潛射魚雷類型識(shí)別證據(jù)的作用機(jī)理

陳顏輝, 洪 浩

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潛射魚雷類型識(shí)別證據(jù)的作用機(jī)理

陳顏輝1, 2, 洪 浩1

(1. 江蘇自動(dòng)化研究所, 江蘇 連云港, 222006; 2. 海軍潛艇學(xué)院 科研部, 山東 青島, 266071)

對(duì)來襲魚雷制導(dǎo)類型的識(shí)別是水面艦艇實(shí)施有針對(duì)性魚雷防御的前提條件, 證據(jù)的提取與分析則是構(gòu)建魚雷類型識(shí)別系統(tǒng)的基本要素。立足于戰(zhàn)技特征層信息, 從來襲魚雷的自身特征著手提煉出4個(gè)證據(jù), 從作戰(zhàn)海區(qū)環(huán)境著手提煉出3個(gè)證據(jù), 從戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息著手提煉出6個(gè)證據(jù), 詳細(xì)分析了這些證據(jù)對(duì)潛射魚雷制導(dǎo)類型識(shí)別的影響原理, 并對(duì)證據(jù)融合方法進(jìn)行了概述。分析結(jié)果能夠?yàn)榭陀^描述證據(jù)的基本概率賦值提供重要的理論支撐, 旨在有效推動(dòng)潛射魚雷類型識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程。

魚雷; 潛艇; 水面艦艇防御; 目標(biāo)識(shí)別; 證據(jù)

0 引言

潛射魚雷按制導(dǎo)類型一般可分為直航、聲自導(dǎo)、尾流自導(dǎo)和線導(dǎo)魚雷4種, 為了對(duì)抗不同類型來襲魚雷, 水面艦艇設(shè)計(jì)有不同的對(duì)抗器材和規(guī)避策略。但是, 如何才能有效識(shí)別來襲魚雷制導(dǎo)類型并采取有針對(duì)性的防御措施, 這是制約水面艦艇防御魚雷效能提高的重要瓶頸。下面從目標(biāo)、環(huán)境和態(tài)勢(shì)3類戰(zhàn)技特征層信息著手, 詳細(xì)分析不同證據(jù)對(duì)潛射魚雷類型識(shí)別的影響機(jī)理, 從而為客觀構(gòu)造證據(jù)的基本概率賦值(或隸屬函數(shù))奠定理論基礎(chǔ), 推動(dòng)潛射魚雷類型識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程。

1 目標(biāo)特征證據(jù)

現(xiàn)代水面艦艇主要通過聲納探測(cè)方式獲取水下目標(biāo)的特征信息, 從聲納聽測(cè)和頻譜分析中有可能直接讀取的信息包括目標(biāo)螺旋槳的頻率、周期、脈寬、轉(zhuǎn)速以及音色、主機(jī)類型等6種。以這些信息為基礎(chǔ), 可以進(jìn)一步提煉出以下4個(gè)特征信息用于魚雷類型識(shí)別。

1) 魚雷質(zhì)量級(jí)別

現(xiàn)代潛射魚雷可分為重型、中型和輕型3種。傳統(tǒng)自導(dǎo)魚雷或直航魚雷射程較近, 燃料裝量較少、彈體小、質(zhì)量輕; 線導(dǎo)魚雷則是在自導(dǎo)魚雷基礎(chǔ)上增加了導(dǎo)線收放裝置, 而且由于射程大幅增加, 燃料裝量多、動(dòng)力裝置大, 故多為重型魚雷。盡管通過聲納聽測(cè)和頻譜分析無法準(zhǔn)確獲取魚雷精確質(zhì)量, 但按照大、中、小3個(gè)級(jí)別進(jìn)行分類仍具備模糊識(shí)別的可能。

不考慮發(fā)射艇將線導(dǎo)魚雷作為自導(dǎo)魚雷或直航魚雷使用的情況, 若水面艦艇判斷來襲魚雷為重型魚雷, 則屬于線導(dǎo)魚雷的可能性大一些; 如判斷為中型或輕型魚雷, 則屬于非線導(dǎo)魚雷的可能性大一些。

2) 航速變化次數(shù)

