(57)【要約】【課題】処理時間が有限である場合に複数の火器を複数の目標に対して有効に割当てることができる火力配分装置を得る。【解決手段】割当て処理時間を算出する割当て処理時間算出器１３と、割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報に基づいて撃墜確率を算出する撃墜確率算出器１４と、割当て対象目標航跡情報に基づいてそれぞれの目標の目標価値を算出する目標価値算出器１５と、割当て処理を行う複数の手法と複数の手法のそれぞれについて割当て処理にかかる予測処理時間及び割当て処理による予測割当て効果とを対応付けた割当て手法情報をあらかじめ記憶する割当て手法情報ファイル１６と、割当て処理時間と、撃墜確率と、目標価値と、割当て手法情報とを取り込み、割当て処理時間内に火器から目標への割当て行列を決定する割当て行列決定部とを備える。【選択図】図１
2006029651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標航跡情報に含まれる目標に対して、火器情報に含まれる火器の割当てを行う火力配分装置であって、
前記火器情報に基づいて割当て対象となる火器を抽出して割当て対象火器情報を生成する割当て対象火器情報生成器と、
前記目標航跡情報に基づいて割当て対象となる目標を抽出して割当て対象目標航跡情報を生成する割当て対象目標航跡情報生成器と、
前記割当て対象火器情報及び前記割当て対象目標航跡情報に基づいて割当てを行うための割当て処理時間を算出する割当て処理時間算出器と、
前記割当て対象火器情報及び前記割当て対象目標航跡情報に基づいて各火器の各目標に対する撃墜確率を算出する撃墜確率算出器と、
前記割当て対象目標航跡情報に基づいてそれぞれの目標の目標価値を算出する目標価値算出器と、
割当て処理を行う複数の手法と、前記複数の手法のそれぞれについて割当て処理にかかる予測処理時間及び割当て処理による予測割当て効果とを対応付けた割当て手法情報をあらかじめ記憶する割当て手法情報ファイルと、
前記割当て処理時間と、前記撃墜確率と、前記目標価値と、前記割当て手法情報とを取り込み、前記割当て処理時間内に火器から目標への割当て行列を決定する割当て行列決定部と
を備えたことを特徴とする火力配分装置。
【請求項２】
請求項１に記載の火力配分装置において、
前記割当て対象火器情報生成器は、前記火器情報に基づいて割当て対象となる火器を抽出してクラスタ毎に集約した割当て対象火器情報を生成し、
前記割当て対象目標航跡情報生成器は、前記目標航跡情報に基づいて割当て対象となる目標を抽出してクラスタ毎に集約した割当て対象目標航跡情報を生成する
ことを特徴とする火力配分装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部は、
前記割当て処理時間と、前記撃墜確率と、前記目標価値と、前記割当て手法情報とを取り込み、前記割当て処理時間内に火器から目標への割当てを行うことのできる複数の手法を前記割当て手法情報に基づいて選択し、選択した前記複数の手法のそれぞれを用いて複数の割当て行列を算出する初期割当て決定器と、
前記初期割当て決定器で算出された前記複数の割当て行列と、前記撃墜確率と、前記目標価値とを取り込み、前記複数の割当て行列のそれぞれの効果をあらかじめ決められた評価関数を用いて評価し、最も効果のある割当て行列を決定する効果比較器と
を備えたことを特徴とする火力配分装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部は、
前記割当て処理時間と、前記撃墜確率と、前記目標価値と、前記割当て手法情報とを取り込み、前記割当て処理時間内に火器から目標への割当てを行うことのできる１つの手法を前記割当て手法情報に基づいて選択し、選択した前記１つの手法を用いて割当て行列を算出し、さらに、前記割当て行列の算出にかかった時間を前記割当て処理時間から差し引いて残時間を算出する初期割当て決定器と、
前記初期割当て決定器で算出された前記割当て行列及び前記残時間と、前記撃墜確率と、前記目標価値とを取り込み、前記割当て行列の効果をあらかじめ決められた評価関数を用いて評価し、前記割当て行列の一部の割当てを修正して効果の改善を図ることを前記残時間内で繰り返し処理し、逐次改善処理後の割当て行列を決定する残時間対応逐次改善器と
を備えたことを特徴とする火力配分装置。
【請求項５】
請求項４に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部は、
前記初期割当て決定器による割当て行列の算出処理にかける時間と、前記残時間対応逐次改善器による逐次改善処理にかける時間との時間分配を規定する分配情報をあらかじめ有する残時間配分器をさらに備え、
前記初期割当て決定器は、前記分配情報及び前記割当て処理時間に基づいて割当て行列の算出処理にかける時間を特定し、前記特定された時間内に火器から目標への割当てを行うことのできる１つの手法を前記割当て手法情報に基づいて選択し、選択した前記１つの手法を用いて割当て行列を算出し、さらに、前記割当て行列の算出にかかった時間を前記割当て処理時間から差し引いて残時間を算出する
ことを特徴とする火力配分装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部は、
