防空系統(tǒng)中空中目標(biāo)威脅評(píng)估方法研究

付　濤,王　軍

(南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,江蘇南京　210094)

防空系統(tǒng)中空中目標(biāo)威脅評(píng)估方法研究

付濤,王軍

(南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,江蘇南京210094)

摘要:針對(duì)當(dāng)前對(duì)空中目標(biāo)威脅評(píng)估研究的不足,提出了一種防空系統(tǒng)中評(píng)估目標(biāo)威脅度的新方法,其思想在于將空中目標(biāo)的威脅因子分為定量指標(biāo)和定性指標(biāo),其中定量指標(biāo)包括目標(biāo)速度、目標(biāo)高度等可以直接獲取的指標(biāo),該部分指標(biāo)通過(guò)隸屬函數(shù)直接得到威脅值;定性指標(biāo)包括目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)意圖等不能直接獲取的指標(biāo),通過(guò)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行推理以得到靜態(tài)威脅值。最后通過(guò)AHP方法對(duì)各個(gè)指標(biāo)威脅值進(jìn)行加權(quán)得到總威脅值。該方法的特點(diǎn)在于定性分析與定量分析的結(jié)合,通過(guò)仿真算例驗(yàn)證了該方法的有效性與可行性。

關(guān)鍵詞:威脅評(píng)估；貝葉斯網(wǎng)絡(luò)；隸屬函數(shù)；AHP方法

1傳統(tǒng)威脅評(píng)估方法的不足之處

評(píng)估空中來(lái)襲目標(biāo)的威脅度是防空指揮控制系統(tǒng)的關(guān)鍵工作,也是進(jìn)行武器目標(biāo)分配的直接參考。對(duì)空中目標(biāo)進(jìn)行威脅評(píng)估的一般框架是提取空中目標(biāo)的威脅因子進(jìn)行計(jì)算得到相關(guān)的威脅值,關(guān)鍵步驟在于威脅因子的選取與處理。然而從目前已發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)分析,評(píng)估空中目標(biāo)的威脅度還存在不當(dāng)之處,主要表現(xiàn)在:1)某些文獻(xiàn)選取的目標(biāo)威脅因子不能準(zhǔn)確全面地反映目標(biāo)的威脅度;2)對(duì)于威脅因子的處理方式不夠恰當(dāng),以下選取一些典型文獻(xiàn)予以說(shuō)明。

評(píng)估空中目標(biāo)威脅度的第一步是選取目標(biāo)威脅因子,空中目標(biāo)的威脅因子眾多,文獻(xiàn)[1]通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)列舉了22個(gè)威脅因子,合理選取威脅因子對(duì)評(píng)估目標(biāo)的威脅度至關(guān)重要,然而文獻(xiàn)[2-4]僅僅選取了空中目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息作為威脅評(píng)估指標(biāo),包括目標(biāo)速度、目標(biāo)高度、目標(biāo)距離等,這類(lèi)方法雖然簡(jiǎn)單,卻沒(méi)有考慮到目標(biāo)威脅的本質(zhì),空中目標(biāo)的威脅本質(zhì)上是其平臺(tái)及其所攜帶的武器威脅,運(yùn)動(dòng)信息只是表征了目標(biāo)對(duì)我方的接近程度,例如有兩個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息相同,其中一個(gè)為偵察機(jī)、另一個(gè)為轟炸機(jī),僅僅選取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息得到的兩個(gè)目標(biāo)威脅度相同,這顯然不合理;文獻(xiàn)[5-7]考慮了將目標(biāo)類(lèi)型作為威脅因子之一,但在處理時(shí)僅僅是指定不同類(lèi)型目標(biāo)的威脅度;從已發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看,將目標(biāo)攻擊意圖與目標(biāo)作戰(zhàn)能力納入威脅評(píng)估指標(biāo)的研究不多,文獻(xiàn)[8-10]將目標(biāo)作戰(zhàn)能力作為威脅評(píng)估指標(biāo)之一,但在評(píng)估目標(biāo)作戰(zhàn)能力時(shí)采用了典型對(duì)數(shù)法,該方法是基于目標(biāo)各項(xiàng)參數(shù)已知的情況下評(píng)估目標(biāo)作戰(zhàn)能力,對(duì)于防空系統(tǒng)而言,由于空中目標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)不能完全得到,因此典型對(duì)數(shù)法并不適用。