為提高魚雷與目標(biāo)的相遇概率, 潛射直航魚雷發(fā)射出管并進(jìn)入穩(wěn)定航行狀態(tài)后, 會(huì)始終沿著解算并設(shè)定好的航向保持勻速直航, 在命中目標(biāo)或航程耗盡前, 直航魚雷航行狀態(tài)一般不會(huì)再發(fā)生變化。

潛射聲自導(dǎo)魚雷大多設(shè)計(jì)為雙速制。魚雷在自導(dǎo)搜索段一般采取低速接敵, 或者先取高速接敵, 抵達(dá)預(yù)計(jì)目標(biāo)散布區(qū)之后再采取低速接敵, 這樣可以獲得較大的自導(dǎo)探測(cè)距離, 在確認(rèn)自導(dǎo)捕獲目標(biāo)時(shí)再轉(zhuǎn)為高速追擊。尾流自導(dǎo)魚雷在自導(dǎo)搜索段一般采取高速接敵, 捕獲目標(biāo)尾流之前航速通常不會(huì)發(fā)生變化。

線導(dǎo)魚雷航行狀態(tài)由發(fā)射艇實(shí)時(shí)控制, 彈道初始段通常保持低速航行, 以避免干擾潛艇聲納對(duì)目標(biāo)的跟蹤。進(jìn)入正常導(dǎo)引狀態(tài)后, 潛艇會(huì)視情調(diào)整魚雷航速, 一些常用的導(dǎo)引方法, 如間斷控制雷速導(dǎo)引法, 會(huì)在低速和高速之間多次交替[1]。

魚雷航速變化形成的非連續(xù)噪聲有可能在噪聲頻譜上表現(xiàn)出來。水面艦艇可根據(jù)累積發(fā)生次數(shù)判斷魚雷屬于不同制導(dǎo)類型的隸屬度, 例如探測(cè)到一次航速變化的非連續(xù)噪聲, 則可確定該枚魚雷不應(yīng)為直航魚雷, 如探測(cè)到數(shù)次航速變化的非連續(xù)噪聲, 則該枚魚雷很可能為線導(dǎo)魚雷。

3) 動(dòng)力裝置類型

電動(dòng)力魚雷有利于保持發(fā)射艇和魚雷的隱蔽性, 也有利于魚雷聲自導(dǎo)裝置探測(cè)目標(biāo), 最初多用于聲自導(dǎo)魚雷, 目前一些線導(dǎo)魚雷也采取電動(dòng)力。熱動(dòng)力魚雷分為老式熱動(dòng)力(如蒸汽瓦斯動(dòng)力)和新型熱動(dòng)力(如奧拓燃料、過氧化氫), 早期直航魚雷大多采用蒸汽瓦斯動(dòng)力, 航速快, 但噪聲大、航跡明顯, 這種魚雷在1982年英阿馬島戰(zhàn)爭中還曾使用, 目前在世界上個(gè)別國家中可能還有裝備[2]。新型熱動(dòng)力魚雷兼具航速快、噪聲小、無航跡的特點(diǎn), 目前采用新型熱動(dòng)力的魚雷均為線導(dǎo)魚雷。魚雷的動(dòng)力裝置類型可以從目標(biāo)噪聲音色方面判斷出來。

不考慮發(fā)射艇將線導(dǎo)魚雷、自導(dǎo)魚雷用作直航魚雷使用的情況, 若水面艦艇聽測(cè)來襲魚雷采用新型熱動(dòng)力, 則為線導(dǎo)魚雷的可能性大一些; 如聽測(cè)來襲魚雷采用老式熱動(dòng)力, 則為直航魚雷可能性大一些。

4) 主動(dòng)探測(cè)脈沖

現(xiàn)代具有聲自導(dǎo)探測(cè)裝置的潛射反艦魚雷多采用主被動(dòng)聯(lián)合制導(dǎo)方式攻擊目標(biāo), 為保持攻擊的隱蔽性, 反艦魚雷通常首先采取被動(dòng)探測(cè)方式攻擊目標(biāo), 當(dāng)接近目標(biāo)散布區(qū)域或者被動(dòng)自導(dǎo)裝置發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后, 魚雷再發(fā)射主動(dòng)探測(cè)脈沖進(jìn)一步確認(rèn)。水面艦艇的魚雷報(bào)警裝置探測(cè)到來襲魚雷的主動(dòng)探測(cè)脈沖信號(hào)時(shí), 則可判斷該魚雷應(yīng)為聲自導(dǎo)魚雷或者線導(dǎo)+聲自導(dǎo)魚雷, 而非直航魚雷或尾流自導(dǎo)魚雷。