前記割当て処理時間と、前記撃墜確率と、前記目標価値と、前記割当て手法情報とを取り込み、前記割当て処理時間内に火器から目標への割当てを行うことのできる複数の手法を前記割当て手法情報に基づいて選択し、選択した前記複数の手法のそれぞれを用いて複数の割当て行列を算出し、さらに、前記割当て行列の算出にかかった時間を前記割当て処理時間から差し引いて残時間を算出する初期割当て決定器と、
前記初期割当て決定器で算出された前記複数の割当て行列と、前記撃墜確率と、前記目標価値とを取り込み、前記複数の割当て行列のそれぞれの効果をあらかじめ決められた評価関数を用いて評価し、最も効果のある割当て行列を決定する効果比較器と、
前記初期割当て決定器で算出された前記残時間と、前記効果比較器で決定された割当て行列と、前記撃墜確率と、前記目標価値とを取り込み、前記割当て行列の効果をあらかじめ決められた評価関数を用いて評価し、前記割当て行列の一部の割当てを修正して効果の改善を図ることを前記残時間内で繰り返し処理し、逐次改善処理後の割当て行列を決定する残時間対応逐次改善器と
を備えたことを特徴とする火力配分装置。
【請求項７】
請求項６に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部は、
前記初期割当て決定器による割当て行列の算出処理にかける時間と、前記残時間対応逐次改善器による逐次改善処理にかける時間との時間分配を規定する分配情報をあらかじめ有する残時間配分器をさらに備え、
前記初期割当て決定器は、前記分配情報及び前記割当て処理時間に基づいて割当て行列の算出処理にかける時間を特定し、前記特定された時間内に火器から目標への割当てを行うことのできる複数の手法を前記割当て手法情報に基づいて選択し、選択した前記複数の手法のそれぞれを用いて複数の割当て行列を算出し、さらに、前記割当て行列の算出にかかった時間を前記割当て処理時間から差し引いて残時間を算出する
ことを特徴とする火力配分装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の火力配分装置において、
前記初期割当て決定器は、割当て処理を行う手法を選択する際に、割当て処理に与えられた時間内に処理可能な手法の中から予測割当て効果が最大となる手法を選択することを特徴とする火力配分装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の火力配分装置において、
前記初期割当て決定器は、割当て処理を行う手法を選択する際に、割当て処理に与えられた時間内に処理可能な手法の中から予測割当て時間が最小となる手法を選択することを特徴とする火力配分装置。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の火力配分装置において、
前記割当て行列決定部で決定された割当て行列を記憶する割当て行列情報ファイルをさらに備えたことを特徴とする火力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の火器を複数の目標に対して割当てる火力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の火力配分装置は、目標の残存価値と撃墜確率を考慮して、目標価値管理行列と割当て行列を更新しながら火器と目標の割当てを決定するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２９６９７号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。従来の火力配分装置は、目標の残存価値の総和が一定値以下になる等の条件を満たした場合に終了するように構成されていた。従って、処理時間が有限の場合については考慮されておらず、必ずしも割当て処理を完了することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、処理時間が有限である場合に複数の火器を複数の目標に対して有効に割当てることができる火力配分装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る火力配分装置は、目標航跡情報に含まれる目標に対して、火器情報に含まれる火器の割当てを行う火力配分装置であって、火器情報に基づいて割当て対象となる火器を抽出して割当て対象火器情報を生成する割当て対象火器情報生成器と、目標航跡情報に基づいて割当て対象となる目標を抽出して割当て対象目標航跡情報を生成する割当て対象目標航跡情報生成器と、割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報に基づいて割当てを行うための割当て処理時間を算出する割当て処理時間算出器と、割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報に基づいて各火器の各目標に対する撃墜確率を算出する撃墜確率算出器と、割当て対象目標航跡情報に基づいてそれぞれの目標の目標価値を算出する目標価値算出器と、割当て処理を行う複数の手法と、複数の手法のそれぞれについて割当て処理にかかる予測処理時間及び割当て処理による予測割当て効果とを対応付