2空中目標(biāo)威脅評(píng)估框架

首先考慮目標(biāo)威脅因子的選取,文獻(xiàn)[11]指出目標(biāo)的威脅應(yīng)該從三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估:目標(biāo)的能力、目標(biāo)的意圖、目標(biāo)的機(jī)會(huì),同時(shí)考慮到防空系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,目標(biāo)威脅因子選取不宜過(guò)多,故本文共選取目標(biāo)速度、目標(biāo)高度、目標(biāo)距離、目標(biāo)進(jìn)入角、目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)作戰(zhàn)能力、目標(biāo)意圖7個(gè)要素作為威脅評(píng)估指標(biāo),其中目標(biāo)速度、目標(biāo)高度、目標(biāo)距離、目標(biāo)進(jìn)入角為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息,表征目標(biāo)的機(jī)會(huì),同時(shí)這幾個(gè)指標(biāo)屬于定量指標(biāo),可以準(zhǔn)確獲取;目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)作戰(zhàn)能力、目標(biāo)意圖屬于定性指標(biāo),只能作定性描述。

如何正確處理目標(biāo)威脅因子是另一項(xiàng)關(guān)鍵工作,文獻(xiàn)[12]采用模糊變換將各個(gè)指標(biāo)模糊化,利用模糊數(shù)學(xué)和逼近理想解的排序方法TOPSIS計(jì)算各個(gè)目標(biāo)的威脅度,但這樣做是對(duì)各個(gè)因素分別進(jìn)行處理而沒(méi)有考慮到因素間的關(guān)聯(lián)情況,例如目標(biāo)作戰(zhàn)能力與目標(biāo)類(lèi)型有關(guān),而目標(biāo)類(lèi)型又決定了其攻擊意圖的強(qiáng)弱;同時(shí)定性指標(biāo)很難用相關(guān)的模糊函數(shù)進(jìn)行模糊化,針對(duì)定性指標(biāo)具有不確定性、模糊性的特點(diǎn),本文利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)定性指標(biāo)進(jìn)行處理,由于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)適用于對(duì)不確定信息的推理,對(duì)目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)能力、目標(biāo)意圖進(jìn)行推理得到目標(biāo)靜態(tài)威脅值,對(duì)目標(biāo)速度、目標(biāo)高度、目標(biāo)距離、目標(biāo)進(jìn)入角則采用模糊隸屬函數(shù)進(jìn)行處理得到動(dòng)態(tài)威脅值,最終利用AHP方法求出各個(gè)威脅指標(biāo)的權(quán)重,對(duì)各個(gè)威脅值進(jìn)行加權(quán)得到最終的目標(biāo)威脅度,評(píng)估框架如圖1所示。

圖1　目標(biāo)威脅評(píng)估框架

3定性指標(biāo)處理

目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)作戰(zhàn)能力、目標(biāo)意圖三個(gè)定性指標(biāo)中,防空系統(tǒng)中有專(zhuān)門(mén)的目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別目標(biāo)屬性與平臺(tái)類(lèi)型,難點(diǎn)在于目標(biāo)作戰(zhàn)能力與目標(biāo)意圖的獲取,目標(biāo)作戰(zhàn)能力涉及目標(biāo)火力打擊能力、目標(biāo)機(jī)動(dòng)性等多個(gè)指標(biāo);而目標(biāo)意圖則更難識(shí)別,通常應(yīng)結(jié)合目標(biāo)類(lèi)型與目標(biāo)機(jī)動(dòng)信息近似推理。對(duì)以上定性指標(biāo)構(gòu)建的目標(biāo)威脅評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