水面艦艇在收集和利用以上4個(gè)證據(jù)信息時(shí), 往往處于非常緊迫的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì), 獲取難度較大, 或無法滿足某些證據(jù)(如航速變化次數(shù))信息積累的時(shí)限性要求。但在實(shí)際對(duì)抗中, 這類信息通過水聲探測(cè)手段仍具備獲取可能性, 在不影響魚雷防御組織的情況下, 水面艦艇可有意識(shí)地加強(qiáng)觀察和收集, 并作為魚雷制導(dǎo)類型識(shí)別模型的輸入。

2 環(huán)境特征證據(jù)

海區(qū)環(huán)境信息對(duì)不同類型魚雷或魚雷不同制導(dǎo)方式的作戰(zhàn)使用也有明顯影響, 也可以成為證據(jù)的信息來源。綜合分析世界上典型潛射反艦魚雷自導(dǎo)機(jī)制、導(dǎo)引方式和戰(zhàn)術(shù)性能, 從海區(qū)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中提煉出可用于判斷來襲魚雷制導(dǎo)類型的證據(jù)有以下3個(gè)。

1) 水文條件

潛射魚雷的聲自導(dǎo)裝置主要是針對(duì)目標(biāo)水聲場(chǎng)展開探測(cè)的, 作戰(zhàn)海域的水文條件會(huì)對(duì)目標(biāo)水聲場(chǎng)構(gòu)成較大影響, 進(jìn)而影響到不同類型魚雷的作戰(zhàn)選擇與使用。就聲自導(dǎo)魚雷而言, 其自導(dǎo)裝置探測(cè)距離在很大程度上取決于作戰(zhàn)海區(qū)的水文條件, 如果海區(qū)負(fù)梯度較大, 魚雷自導(dǎo)裝置的作用距離會(huì)明顯縮短, 夏季嚴(yán)重的負(fù)梯度甚至?xí)孤曌詫?dǎo)魚雷失去作為自導(dǎo)魚雷射擊的意義[3]。

2) 海況等級(jí)

不同類型魚雷可能適用的海況等級(jí)也是不同的。對(duì)于聲自導(dǎo)魚雷, 當(dāng)海況等級(jí)較高時(shí), 環(huán)境本底噪聲會(huì)嚴(yán)重遮蓋目標(biāo)噪聲, 使得聲自導(dǎo)裝置作用距離變得很小。對(duì)于尾流自導(dǎo)魚雷, 當(dāng)風(fēng)浪較大時(shí), 目標(biāo)艦船的尾流邊界在風(fēng)浪的攪拌作用下會(huì)變得模糊不清, 可供探測(cè)的有效尾流長度也會(huì)變短, 甚至造成尾流自導(dǎo)裝置無法正常工作。在這種惡劣海況下實(shí)施魚雷攻擊時(shí), 潛艇或者按照自導(dǎo)作用距離較小的條件設(shè)定魚雷彈道參數(shù), 或者選擇直航方式或線導(dǎo)方式實(shí)施攻擊。

3) 海區(qū)深度

若魚雷出管后仍與潛艇處于同一深度航行, 必會(huì)影響潛艇的航行安全, 因此要求魚雷發(fā)射出管后往往都有個(gè)下沉尋深過程, 重型魚雷下沉幅度會(huì)大一些。另外, 線導(dǎo)魚雷發(fā)射出管后, 若潛艇采取的是發(fā)射管內(nèi)固定線團(tuán)放線裝置, 則導(dǎo)線的金屬護(hù)管將隨著魚雷向前航行而被拉伸并自然下垂, 垂幅數(shù)十米; 若采取的是發(fā)射管外拖曳線團(tuán)放線裝置, 則拖曳式線團(tuán)的下沉幅度會(huì)更大一些[4]。為了防止導(dǎo)線護(hù)管或拖曳線團(tuán)觸及海底而導(dǎo)致斷線, 要求潛艇實(shí)施線導(dǎo)魚雷攻擊時(shí)艇體以下有更大的深度余量。若再考慮到不同類型潛艇航行時(shí)都有安全深度要求, 則在靠近大陸架的淺海海區(qū), 水面艦艇受到敵潛艇——特別是核潛艇線導(dǎo)魚雷攻擊的可能會(huì)小的多。