けた割当て手法情報をあらかじめ記憶する割当て手法情報ファイルと、割当て処理時間と、撃墜確率と、目標価値と、割当て手法情報とを取り込み、割当て処理時間内に火器から目標への割当て行列を決定する割当て行列決定部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、割当て効果ならびに割当て処理時間が異なる複数の割当て手法を、与えられた処理時間に応じて適応的に選択して割当て処理を行うことにより、処理時間が有限である場合に複数の火器を複数の目標に対して有効に割当てることができる火力配分装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の火力配分装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明の火力配分装置は、有限の値として設定される割当て処理時間内に、最適な火力配分を行うことを特徴とする火力配分装置である。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。図１の火力配分装置１０は、外部からの入力情報として、火器情報ファイル１、目標航跡情報ファイル２及びセンサ情報ファイル３の各記憶部から必要なデータを読み込み、それらのデータに基づいてそれぞれの目標に対する火器の割当て情報を求めるものである。
【００１０】
実施の形態１における火力配分装置１０は、割当て対象火器情報生成器１１、割当て対象目標航跡情報生成器１２、割当て処理時間算出器１３、撃墜確率算出器１４、目標価値算出器１５、割当て手法情報ファイル１６、初期割当て決定器１７、効果比較器１８、及び割当て行列情報ファイル１９で構成される。
【００１１】
ここで、初期割当て決定器１７及び効果比較器１８からなる部分を割当て行列決定部と総称する。また、実施の形態１における初期割当て決定器１７は、予測効果最大手法選択器１７ａを有している。
【００１２】
まず始めに、外部からの入力情報である火器情報ファイル１、目標航跡情報ファイル２及びセンサ情報ファイル３について説明する。火器情報ファイル１は、火器の位置、射程範囲、主射撃方向及び主射撃範囲のデータを備えた火器情報を記憶する記憶部であり、火器情報管理装置（図示せず）によって逐次更新された最新の火器情報がこの火器情報ファイル１内に記憶されている。
【００１３】
目標航跡情報ファイル２は、目標追尾用のセンサ等により得られる目標の位置、進行方向、速度のデータを備えた目標航跡情報を記憶する記憶部であり、目標追尾装置（図示せず）によって逐次更新された最新の目標航跡情報がこの目標航跡情報ファイル２内に記憶されている。
【００１４】
さらに、センサ情報ファイル３は、目標追尾用センサの探知範囲等を記録したデータを備えたセンサ性能情報を記憶する記憶部であり、目標追尾装置によって管理されている。
【００１５】
火力配分装置１０は、これら火器情報、目標航跡情報及びセンサ性能情報のそれぞれの入力情報に基づいて、目標数、火器数、ならびに割当て処理に利用可能な処理時間等を考慮して、それぞれの火器をそれぞれの目標に対してどのように配分すべきかを割当て情報として算出することとなる。
【００１６】
次に、火力配分装置１０内部のそれぞれの構成要素について詳細に説明する。割当て対象火器情報生成器１１は、火器情報ファイル１からの火器情報に基づいて、現段階で使用可能であり火力配分の割当てを行うことができる火器を特定して割当て対象火器情報を生成する。割当て対象火器情報生成器１１は、例えば、割当てを行う領域を指定すれば、火器情報ファイル１から読み取った火器情報に対して領域の絞り込みを行って、割当て対象火器情報を生成することができる。
【００１７】
割当て対象目標航跡情報生成器１２は、目標航跡情報ファイル２からの目標航跡情報に基づいて、現段階で割当てを行う対象となる目標を特定して割当て対象目標航跡情報を生成する。割当て対象目標航跡情報生成器１２は、例えば、割当てを行う領域を指定すれば、目標航跡情報ファイル２から読み取った目標航跡情報に対して領域の絞り込みを行って、割当て対象目標航跡情報を生成することができる。
【００１８】
割当て処理時間算出器１３は、割当て対象火器情報生成器１１からの割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報生成器１２からの割当て対象目標航跡情報に基づいて、それぞれの目標に対する火器の割当てを行うための割当て処理時間を算出する。この割当て処理時間は、割当て処理を行うために許容される有限の値を意味する。割当て処理時間算出器１３は、例えば、目標数と火器数とに応じて、割当て処理時間を設定することとなる。
【００１９】
また、割当て処理時間算出器１３は、センサ情報ファイル３からのセンサ性能情報を加味して割当て処理時間を算出することもできる。割当て処理時間算出器１３は、例えば、センサ性能情報に含まれる目標追尾用センサの探知範囲と、割当て対象となる火器及び目標との位置関係から、割当て処理時間を設定できる。あるいは、火器数、目標数によらずに一定の割当て処理時間を設定することも可能である。
【００２０】