圖2　威脅評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)以圖形化的方式直觀地表示了網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)情況,在圖2的網(wǎng)絡(luò)中,目標(biāo)掛點(diǎn)數(shù)、目標(biāo)載彈量、目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)飛行方向、目標(biāo)瞬時(shí)加速度、目標(biāo)機(jī)動(dòng)個(gè)數(shù)等作為證據(jù)節(jié)點(diǎn),代表網(wǎng)絡(luò)的輸入信息,目標(biāo)作戰(zhàn)能力、目標(biāo)攻擊意圖作為網(wǎng)絡(luò)的隱含節(jié)點(diǎn),由輸入信息通過(guò)推理得到。其中圓形節(jié)點(diǎn)表示復(fù)合事件,矩形節(jié)點(diǎn)表示原子事件,以體現(xiàn)出復(fù)合事件與原子事件的層次關(guān)系。目標(biāo)威脅度作為網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn),是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的輸出,這里的威脅值屬于目標(biāo)靜態(tài)威脅值。

由于空中來(lái)襲目標(biāo)信息不完備的情況,對(duì)目標(biāo)作戰(zhàn)能力的評(píng)估采用近似評(píng)估法,即從以下幾個(gè)方面評(píng)估飛機(jī)的作戰(zhàn)能力:火力打擊能力、突防能力、機(jī)動(dòng)性能。

1)火力打擊能力:包括飛機(jī)機(jī)翼武器的掛點(diǎn)數(shù)和飛機(jī)載彈量,通過(guò)對(duì)飛機(jī)機(jī)翼反射的RCS進(jìn)行分析可以得到其掛載的武器數(shù)量,飛機(jī)的載彈量通過(guò)飛機(jī)翼載荷乘以飛機(jī)機(jī)翼面積近似得到,典型類(lèi)型飛機(jī)的翼載荷可以通過(guò)查詢(xún)資料得到。

2)目標(biāo)突防能力:圖2的網(wǎng)絡(luò)中選取了目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)RCS、目標(biāo)機(jī)動(dòng)性來(lái)近似評(píng)估目標(biāo)突防能力。首先,目標(biāo)類(lèi)型決定了其完成突防的可能性,通常戰(zhàn)斗機(jī)、武裝直升機(jī)具有較強(qiáng)的突防性能;其次目標(biāo)的RCS越小,越容易規(guī)避雷達(dá)探測(cè);最后目標(biāo)的機(jī)動(dòng)性越強(qiáng),在突防過(guò)程中可以有效規(guī)避火力打擊,成功率越高。

3)目標(biāo)機(jī)動(dòng)性能:機(jī)動(dòng)性是指飛機(jī)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)改變其飛行方向、飛行速度、飛行高度的能力,飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性越強(qiáng),則其執(zhí)行攻擊任務(wù)就越靈活,作戰(zhàn)能力也越強(qiáng),目前對(duì)飛機(jī)機(jī)動(dòng)性評(píng)估進(jìn)行研究的文獻(xiàn)不多,且尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),圖2的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中選取瞬時(shí)轉(zhuǎn)彎角速度、瞬時(shí)加速度、瞬時(shí)爬升率作為機(jī)動(dòng)性評(píng)估指標(biāo)。

識(shí)別空中目標(biāo)的戰(zhàn)術(shù)意圖屬于高層次數(shù)據(jù)融合,需要綜合考慮敵方戰(zhàn)術(shù)習(xí)慣、用兵特點(diǎn)等,由于現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng),其戰(zhàn)術(shù)意圖評(píng)估具有很大的模糊性,從易于識(shí)別的角度出發(fā),將目標(biāo)意圖節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)分為:攻擊、偵查、巡邏、規(guī)避,并且從目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)飛行方向、目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)3個(gè)方面來(lái)識(shí)別其意圖。

1)目標(biāo)類(lèi)型:目標(biāo)的類(lèi)型決定了其可以執(zhí)行何種作戰(zhàn)任務(wù),例如偵察機(jī)通常不攜帶武器,主要執(zhí)行偵查任務(wù);轟炸機(jī)屬于高危目標(biāo),主要執(zhí)行攻擊任務(wù);而戰(zhàn)斗機(jī)可以執(zhí)行包括攻擊、巡邏、偵查等多種戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。