以上3個(gè)證據(jù)均屬于蘊(yùn)含了魚雷制導(dǎo)類型的海區(qū)環(huán)境信息, 是潛艇在選用不同類型魚雷攻擊時(shí)所要考慮的重要因素。這類信息的獲取不存在態(tài)勢(shì)緊迫性問題, 而且具有預(yù)測(cè)功能。但是, 這種取自于環(huán)境信息的證據(jù)置信度相對(duì)較弱, 而且在環(huán)境特征不具備時(shí)就會(huì)失去利用價(jià)值, 例如水面艦艇在水文梯度和海況條件良好時(shí)的大洋深海航行, 則無法利用這類信息進(jìn)行判斷。

3 態(tài)勢(shì)特征證據(jù)

戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)是潛艇確定魚雷攻擊方式時(shí)的重要考慮因素, 有時(shí)甚至起決定性作用。通常所說的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)涉及內(nèi)容廣泛, 這里主要是指與來襲魚雷類型有關(guān)的平臺(tái)信息和武器信息。從戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息中提煉出可用于判斷來襲魚雷制導(dǎo)類型的證據(jù)有以下6個(gè)。

1) 本艦航行速度

有試驗(yàn)表明, 聲自導(dǎo)魚雷航速每增加4 kn, 探測(cè)距離就會(huì)減少1/2, 因此在自導(dǎo)搜索狀態(tài)下的航速不會(huì)設(shè)置過高, 這就使得聲自導(dǎo)魚雷難以在較大舷角攻擊高速行駛的水面艦艇。被動(dòng)聲自導(dǎo)魚雷受背景噪聲和檢測(cè)門限的制約, 難以有效探測(cè)錨泊或系泊狀態(tài)的水面艦艇。水面艦艇采取8 kn以下低速航行時(shí)有效尾流較短[2], 不利于潛射尾流自導(dǎo)魚雷識(shí)別和攻擊。

潛艇導(dǎo)引線導(dǎo)魚雷的前提是其探測(cè)聲納能夠?qū)δ繕?biāo)噪聲保持連續(xù)跟蹤, 對(duì)低速航行或處于停車狀態(tài)的水面艦艇, 會(huì)因?yàn)槟繕?biāo)噪聲過小或沒有噪聲而無法通過聲納以線導(dǎo)方式導(dǎo)引魚雷。

分析可知, 水面艦艇處于不同航行狀態(tài)時(shí)受不同制導(dǎo)魚雷攻擊的可能性也是不同的, 但這種影響效果在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)結(jié)合艦艇噸位、吃水深度等因素綜合判斷。

2) 曲折機(jī)動(dòng)頻度

潛艇發(fā)射自導(dǎo)魚雷或直航魚雷攻擊水面艦艇時(shí), 需要提前解算出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)要素, 再依據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素解算并裝定魚雷射擊參數(shù)。

目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)要素可通過潛望鏡、主動(dòng)聲納或主動(dòng)雷達(dá)等探測(cè)器材獲取, 但這些暴露性探測(cè)器材會(huì)嚴(yán)重破壞潛艇的隱蔽性。鑒于此, 現(xiàn)代潛艇越來越強(qiáng)調(diào)提高隱蔽攻擊的能力, 尤其是通過聲納被動(dòng)探測(cè)方式求解目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素能力, 其中純方位法是最常見的一種被動(dòng)解算算法, 但是存在收斂時(shí)間長、難以適用于機(jī)動(dòng)目標(biāo)等問題。線導(dǎo)魚雷則可由發(fā)射艇實(shí)時(shí)控制導(dǎo)引, 具備攻擊機(jī)動(dòng)航行目標(biāo)的能力。