撃墜確率算出器１４は、割当て対象火器情報生成器１１から読み取った割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報生成器１２から読み取った割当て対象目標航跡情報に基づいて、それぞれの火器の各目標に対する射撃成功可能性を示す撃墜確率Ｐを算出する。ここで、撃墜確率算出器１４は、火器と目標との距離を利用して撃墜確率Ｐを規定することができる。例えば、距離が遠いほど低い値になるように設定し、下式（１）を利用して撃墜確率Ｐを算出することができる。
【００２１】
Ｐ＝Ｃ１／Ｒ１                                                    （１）
ただし、Ｃ１は正の定数、Ｒ１は火器と目標との距離である。
【００２２】
目標価値算出器１５は、割当て対象目標航跡情報生成器１２から読み取った割当て対象目標航跡情報に基づいて、各目標に対する脅威の指針となる目標の価値を算出する。ここで、目標価値算出器１５は、目標と特定の地点との距離、あるいは目標の速度を利用して、目標価値Ｖを規定することができる。例えば、目標との距離が近い、あるいは目標の速度が速いほど高い値になるように設定し、下式（２）を利用して目標価値Ｖを算出することができる。
【００２３】
Ｖ＝Ｃ２×（（Ｖ×ｃｏｓθ）／Ｒ２）    （θ＜９０°）
または
＝０                                  （９０°≦θ≦１８０°）    （２）
ただし、Ｃ２は定数、θは目標の進行方向と、目標と火力配分により守備すべき地点の中心とを結ぶ線分がなす角度、Ｒ２は目標と守備すべき地点との距離である。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態１における撃墜確率Ｐと目標価値Ｖとをまとめた目標価値管理行列を示す図である。この目標価値管理行列は、火器数Ｍ、目標数Ｎにおけるそれぞれの撃墜確率Ｐｉｊ（ｉ＝１〜Ｍ、ｊ＝１〜Ｎ）と、目標１〜Ｎのそれぞれに対する目標価値ｕ１〜ｕＮで構成されている。
【００２５】
割当て行列決定部は、割当て処理時間算出器１３から読み取った割当て処理時間、撃墜確率算出器１４から読み取った撃墜確率Ｐ、及び目標価値算出器１５から読み取った目標価値Ｖに基づいて、どの火器からどの目標に対して射撃するかを決定する割当て行列を算出し、算出した割当て行列を割当て行列情報ファイル１９に出力する。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態１における割当て行列を示す図である。この割当て行列は、火器数Ｍ、目標数Ｎにおけるそれぞれの割当てｘｉｊ（ｉ＝１〜Ｍ、ｊ＝１〜Ｎ）で構成されている。ｘｉｊは、０以上の整数値を取るものであり、例えば、ｐ１１が１のときは、目標１に対して火器１が１個割り当てられたことを意味する。
【００２７】
次に、割当て行列決定部の内部のそれぞれの構成要素について説明する。割当て手法情報ファイル１６は、あらかじめ決められた火器数Ｍ０と目標数Ｎ０に対して複数種類の割当て手法を適用した場合のそれぞれの予測処理時間、ならびに該割当て手法により得られるそれぞれの予測割当て効果があらかじめ記憶されている記憶部である。図４は、本発明の実施の形態１における割当て手法情報ファイル１６内のデータ構造を示す図である。
【００２８】
図４における割当て手法情報ファイル１６内のデータとしては、割当て手法としてＡ〜Ｄの４種類があり、それぞれの手法に対して、火器数Ｍ０、目標数Ｎ０の条件での予測処理時間及び予測割当て効果があらかじめ設定されている。ここで、予測割当て効果の値は、その数値が小さいほど効果が高いことを表すものとする。この予測割当て効果は、例えば、特許文献１に記載されている目標の残存価値等により求めることができる。すべての状況に対応して処理時間を算出しておくことは不可能であるため、計算機によるシミュレーション等により、単純な場合について算出しておく。
【００２９】
割当て行列決定部は、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率、目標価値算出器１５からの目標価値、及び割当て手法情報ファイル１６からの割当て手法情報に基づいて、条件に合う割当て手法を用いて初期火力割当てを算出する。ここで、初期火力割当てとは、割当て行列が存在しない状態から割当て行列を決定する割当て手法のことである。そして、割当て行列決定部は、条件に合う初期火力割当てを行うことにより、その中でもっとも割当て効果の高い割当てを選択して割当て行列を特定し、特定した割当て行列を割当て行列情報ファイル１９に記憶させる。
【００３０】
次に、割当て行列決定部の各構成要素による具体的な処理について説明する。初期割当て決定器１７は、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率、目標価値算出器１５からの目標価値、及び割当て手法情報ファイル１６からの割当て手法情報に基づいて割当て手法を選択し、選択した手法による初期割当てを生成する。初期割当て決定器１７は、例えば、以下のような手順で割当て手法の選択及び初期割当ての生成を行う。
【００３１】
ＳＴＥＰ１：割当て手法情報ファイル１６に記憶されたデータに基づいて、火器数Ｍ、目標数Ｎに対して各手法を適用した場合の処理時間ならびに割当て効果の見積りを行う。見積りは、すでに得られている火器数Ｍ０、目標数Ｎ０における予測処理時間ならびに予測割当て効果から、火器数Ｍ、目標数Ｎに対応するそれぞれの値を線形補間して算出することができる。