2)目標(biāo)飛行方向:若目標(biāo)沒(méi)有作戰(zhàn)企圖,例如僅僅執(zhí)行巡邏任務(wù)時(shí),其航線固定,通常不會(huì)飛向我方,當(dāng)目標(biāo)航向朝向我方時(shí)則表明其具有戰(zhàn)術(shù)企圖。在此設(shè)定目標(biāo)進(jìn)入角閾值,當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入角小于該閾值則判定目標(biāo)正在接近我方。

3)目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng):相關(guān)戰(zhàn)例表明戰(zhàn)機(jī)在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)之前往往伴隨著較大的動(dòng)作,目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)動(dòng)作是目標(biāo)意圖最直接的體現(xiàn),典型的戰(zhàn)機(jī)機(jī)動(dòng)動(dòng)作包括盤(pán)旋、大角度轉(zhuǎn)向、爬升等,例如戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行巡邏時(shí)多采用“之”字形機(jī)動(dòng)樣式、戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行大角度爬升時(shí)可以獲取攻擊高度優(yōu)勢(shì)、戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行S機(jī)動(dòng)可以有效規(guī)避火力打擊,識(shí)別空中目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)動(dòng)作的基本思路是從目標(biāo)航跡中提取轉(zhuǎn)向動(dòng)作序列,計(jì)算該序列與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)動(dòng)庫(kù)中各個(gè)機(jī)動(dòng)動(dòng)作的相似度,具體步驟可參看文獻(xiàn)[13]。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的推理復(fù)雜度隨著節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的增加呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng),故節(jié)點(diǎn)狀態(tài)不宜過(guò)多,以3個(gè)左右適宜,表1給出了圖2中網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù):

表1　節(jié)點(diǎn)狀態(tài)集合

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的條件概率表(CPT)反映了對(duì)定性指標(biāo)的定量認(rèn)識(shí),確定圖2網(wǎng)絡(luò)的CPT較為復(fù)雜,主要依靠相關(guān)軍事專(zhuān)家進(jìn)行主觀認(rèn)定,由于其變量較多,在此不詳細(xì)給出其具體的條件概率表;由于圖2的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,故在推理時(shí)選用一種計(jì)算較快的推理算法——聯(lián)結(jié)樹(shù)算法,具體步驟可參看文獻(xiàn)[14]。

得到威脅度節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)概率之后,需要將其轉(zhuǎn)換為具體數(shù)值,即求出目標(biāo)的靜態(tài)威脅值,定義威脅度為高、中、低的期望值為0.9、0.5、0.1,則威脅值為

ths=P(W=high)×0.9+P(W=middle)×0.5+P(W=low)×0.1

(1)

表2　目標(biāo)中度毀傷情況下轉(zhuǎn)移概率

4定量指標(biāo)處理

目標(biāo)速度、目標(biāo)高度、目標(biāo)距離、目標(biāo)進(jìn)入角等定量指標(biāo)代表目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息,可以直接通過(guò)目標(biāo)雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取,在此選用隸屬函數(shù)處理這些指標(biāo)[15]。

(2)

不同類(lèi)型的目標(biāo)飛行速度不同,戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度最大可達(dá)3Ma,武裝直升機(jī)的最大速度為0.2Ma左右。為方便不同類(lèi)型的目標(biāo)歸一化,當(dāng)速度大于2.5Ma時(shí),量化值為1,當(dāng)速度小于0.2Ma,量化值為0.2,隸屬函數(shù)如圖3所示。

圖3　速度威脅隸屬函數(shù)

圖4　高度威脅隸屬函數(shù)

2)目標(biāo)高度:目標(biāo)高度越低則越容易規(guī)避雷達(dá)探測(cè),同時(shí)由于地空導(dǎo)彈存在射擊盲區(qū),故目標(biāo)威脅度隨著目標(biāo)高度降低而增加(如圖4所示),隸屬函數(shù)選用下降型,即巡航導(dǎo)彈巡航高度只有幾十米,在此設(shè)定最低高度閾值為100m,即目標(biāo)高度低于設(shè)定閾值時(shí),威脅值為1,具體的表達(dá)式為

(3)