因此, 當(dāng)水面艦艇在航行過程中頻繁采取變速或變向機(jī)動(dòng)時(shí), 受潛射線導(dǎo)魚雷攻擊的可能性會(huì)大一些, 受潛射自導(dǎo)魚雷攻擊的可能性會(huì)小一些, 受潛射直航魚雷攻擊的可能性會(huì)更小。

3) 潛艇攻擊征兆

攻擊征兆是指水面艦艇收集到來自敵潛艇魚雷攻擊前的主動(dòng)性和暴露性探測(cè)信息, 例如潛艇的主動(dòng)聲納信息、主動(dòng)雷達(dá)信息以及潛望狀態(tài)觀察時(shí)的艇體特征信息等等。

當(dāng)潛艇發(fā)射自導(dǎo)魚雷或直航魚雷攻擊目標(biāo)時(shí), 由于采取純方位法被動(dòng)解算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素的收斂時(shí)間長、解算誤差大, 有時(shí)甚至無法滿足攻擊要求, 為能快速準(zhǔn)確地實(shí)施魚雷攻擊, 發(fā)射艇也可能會(huì)采用這些主動(dòng)性和暴露性的探測(cè)手段獲取目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素。另外在攻擊處于錨泊狀態(tài)的水面艦艇時(shí), 潛艇也只能通過主動(dòng)性和暴露性探測(cè)手段進(jìn)行目標(biāo)定位。

潛射線導(dǎo)魚雷在估測(cè)目標(biāo)大概距離的基礎(chǔ)上, 只需利用目標(biāo)方位信息就能實(shí)施攻擊, 無需精確求解目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素, 故潛艇發(fā)射線導(dǎo)魚雷時(shí)一般不會(huì)再冒險(xiǎn)使用主動(dòng)性和暴露性手段探測(cè)目標(biāo)信息。

可以推知, 若水面艦艇在發(fā)現(xiàn)魚雷報(bào)警前, 曾經(jīng)探測(cè)到敵潛艇的主動(dòng)聲納信息、主動(dòng)雷達(dá)信息或潛望鏡信息, 則來襲魚雷一般應(yīng)為自導(dǎo)魚雷或者直航魚雷, 而非線導(dǎo)魚雷。

4) 魚雷射擊距離

直航魚雷命中概率較低, 往往要求潛艇射擊時(shí)不能距離目標(biāo)過遠(yuǎn)。魚雷出管后有個(gè)加速、尋深的非穩(wěn)定航行段, 這段距離內(nèi)使用直航魚雷攻擊一般會(huì)受到較大限制。

自導(dǎo)魚雷可覆蓋較大范圍的目標(biāo)散布, 且發(fā)射艇為了確保隱蔽攻擊, 會(huì)盡可能選擇較遠(yuǎn)陣位實(shí)施射擊。聲自導(dǎo)魚雷出管后同樣具有一段非穩(wěn)定航行過程, 為避免魚雷聲自導(dǎo)裝置開機(jī)后誤導(dǎo)向本艇, 魚雷設(shè)定有幾百米到近千米的自導(dǎo)管制航程(航行幾十秒)。根據(jù)攻擊目標(biāo)舷角可以推算魚雷在自導(dǎo)管制航程內(nèi)的射擊距離, 在小于這一距離范圍內(nèi), 可以認(rèn)為潛艇無法使用魚雷以聲自導(dǎo)方式攻擊目標(biāo)。

對(duì)于線導(dǎo)魚雷而言, 只要滿足極限射距要求的條件下, 攻擊距離取決于發(fā)射艇的聲納探測(cè)距離, 因此能在更遠(yuǎn)的距離上實(shí)施射擊。線導(dǎo)魚雷也同樣存在較大的射距近界, 一般不會(huì)攻擊近界以內(nèi)的水面目標(biāo), 這不單是為了避免魚雷誤傷本艇, 更由于導(dǎo)引線導(dǎo)魚雷時(shí)發(fā)射艇機(jī)動(dòng)受限嚴(yán)重, 戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)往往不允許潛艇在較近距離實(shí)施導(dǎo)引攻擊。