【００３２】
ＳＴＥＰ２：割当て処理時間算出器１３で設定された割当て処理時間を残時間の初期値とする。
ＳＴＥＰ３：それぞれの手法に対して見積られた処理時間の中で、残時間以内に収まる手法があるか否かを判定し、残時間以内に収まる手法がある場合にはＳＴＥＰ４以降の処理を行い、残時間以内に収まる手法がない場合には処理を終了する。
【００３３】
ＳＴＥＰ４：残時間以内に収まる手法がある場合には、該当する手法の中から一つの手法を選択し、選択した手法を用いて火器から目標への初期割当てを生成し、生成した割当て結果を効果比較器１８に出力する。ただし、該当する手法の中で、すでに初期割当てを生成済みの手法は選択しないものとし、選択する手法がない場合には処理を終了する。
【００３４】
ＳＴＥＰ５：採用した手法を適用して実際にかかった時間を、残時間から差し引くことにより新たな残時間を求める。
ＳＴＥＰ６：新たな残時間が０よりも大きい場合、すなわち残時間がまだある場合には、新たな残時間を用いて、ＳＴＥＰ３以降の処理を繰り返し行う。残時間がない場合には処理を終了する。
【００３５】
実施の形態１における初期割当て決定器１７は、予測効果最大手法選択器１７ａを有しており、上述のＳＴＥＰ１〜６の具体的な処理について、図４の割当て手法情報ファイルを用いて説明する。この予測効果最大手法選択器１７ａは、残時間内で予測割当て効果が最大となる手法を選択して、火器から目標への初期割当てを生成し、生成した割当て結果を効果比較器１８に出力する働きをする。
【００３６】
説明を簡便化するために、図４に示した予測処理時間及び予測割当て効果のそれぞれの値は、火器数Ｍ、目標数Ｎに対する値であるものと仮定し、さらに、割当て処理時間算出器１３で設定された割当て処理時間は４であると仮定する。したがって、ＳＴＥＰ１において、予測効果最大手法選択器１７ａが見積もったそれぞれの手法に対する処理時間ならびに割当て効果の値は、図４に示された値と等しいものとなる。
【００３７】
ＳＴＥＰ２において、予測効果最大手法選択器１７ａは、上述の仮定に基づいて、残時間の初期値を４とする。次に、ＳＴＥＰ３において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中で予測処理時間が４以内に収まる手法があるか否かを判断する。手法Ｃ及び手法Ｄの予測処理時間が４以内であるため、予測効果最大手法選択器１７ａは、ＳＴＥＰ４以降の処理を行う。
【００３８】
ＳＴＥＰ４において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ｃ及び手法Ｄの中から、予測割当て効果が最も期待できる手法（すなわち、この場合は予測割当て効果の値が最も小さいものに相当）として手法Ｃを選択する。さらに、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ｃを用いて火器から目標への初期割当てを生成し、生成した割当て結果を割当て行列として効果比較器１８に出力する。
【００３９】
次に、ＳＴＥＰ５において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ｃによる割当て処理にかかった時間を、残時間から差し引くことにより新たな残時間を求める。ここでは、予測処理時間３に対して、実際にかかった処理時間が２．９であったと仮定する。ここで、更新前の残時間をＴ１、実際の割当て処理にかかった時間をＴ０とすると、更新された残時間Ｔは、下式（３）で求められる。
Ｔ＝Ｔ１−Ｔ０                                                      （３）
【００４０】
上述の具体例では、Ｔ１＝４、Ｔ０＝２．９であり、更新された残時間Ｔは、上式（３）より１．１となる。次に、ＳＴＥＰ６において、予測効果最大手法選択器１７ａは、残時間がまだ１．１あるので、ＳＴＥＰ３以降の処理を繰り返すこととなる。ＳＴＥＰ３において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中で予測処理時間が１．１以内に収まる手法があるか否かを判断する。手法Ｄの予測処理時間が１．１以内であるため、予測効果最大手法選択器１７ａは、ＳＴＥＰ４以降の処理を行う。
【００４１】
ＳＴＥＰ４において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ｄを選択し、手法Ｄを用いて火器から目標への初期割当てを生成し、生成した割当て結果を新たな割当て行列として効果比較器１８に出力する。次に、ＳＴＥＰ５において、予測効果最大手法選択器１７ａは、手法Ｄによる割当て処理にかかった時間を、残時間から差し引くことにより新たな残時間を求める。ここでは、予測処理時間１に対して、実際にかかった処理時間が１．１であったと仮定する。
【００４２】
Ｔ１＝１．１、Ｔ０＝１．１を上式（３）に代入することにより、更新された残時間Ｔは、０となる。次に、ＳＴＥＰ６において、予測効果最大手法選択器１７ａは、残時間が０であるので、処理を終了することとなる。この結果、効果比較器１８には手法Ｃによる割当て行列と、手法Ｄによる割当て行列の２つの割当て行列が出力されたこととなる。