3)目標(biāo)距離:目標(biāo)離我方越近,對(duì)我方的威脅越大(如圖5所示),與目標(biāo)高度威脅隸屬函數(shù)類(lèi)型,距離隸屬函數(shù)選用下降型,同時(shí)設(shè)定最小距離閾值10km,即

圖5　距離威脅隸屬函數(shù)

對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(4)

4)目標(biāo)進(jìn)入角:目標(biāo)進(jìn)入角是指目標(biāo)和我方陣地連線與目標(biāo)飛行方向的夾角,如圖6所示，當(dāng)目標(biāo)對(duì)我方實(shí)施攻擊時(shí),其飛行方向必然朝向我方,進(jìn)入角越小則表明目標(biāo)攻擊意圖越明顯,對(duì)我方威脅越大,隸屬函數(shù)選用中間型,即

圖6　進(jìn)入角威脅隸屬函數(shù)

對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(5)

對(duì)各個(gè)定量指標(biāo)處理完成后,需要對(duì)各個(gè)威脅值進(jìn)行加權(quán)組合得到目標(biāo)動(dòng)態(tài)威脅值。AHP方法是對(duì)定性問(wèn)題進(jìn)行定量分析的一種簡(jiǎn)便、靈活而實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法,在此利用AHP方法確定各個(gè)定量指標(biāo)的權(quán)重。

AHP方法的第一步在于通過(guò)對(duì)準(zhǔn)則層中各元素進(jìn)行兩兩比較構(gòu)造判斷矩陣,基本評(píng)價(jià)準(zhǔn)則包括“同等重要”、“稍微重要”、“相當(dāng)重要”、“極為重要”、“絕對(duì)重要”,分別對(duì)應(yīng)于9級(jí)比例標(biāo)尺中的1、3、5、7、9,各個(gè)尺度的折中值用2、4、6、8表示。

對(duì)目標(biāo)速度、高度、距離、進(jìn)入角等指標(biāo)構(gòu)建的判斷矩陣如表3所示。

由于比較矩陣的構(gòu)造具有一定的主觀隨意性,故需要對(duì)比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。若比較矩陣滿(mǎn)足嚴(yán)格的基本一致性,則其最大特征根λmax等于矩陣階數(shù)n,其余特征根為零;若比較矩陣近似滿(mǎn)足基本一致性,則其最大特征根λmax略大于n,其余特征根近似等于零。實(shí)際工程應(yīng)用中要求比較矩陣近似滿(mǎn)足基本一致性。

定義一致性指標(biāo)C.I.=(λmax-n)/(n-1)以及一致性比例C.R.=C.I./R.I.,其中比較矩陣的最大特征根λmax可以利用和積法[16]近似求得,當(dāng)比較矩陣嚴(yán)格滿(mǎn)足基本一致性時(shí),C.R.=0;當(dāng)比較矩陣近似滿(mǎn)足基本一致性時(shí),C.R.<0.1。

常用階次比較矩陣的指標(biāo)R.I.如表4所示。

表4　R.I.指標(biāo)

利用和積法計(jì)算出表3比較矩陣的最大特征值λmax=4.04556,對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量為[0.284 0.175 0.485 0.056],一致性比例C.R.=0.017<0.1,該比較矩陣近似滿(mǎn)足基本一致性,故其特征向量中各值即為各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值,動(dòng)態(tài)威脅值表可示為thd=0.284w速度+0.175w高度+0.485w距離+0.056w進(jìn)入角

(6)

對(duì)靜態(tài)威脅值與動(dòng)態(tài)威脅值進(jìn)行結(jié)合得到總威脅值,表示為

threat=ε×ths+(1-ε)×thd

(7)

其中權(quán)重因子ε代表靜態(tài)威脅值與動(dòng)態(tài)威脅值的比例,若ε>0.5則表明威脅值偏重于定性指標(biāo),反之則偏重于定量指標(biāo),ε取值可視實(shí)際情況而定。

5仿真驗(yàn)證

假定我方雷達(dá)探測(cè)到有8批來(lái)襲目標(biāo),對(duì)其進(jìn)行連續(xù)跟蹤,某時(shí)刻探測(cè)到的目標(biāo)數(shù)據(jù)如表5所示。