根據(jù)發(fā)射距離的近界或遠(yuǎn)界差異, 可以描述來襲魚雷屬于不同制導(dǎo)類型的隸屬度。但魚雷初始射距一般很難獲取, 這里主要考慮魚雷報(bào)警聲納有時(shí)可以探測(cè)到潛射魚雷出管瞬間的非連續(xù)噪聲信息, 利用這一信息可以大概估測(cè)魚雷發(fā)射時(shí)的初始距離范圍, 故仍將魚雷射擊距離作為判斷證據(jù)予以保留。

5) 魚雷齊射數(shù)量

從以往戰(zhàn)例分析, 潛艇在正常情況下射擊直航魚雷時(shí), 通常會(huì)一次扇面齊射3枚以上魚雷, 即以數(shù)量優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)直航魚雷單枚遮攔概率的不足。

自導(dǎo)魚雷能夠覆蓋較大的目標(biāo)位置散布, 潛艇通常會(huì)組織單雷射擊, 也可能組織2枚魚雷實(shí)施扇面射擊或平行航向射擊。但從目前國際上主流觀點(diǎn)分析, 潛艇對(duì)同一目標(biāo)組織3枚或3枚以上自導(dǎo)魚雷齊射攻擊的可能性很小。

線導(dǎo)魚雷的命中概率更高, 潛艇一般采取單雷射擊為主, 對(duì)同一目標(biāo)實(shí)施多枚線導(dǎo)魚雷齊射攻擊的可能性很小, 但不排除潛艇同時(shí)導(dǎo)引多枚線導(dǎo)魚雷攻擊多艘艦艇的可能。

因此, 當(dāng)水面艦艇發(fā)現(xiàn)來襲數(shù)量為1枚時(shí), 并不能區(qū)分是線導(dǎo)魚雷還是自導(dǎo)魚雷, 但正常態(tài)勢(shì)下可排除是直航魚雷的可能。若確認(rèn)來襲魚雷數(shù)量>2枚時(shí), 則可以排除是線導(dǎo)魚雷的可能。這一證據(jù)也具有累積效應(yīng), 最初探測(cè)到1枚魚雷來襲, 隨著距離接近可能識(shí)別為多枚魚雷, 則對(duì)魚雷類型識(shí)別效果會(huì)形成較大甚至顛覆性的影響, 這與信息的積累效應(yīng)以及專家思維過程是一致的, 并非自相矛盾。

6) 魚雷攻擊舷角

分析以往戰(zhàn)例以及潛射魚雷射擊理論, 可以發(fā)現(xiàn)不同制導(dǎo)類型魚雷具有不同的有利攻擊舷角范圍。直航魚雷一般選擇在50o~120o目標(biāo)舷角陣位抵近射擊, 并盡量避開目標(biāo)艏艉較大或較小舷角的射擊陣位。聲自導(dǎo)魚雷一般采用20o~120o之間目標(biāo)舷角實(shí)施射擊。尾流自導(dǎo)魚雷射擊一般要確保魚雷以30o~150o夾角進(jìn)入目標(biāo)尾流。線導(dǎo)魚雷的命中概率理論上不受目標(biāo)舷角的約束, 只要滿足基本的射擊要求即可實(shí)施攻擊[2]?？梢? 對(duì)于從不同舷角入射的來襲魚雷, 屬于不同類型魚雷的隸屬度也是有所不同, 特別在艏艉方向入射的魚雷, 正常情況下為直航魚雷或尾流自導(dǎo)魚雷的可能很小。

以上6個(gè)證據(jù)均屬于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。潛艇攻擊征兆、魚雷齊射數(shù)量等證據(jù)的置信度較強(qiáng), 有時(shí)利用某個(gè)證據(jù)甚至可以唯一確定來襲魚雷的制導(dǎo)類型。本艦航行速度和機(jī)動(dòng)頻度等證據(jù)雖然置信度相對(duì)較弱, 但有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)性效果。

