第1章 第一戰-試手

劉輝一向喜歡自己解決問題，不愛麻煩別人，所以自己在研究集群演算法的時候，一直沒有叫來董九藝參與其中。

他開始考慮董九藝所說其他的集群問題，他的記憶力還不錯，全部都記得。

劉輝開始思考第一個問題，集群內外均勻流動的問題。他認為可以隨機設定一個漩渦點，讓集群外層可以沿著這個漩渦點，往裡面飛行，這樣這個外層全部進入集群內層之後，就可以把第二層自然而然的暴露出來了，最外層進入漩渦之後還需要到整個集群的最中心聚焦，為了不能變得太緻密而導致碰撞等其他問題，需要在流動的過程中，讓集群的其他部分慢慢的拉開距離，讓整個集群膨脹為跟原來大小差不多的形狀，這樣就可以完成第一次流動，而且，第二次的流動也跟第一次一樣，以此類推，直到所有的集群的火力全部發射完為止。

劉輝開始思考第二個問題，集群穩定成陣列降落問題。其實最重要的是在一個什麼樣的地形下降的問題。就算是最簡單的平地，也不能是直接下降，而是需要排列成一個平面的陣型，然後正常下降即可。排列成平面形狀就是算出集群下降時相互之間最小距離，然後在三維平面坐標中，保證不要在垂直方向上有重疊即可，如果有了最小距離內的重疊，就可以讓重疊的一個飛行器離開原有位置，到達最外層，或者是垂直稀疏的部分，如果是多個重疊的話，就讓最外圈膨脹，讓垂直密集區也在尺寸上慢慢拉開，這種拉開都是從外到里進行，拉開出現稀疏區域后，確定稀疏區域存在，確定位置，再讓密集集群飛行器進入這個稀疏區域的中心位置，一直有垂直重疊，就按照上述演算法一直循環，直到正常為止。對於稀疏區域的計算，就是設定好最小距離之後，計算一個區域每兩個飛行器的相互距離的平均值是否是遠大於設定的最小距離，即可確定。

劉輝開始思考第三個問題，集群用最優化的辦法來變換對應形狀。對於不同的戰爭，集群或許會有不同的形狀。相對區域狹小的地帶，集群可以是密集的，而相對於廣闊的地帶，集群可以展開成一個巨大的平面，這樣一次朝一個點開火，威力巨大，而且敵方用火力也無法一個個的消滅自己。但是也不能太大，如果太大的話，有些飛行器就會離敵方太遠，導致射擊精度下降，甚至相互之間會斷絕通訊聯繫。有時集群需要縮成一團，這樣會有比較好的隱身效果，不容易被敵方發現，一般是球形的，或者是類似於球形的形狀就可以了。如果有特殊需要變換成正方體等其他形狀，可以編號進行排列，排列方式可以按照希爾伯特曲線來排，雖然是三維的形狀，但是可以按照一維的方式進行控制。

劉輝開始思考第四個問題，集群自身不能碰撞。如果，集群之間不能發生碰撞，那就得需要集群之間保持距離，而保持距離中，需要有一個參考，這樣不會因為不同集群相互擠壓而影響運算。但是也不能相互之間離的太遠，導致影響通訊。那就需要設定最小距離和最大距離，同時確定集群飛行器的個數，如果飛行器之間的平均距離小於最小設定距離，那最外層必須要相互遠離，進行膨脹，緊接著次外層也要做遠離，以此類推，知道密集部分的飛行器之間的相互距離大於最小設定距離即可，這個演算法是自動化運行的，如果集群之間相互距離正常的話，就自動停止這個演算法運行。

劉輝開始思考第五個問題，集群自身需要保持特定距離。這個跟第四個問題開起來類似，但是不一樣，這不僅僅是要保持不要太近而導致碰撞，還有保持不能太遠而導致飛行器相互之間無法聯繫，也不能因為各種演算法的運行導致飛行器來回亂串，導致無法執行正常任務。這需要集群之間需要相互穩定，在確定最大距離之後，停止集群的膨脹。對於來回運動的集群，給一個參考，讓運動的飛行器想方設法的相對參考物停止，而且在集群運動的時候，也要跟隨參考物運動。集群的每個飛行器有了最小距離之後，形成一個球狀，在集群排隊之時，使用球形堆放原理可以讓整個陣列穩定下來。

劉輝開始思考第六個問題，集群陣型最大計算。這個問題是很有趣的，就是保證集群體積達到最大，還要保證不失去聯繫，或者是可控制範圍內的暫時性失去聯繫。這種最大無非就是線性最大、面型最大、體積最大而已了。線性最大，就是讓集群之間排成一條線，然後儘可能的拉大集群之間的距離，可以讓首部和尾部離得非常遠，這個作用就是為了能讓兩個距離遙遠的通訊可以用這種方法連接，而對於面形和體積的最大，則有多重情形，可以讓集群增加攻擊範圍。這裡最終要的就是不要按最大的距離來，因為稍不留神就容易丟失通訊連接。

劉輝開始思考第七個問題，丟失部分集群重新布陣。在執行集群任務過程中，丟失其中一個或者多個的時候，如果不及時調整，就會破壞陣型。集群本身是要確定數量的，實時會更新是不是所有的集群飛行器都在正常運轉。如果發現數量減少，而一時半會無法確定丟失的那個在哪裡，有需要繼續執行任務，就需要對比較集群陣型進行重排，為了不讓集群重排計算量過大，就只能使用一維鏈式控制，對斷裂處結合起來即可。就算是多個失聯，也用這種一維的方式進行重排就行。如果使用一維的方法，那就需要前一個編號飛行器和后一個編號飛行器之間相互之間，不能距離太遠，想要達到這種效果，又必須是面積或體積形狀的，就可以採用螺旋結構來穩定這個集群的陣列。

劉輝開始思考第八個問題，丟失集群在被丟失后自動尋找回來。如果丟失的飛行器還想找回來，就需要確定是哪個飛行器，確定后，使用撥號的方式對周圍進行掃描呼叫。在這種情況下，先展開成面形最大，增加面積掃描。如果沒有找見，就直接排出一字，像表的指針一樣，一頭為不動的中心，這個一字沿著這個中心做順時針或者逆時針旋轉，最大化的撥號呼叫到丟失的飛行器，不論是失敗還是成功，最後這個一字型要自動以螺旋結構來縮小自己的面積或體積，使得陣型穩定，而不至於會遭到通訊不穩而混亂。

劉輝開始思考第九個問題，集群不受其他電波干擾。劉輝認為，這個設計到編碼論的問題，對於這些集群之間的聯絡，要採用實時更新，這樣就不會讓其他電波對其進行干擾，導致集群丟失。劉輝甚至認為，在某些情況下，也就是在電磁波干擾很強的情況下，集群無線電靜默，然後根據提前設定的程序逃離，強幹擾地區，直到到達安全地區的時候，才開始繼續使用通信收發裝置。

劉輝開始思考第十個問題，集群對特定形狀進行適應飛行。讓集群保持一個形狀很容易，但如果讓集群到達一個特殊的地點，在特殊的地方一特殊的形狀來飛行，就需要測距雷達了，集群自身必須搭載一個雷達裝置，探測周圍的障礙物，再使用堆球法在這種特殊地方飛行。比如，在幾十個集群飛行器被大飛機回收的時候，那些集群首先需要排隊飛入大飛機的門口，然後再用測距雷達探測大飛機內部的結構，之後再出現堆球法方案來進行特殊隊列的排列。。