化可的松外用也可以止痒。
6 结语
冲突是编队协同防空决策过程中不可避免的现象，如何有效地消解冲突，是实现编队协同防空决策方法的关键。由于冲突产生的原因和表现形式多种多样，目前尚无统一的有效冲突消解方法。本文给出了编队协同防空决策方案冲突的数学描述形式，和基于多智能体协商的冲突消解算法，从如何高效实现编队协同防空作战的角度出发，对协同决策方案冲突的消解问题进行了深入的探讨，为实现水面舰艇编队的协同防空决策奠定基础。
参考文献
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Conflict Resolution of Formation Cooperative Anti-air Decision Based on Negotiation
WANG ChaoWANG Jiawen
（Education and Research Center of Dalian Naval Academy，Dalian 116018）
Abstract Conflict is an inevitable phenomenon in the process of cooperative air defense decision-making of warship formation.Aiming at the problem of how to resolve the conflict among the sub-schemes of each warship member in the process of formulating cooperative air defense decision-making scheme of formation，a method of conflict resolution based on multi-agent negotiation is proposed.At first，this paper proposes several conceptions including schema-element，formalizes the description of conflicted problem and conflict examining.At last，the conflict resolution model of cooperative anti-air decision for surface warship formation is proposed，the realized base of the warship formation cooperative anti-air decision is established.The simulation example proves that the model could help commander of warships formation resolve conflict when actualizing formation cooperative anti-air command effectively.
Key Words negotiation，cooperative anti-air decision，conflict resolution
中图分类号 TP391
DOI： 10.3969/j.issn.1672-9730.2019.04.004
∗ 收稿日期： 2018年10月13日，
修回日期： 2018年11月27日
作者简介： 王超，男，博士，助理研究员，研究方向：海军战术、作战仿真。王家文，男，硕士，副研究员，研究方向：高等教育管理。
Class Number TP391
标签：协商论文; 协同防空决策论文; 冲突消解论文; 海军大连舰艇学院教研保障中心论文;