4 結(jié)束語

分析以上13個(gè)證據(jù)對(duì)魚雷類型識(shí)別的作用機(jī)理可知, 其中有些證據(jù)能夠得到確定性結(jié)論, 有些得到不確定性結(jié)論; 有些證據(jù)從肯定角度提供支持, 有些從否定角度提供支持; 每種證據(jù)的置信度權(quán)重不同, 可獲取性難易也各不相同。在實(shí)際運(yùn)用這些證據(jù)判斷來襲魚雷制導(dǎo)類型時(shí), 需要首先進(jìn)行基本概率賦值(或構(gòu)造隸屬函數(shù)), 再引入某種融合算法進(jìn)行證據(jù)合成。證據(jù)合成過程中需要注意的是: 并非要求以上13個(gè)證據(jù)全部獲取后再進(jìn)行合成, 而是獲取多少就合成多少, 獲取不到的證據(jù)無需參加合成; 同時(shí)還要注意, 證據(jù)的累積性可能導(dǎo)致后一時(shí)刻的合成結(jié)果推翻前一時(shí)刻結(jié)果, 這并非自相矛盾, 而是與人員思維過程相符的。

文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]以Dempster-Shafer證據(jù)理論為例探討了魚雷類型識(shí)別的證據(jù)融算法設(shè)計(jì)和仿真建模, 按照同樣推導(dǎo)過程也可以采用灰色系統(tǒng)理論、模糊集理論等其他不確定性方法進(jìn)行嘗試, 篇幅所限, 這里對(duì)融合算法不做詳細(xì)探討。事實(shí)上, 無論采取哪種融合算法進(jìn)行合成, 根據(jù)證據(jù)作用機(jī)理進(jìn)行基本概率賦值(或構(gòu)造隸屬函數(shù))都是一項(xiàng)核心工作, 需要結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)和仿真反饋不斷加以修正, 而隨著魚雷性能的日益改進(jìn)以及新概念魚雷的不斷問世, 證據(jù)的作用機(jī)理本身也需要不斷地更新和維護(hù), 這樣才能使魚雷類型識(shí)別系統(tǒng)的輸出結(jié)果保持較高的可信度。

[1] 張宇文. 魚雷彈道與彈道設(shè)計(jì)[M]. 西安: 西北工業(yè)大學(xué)出版社, 1999.

[2] 傅英, 王建平, 李凡. 國外海軍魚雷裝備[M]. 北京: 海潮出版社, 2007.

[3] 趙正業(yè). 潛艇火控原理[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2003.

[4] 李建辰, 王立文, 高卓, 等. 魚雷定位技術(shù)[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2009.

[5] 陳顏輝, 趙曉哲, 黃文斌. 潛射魚雷類型識(shí)別系統(tǒng)建模與數(shù)值仿真[J]. 彈道學(xué)報(bào), 2007, 19(4): 82-85.

Chen Yan-hui, Zhao Xiao-zhe, Huang Wen-bin. Model and Simulation of Coming Torpedo Recognition System[J]. Journal of Ballistics, 2007, 19(4): 82-85.

[6] 黃文斌, 陳顏輝, 薛昌友. 來襲魚雷類型識(shí)別指標(biāo)提取與算法設(shè)計(jì). 南京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 35(2): 199-203.

Huang Wen-bin, Chen Yan-hui, Xue Chang-you. Indices Extraction and Algorithm Design for Recognizing Type of Incoming Torpedo[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2011, 35(2): 199-203.

Effects of Evidences on Type Identification of Sub-launched Torpedo

CHEN Yan-hui1, 2, HONG Hao1

(1.Jiangsu Automation Research Institute, Lianyungang 222006, China; 2. Office of Research and Development, Navy Submarine Academy, Qingdao 266071, China)

Guidance type identification of an incoming torpedo is a premise of defending surface ship against torpedo exactly. Extracting and analyzing evidences are essential for establishing the identification system of torpedo types. In this study, four evidences are extracted from incoming torpedo information on the basis of tactical and technological characteristic information; three evidences are extracted from battlefield surrounding, and six evidences are extracted from naval battle state. The affecting mechanism of these evidences on type identification of torpedo guidance is analyzed in detail, and a method of evidences fusion is discussed. This study may provide a theoretical support for objectively describing the basic probability assignment of evidences, and facilitate practical application of the type identification system of sub-launched torpedo.

torpedo; submarine; surface ship defense; target identification; evidence

TJ630

A

1673-1948(2013)01-0071-05

2012-03-12;

2012-06-25.

陳顏輝(1975-), 男, 博士, 高工, 研究方向?yàn)樗媾炌Х礉摵汪~雷防御.

(責(zé)任編輯: 許 妍)