表5　雷達(dá)目標(biāo)數(shù)據(jù)

RCS/m2掛點(diǎn)數(shù)/個(gè)載彈量/kg角速度/(°/s)加速度/g爬升率/(m/s)12.79230012.53.3null85nullnullnull1.4null7.8nullnull3.50.8null0.35nullnullnull0.76null3.6430014.20.823315.6nullnullnull0.84215.94150015.82.53410.1nullnull16.71.336

表5共選取了12個(gè)指標(biāo),其中前4個(gè)定量指標(biāo)直接通過(guò)隸屬函數(shù)進(jìn)行量化,后8個(gè)定性指標(biāo)作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的證據(jù)節(jié)點(diǎn),由于戰(zhàn)場(chǎng)信息的不確定性,有些信息無(wú)法準(zhǔn)確獲取,在表5中以null表示,表6給出了定性指標(biāo)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理結(jié)果。

表6　貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理結(jié)果

由貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理結(jié)果可知,4號(hào)巡航導(dǎo)彈的威脅度最大,其次是1號(hào)戰(zhàn)斗機(jī),2號(hào)偵察機(jī)的威脅度最低,符合相關(guān)軍事先驗(yàn)知識(shí)。

定量指標(biāo)威脅度計(jì)算結(jié)果如表7。

表7　目標(biāo)威脅值

式(10)中,ε設(shè)定為0.4,由表7的計(jì)算結(jié)果可知,最終的目標(biāo)威脅度排序?yàn)? 目標(biāo)1>目標(biāo)4>目標(biāo)6>目標(biāo)7>目標(biāo)8>目標(biāo)3>目標(biāo)5>目標(biāo)2,由于目標(biāo)1的較目標(biāo)4距離更近,速度更快,故目標(biāo)1的總威脅度大于目標(biāo)4。從目標(biāo)的排序結(jié)果可知,目標(biāo)的攻擊意圖越明顯,距離越近,速度越快,則威脅度越大,符合戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

6結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種防空系統(tǒng)中評(píng)估空中目標(biāo)威脅度的新方法,即定性分析與定量分析的結(jié)合,對(duì)定性指標(biāo)如目標(biāo)類(lèi)型、目標(biāo)作戰(zhàn)能力、目標(biāo)意圖采用動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行推理得到靜態(tài)威脅值,對(duì)定量指標(biāo)如目標(biāo)速度、高度、距離、進(jìn)入角采用隸屬函數(shù)進(jìn)行量化,最終利用AHP方法對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)得到最后的總威脅值,通過(guò)仿真算例驗(yàn)證了該方法的有效性。

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Threat Assessment of Aerial Targets In Air-Defense

FU Tao, WANG Jun

(School of Automation of Nanjing Uninersity of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

Abstract:In order to solve the insufficient about target threat assessment among the existing literature, a new method to assess the targets’ threat is proposed in this article. The ideology of this method is to classify all the threat indexes into the quantitative indexes and qualitative indexes, while the quantitative indexes includes the indexes which could be obtained directly such as targets’ velocity, targets’ height, and the membership functions are employed to calculate the index values; the qualitative indexes includes the indexes which could not be obtained directly such as targets’ type,targets’ intent and so on, so the Bayes Network is applied to handle these indexes to acquire the static threat value. Finally, all the threat values are calculated weighting through AHP method in orde to acquire the targets’ total threat value. The characteristic of this method is to combine the quantitative indexes and qualitative indexes effectively, meanwhile the simulation examples verify the effectiveness and feasibility of this proposed method.

Key words:threat assessment； Bayes network； membership function； AHP

文章編號(hào)：1673-3819(2016)03-0063-07

收稿日期：2015-12-19

作者簡(jiǎn)介：付濤(1991-),男,安徽合肥人,碩士研究生,研究方向?yàn)橹笓]控制、嵌入式系統(tǒng)。

中圖分類(lèi)號(hào):E920.8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

DOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.03.012

修回日期： 2016-01-01

王軍(1980-),男,副研究員,碩士生導(dǎo)師。