【００４３】
そこで、次に、効果比較器１８の処理を説明する。効果比較器１８は、所定の割当て処理時間内に求められた割当て行列の中から、最も効果のある割当て行列を抽出する。上述の例では、手法Ｃによる割当て行列と、手法Ｄによる割当て行列の２つの中から最も効果のある割当て行列を抽出することとなる。
【００４４】
効果の比較は、例えば、下式（４）のような評価関数を用いて行うことができる。下式（４）で与えられる目標の残存価値の和、あるいは各目標の残存価値の最大値によって効果の比較を行うことができる。ここで、下式（４）において、Ｎは目標数、Ｍは火器数、Ｖｊは目標ｊの価値の初期値、Ｐｉｊは火器ｉから目標ｊへの撃墜確率，ｘｉｊは火器ｉから目標ｊへの割当て数である。
【００４５】
【数１】
2006029651.tif 000003
【００４６】
効果比較器１８は、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率及び目標価値算出器１５からの目標価値に基づいて、上式（４）による比較を行うことにより、最も効果のある割当て行列を決定し、その割当て行列を割当て行列情報ファイル１９に記憶させる。
【００４７】
なお、効果比較器１８は、予測効果最大手法選択器１７ａから出力された割当て行列が１つしかない場合には、比較処理を行わずにその１つの割当て行列を割当て行列情報ファイル１９に記憶させる。また、効果比較器１８は、予測効果最大手法選択器１７ａから出力された割当て行列が１つもない場合（すなわち、所定の割当て処理時間では割当て行列が求められなかった場合に相当）には、割当て行列情報ファイル１９に記憶させる割当て行列を出力しないこととなる。
【００４８】
実施の形態１によれば、割当て行列決定部の一連の動作により、割当て処理時間が有限である場合にも、あらかじめ定められた複数の割当て手法から適した手法を選択して割当て行列を生成し、さらに、評価関数による評価結果から最も効果のある割当て行列を決定することができ、最適な火力配分を行う火力配分装置を実現できる。
【００４９】
なお、上述した初期割当て決定器１７は、予測効果最大手法選択器１７ａを採用して予測割当て効果が最大となる手法を適応的に選択したが、実施の形態１における火力配分装置はこれに限定されるものではない。例えば、目標数が少ない場合には、割当て効果が高い手法を適応的に選択し、目標数が多数の場合は、処理時間が小さい手法を効率的に選択することも可能であり、初期割当て決定器１７の機能により目標数に応じた火力配分が実現できる。
【００５０】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。実施の形態１の火力配分装置と実施の形態２の火力配分装置とを比較すると、割当て行列決定部の構成のみが異なっている。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、異なる構成の機能を中心に、以下に説明する。
【００５１】
実施の形態２における割当て行列決定部は、初期割当て決定器１７及び残時間対応逐次改善器２０で構成される。また、実施の形態２における初期割当て決定器１７は、予測時間最小手法選択器１７ｂを有している。
【００５２】
割当て行列決定部は、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率、目標価値算出器１５からの目標価値、及び割当て手法情報ファイル１６からの割当て手法情報に基づいて、火器から目標への初期火力割当てを算出し、さらに、算出した初期火力割当てを修正することにより割当て行列を決定する。すなわち、実施の形態２における割当て行列決定部は、初期割当てを１種類作成して、該初期割当ての改善を行い、割当て行列を生成する。
【００５３】
次に、割当て行列決定部の各構成要素について説明する。初期割当て決定器１７は、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率、目標価値算出器１５からの目標価値、及び割当て手法情報ファイル１６からの割当て手法情報に基づいて、割当て手法の選択ならびに初期割当ての作成を行う。
【００５４】
ここで、予測時間最小手法選択器１７ｂは、予測割当て時間が最小となる手法を選択し、火器から目標への初期割当てを生成する。手法の選択例を、先の図４を利用して説明する。図４において、割当て処理時間が４であった場合を想定すると、手法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中で、予測処理時間が３である手法Ｃ、または予測処理時間が１である手法Ｄが利用可能である。そこで、予測時間最小手法選択器１７ｂは、この中で手法Ｄが最も予測処理時間が短いため、手法Ｄを選択して実際の割当てを行う。
【００５５】
さらに、予測時間最小手法選択器１７ｂは、割当て処理時間算出器１３で設定された割当て処理時間から手法Ｄによる初期割当て決定にかかった時間を差し引くことにより、処理に利用可能な残時間を算出する。そして、予測時間最小手法選択器１７ｂは、手法Ｄによる初期割当て結果と、算出した残時間とを残時間対応逐次改善器２０に対して出力する。
【００５６】
残時間対応逐次改善器２０は、残時間の範囲内で、初期割当て結果を逐次改善手法を用いて改善する。ここで、逐次改善手法とは、割当て効果がより高くなるように既存の割当て行列を改善する手法のことであり、例えば、特許文献１に開示されている方法を適用することができる。
【００５７】
実施の形態２によれば、割当て行列決定部の一連の動作により、割当て処理時間が有限である場合にも、予測される処理時間が短い初期割当て手法を選択し、迅速に初期割当てを作成でき、さらに、より効果の高い逐次改善手法を選択することにより初期割当てを修正して割当て行列を生成することができ、最適な火力配分を行う火力配分装置を実現できる。
【００５８】
なお、実施の形態２で説明した残時間対応逐次改善器は、実施の形態１の火力配分装置に組み込むことも可能である。すなわち、実施の形態１において、効果比較器１８により１つの割当て行列を特定した後に、残時間の範囲内で逐次改善手法を適用することにより、特定した割当て行列の改善が可能となる。
【００５９】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。実施の形態２の火力配分装置と比較すると、実施の形態３の火力配分装置は、割当て行列決定部の中に残時間配分器２１がさらに付加されている点が異なる。また、実施の形態３における割当て対象火器情報生成器１１ａは、実施の形態１及び２の割当て対象火器情報生成器１１とは異なる機能を有し、実施の形態３における割当て対象目標航跡情報生成器１２ａは、実施の形態１及び２の割当て対象目標航跡情報生成器１２とは異なる機能を有している。その他の構成及び機能は、実施の形態２と同様であり、異なる構成及び機能を中心に、以下に説明する。
【００６０】
割当て対象火器情報生成器１１ａは、火器情報ファイル１からの火器情報を入力し、割当てを行うことができる火器数を、複数の火器をまとめたクラスタとして生成し直す機能を有している。すなわち、１つのクラスタには複数の火器が存在し、これらは同一の火器とみなして割当てを行うことにより、実質的に火器数の削減を図るものである。割当て対象火器情報生成器１１ａは、例えば、火器情報に含まれている火器の位置に関する情報から、所定の範囲にある火器を同一のクラスタとして統合することができる。
【００６１】
割当て対象目標航跡情報生成器１２ａは、目標航跡情報ファイル２からの目標航跡情報を入力し、割当てを行う対象となる目標数をクラスタとして生成し直す機能を有している。すなわち、１つのクラスタには複数の目標が存在し、これらは同一の目標とみなして割当てを行うことにより、実質的に目標数の削減を図るものである。割当て対象目標航跡情報生成器１２ａは、例えば、目標航跡情報に含まれている目標の位置に関する情報から、所定の範囲にある目標を同一のクラスタとして統合することができる。
【００６２】
割当て処理時間算出器１３は、割当て対象火器情報生成器１１ａからのクラスタ毎に統合された割当て対象火器情報及び割当て対象目標航跡情報生成器１２ａからのクラスタ毎に統合された割当て対象目標航跡情報に基づいて、それぞれの目標に対する火器の割当てを行うための割当て処理時間を算出する。
【００６３】
残時間配分器２１は、初期割当て決定器１７で行う初期割当ての処理時間と、残時間対応逐次改善器２０で行う逐次改善の処理時間との時間配分を決定する機能を備えている。この配分の一例としては、初期割当てと逐次改善との時間配分のいずれを重視するかに基づいて、両者の比率をあらかじめ設定しておく、あるいは、どちらかの処理にかける時間を固定値としてあらかじめ設定しておくことが考えられる。
【００６４】
実施の形態３における残時間配分器２１は、残時間対応逐次改善器２０による逐次改善処理の時間を確保するために、あらかじめある一定時間が余裕時間として設定されている。予測時間最小手法選択器１７ｂは、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間から残時間配分器２１で設定された余裕時間を差し引いた時間内で予測割当て効果が最大となる手法を選択し、火器から目標への初期割当てを生成する。手法の選択例を、先の図４を用いて説明する。図４において、残時間が４で、余裕時間が２である場合、予測時間最小手法選択器１７ｂは、手法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中から予測処理時間が２以内であるものとして手法Ｄを選択し、実際の割当てを行うこととなる。
【００６５】
さらに、予測時間最小手法選択器１７ｂは、割当て処理時間算出器１３で設定された割当て処理時間から手法Ｄによる初期割当て決定にかかった時間を差し引くことにより、その後の処理に利用可能な残時間を算出する。そして、予測時間最小手法選択器１７ｂは、手法Ｄによる初期割当て結果と、算出した残時間とを残時間対応逐次改善器２０に対して出力する。
【００６６】
残時間対応逐次改善器２０によるその後の処理は、実施の形態２と同様であり、説明を省略する。なお、予測時間最小手法選択器１７ｂは、残時間の計算を省略して、あらかじめ設定されている余裕時間を残時間として残時間対応逐次改善器２０に出力することも可能である。
【００６７】
実施の形態３によれば、割当て行列決定部の一連の動作により、割当て処理時間が有限である場合にも、複数の火器ならびに目標をクラスタ化することにより、短い処理時間で火力配分を行うことができる。さらに、あらかじめ余裕時間を割当て行列の逐次改善処理の時間として確保しておくことにより、割当て手法が終了しない確率を減少させることができ、確実に火力配分を行うことができる。
【００６８】
なお、実施の形態３で説明した予測時間最小手法選択器１７ｂは、実施の形態２にも容易に適用できる。
【００６９】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。実施の形態４の火力配分装置を実施の形態１及び２の火力配分装置と比較すると、割当て行列決定部の構成のみが異なっている。実施の形態４の割当て行列決定部は、実施の形態１と２の機能を合わせ持つものとなっている。その他の構成は、実施の形態１及び２と同様であり、異なる構成の機能を中心に、以下に説明する。
【００７０】
実施の形態４における割当て行列決定部は、初期割当て決定器１７、効果比較器１８、残時間対応逐次改善器２０及び残時間配分器２１で構成される。
【００７１】
次に動作について説明する。割当て行列決定部は、割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間、撃墜確率算出器１４からの撃墜確率、目標価値算出器１５からの目標価値、及び割当て手法情報ファイル１６からの割当て手法情報に基づいて、複数の手法による初期割当てを行った後に、その中から最も効果のある割当てを抽出し、さらに、抽出した初期火力割当てを修正することにより割当て行列を決定する。
【００７２】
初期割当て決定器１７は、実施の形態１で説明したように、所定の時間内で複数の手法による初期割当てを行い、その結果を効果比較器１８に出力する。効果比較器１８は、実施の形態１で説明したように、複数の初期割当て結果の中から最も効果のある割当て行列を抽出し、その結果を残時間対応逐次改善器２０に出力する。さらに、残時間対応逐次改善器２０は、実施の形態２で説明したように、抽出された割当て行列を逐次改善する。
【００７３】
残時間配分器２１は、実施の形態３と同じように、初期割当て決定器１７で行う初期割当ての処理時間と、残時間対応逐次改善器２０で行う逐次改善の処理時間との時間配分を決定する機能を備えている。この配分の一例としては、初期割当てと逐次改善との時間配分のいずれを重視するかに基づいて、両者の比率をあらかじめ設定しておく、あるいは、どちらかの処理にかける時間を固定値としてあらかじめ設定しておくことが考えられる。
【００７４】
本実施の形態４における初期割当て決定器１７は、残時間配分器２１からの時間配分設定値及び割当て処理時間算出器１３からの割当て処理時間に基づいて、初期割当て処理に配分された有限の時間を求め、その時間内で初期割当てを行い、初期割当て結果を効果比較器１８に出力する。さらに、初期割当て決定器１７は、実際に初期割当て処理でかかった時間を割当て処理時間から差し引くことにより残時間を求め、残時間対応逐次改善器２０に出力する。
【００７５】
残時間対応逐次改善器２０は、効果比較器１８によって決定された割当て行列に対して、初期割当て決定器１７から得られた残時間内で逐次改善処理を行い、割当て行列を決定する。
【００７６】
実施の形態４によれば、割当て行列決定部の一連の動作により、割当て処理時間が有限である場合にも、あらかじめ定められた複数の割当て手法から適した手法を選択して割当て行列を生成し、さらに、より効果の高い逐次改善手法を選択することにより初期割当てを修正して割当て行列を決定することができ、最適な火力配分を行う火力配分装置を実現できる。
【００７７】
さらに、残時間配分器の働きにより、初期割当て処理と逐次改善処理との時間配分をあらかじめ規定することが可能となり、有限の時間内で複数の割当て手法を適応的に選択できるとともに、特定された割当て行列の逐次改善を効率的に行うことがでる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における撃墜確率Ｐと目標価値Ｖとをまとめた目標価値管理行列を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における割当て行列を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における割当て手法情報ファイル１６内のデータ構造を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４による火力配分装置を含む全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１、１１ａ  割当て対象火器情報生成器、１２、１２ａ  割当て対象目標航跡情報生成器、１３  割当て処理時間算出器、１４  撃墜確率算出器、１５  目標価値算出器、１６  割当て手法情報ファイル、１７  初期割当て決定器、１７ａ  予測効果最大手法選択器（初期割当て決定器）、１７ｂ  予測時間最小手法選択器（初期割当て決定器）、１８  効果比較器、１９  割当て行列情報ファイル、２０  残時間対応逐次改善器、２１  残時間配分器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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