應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

張國++沈治河

摘 要

相比傳統(tǒng)的作戰(zhàn)決策支持系統(tǒng)，智能決策系統(tǒng)具有自主決策、自學(xué)習(xí)的功能，本文分析了應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)能力要求和系統(tǒng)構(gòu)建需求，設(shè)計了智能決策系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，可為構(gòu)建應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)提供參考。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)激 智能決策系統(tǒng) 體系結(jié)構(gòu)

應(yīng)激性作戰(zhàn)是處理突發(fā)性威脅事件的作戰(zhàn)行動，如艦艇對空防御等。為提高應(yīng)激性作戰(zhàn)的準(zhǔn)確性和快速性，無人化和自動化決策是發(fā)展方向，我們稱這種集成了人的經(jīng)驗(yàn)和指揮的決策系統(tǒng)為智能決策系統(tǒng)，其智能核心是知識以及對知識的學(xué)習(xí)、運(yùn)用能力。

1 應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)能力要求

1.1 具備快速準(zhǔn)確決策能力

由于攻防雙方在對抗中所采用的戰(zhàn)術(shù)的突然性，應(yīng)激性作戰(zhàn)威脅事件的產(chǎn)生具有突發(fā)性，如艦艇對空防御的目標(biāo)一般為反艦導(dǎo)彈，目前反艦導(dǎo)彈的速度均為音速或音速以上，而應(yīng)對威脅的防空導(dǎo)彈的作用距離比較近，因此防御實(shí)施時間極短。這種威脅事件的突發(fā)性和應(yīng)激作戰(zhàn)時間短的特點(diǎn)要求作戰(zhàn)系統(tǒng)能夠快速而準(zhǔn)確地決策。

1.2 具備動態(tài)模糊決策能力

攻擊方在實(shí)時攻擊作戰(zhàn)時，往往會采用一定的隱蔽、欺騙和對抗手段，以達(dá)成隱蔽作戰(zhàn)的目的。另外，防御一方由于傳感器的性能限制，往往無法獲取來襲目標(biāo)的全部信息。因此應(yīng)激作戰(zhàn)的威脅信息相當(dāng)一部分具有不確定性，如空中目標(biāo)只能判定為小飛機(jī)或?qū)?；而目?biāo)類型則根本無法探知。威脅信息獲取的不充分會對決策的正確性造成影響。因此，智能決策系統(tǒng)除了能夠進(jìn)行精確的確定性決策，還要能夠在信息不完備情況下的動態(tài)模糊決策。

1.3 具備學(xué)習(xí)能力

應(yīng)激性作戰(zhàn)往往面對的作戰(zhàn)環(huán)境復(fù)雜，作戰(zhàn)對象多樣，且自身所具備的應(yīng)對手段也是多樣的。智能決策系統(tǒng)預(yù)置的決策規(guī)則庫僅僅是應(yīng)對復(fù)雜作戰(zhàn)態(tài)勢的一個小小子集，智能決策系統(tǒng)具有一定的學(xué)習(xí)能力，就可以在一定領(lǐng)域知識的指導(dǎo)下，隨著不斷的訓(xùn)練和作戰(zhàn)使用積累數(shù)據(jù)，將有用的問題求解知識以適當(dāng)?shù)姆绞酱鎯ζ饋?，?shí)現(xiàn)由數(shù)據(jù)到知識再到策略的轉(zhuǎn)變，不斷完善決策規(guī)則庫。

2 應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)構(gòu)建需求

2.1 決策知識獲取

應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)的知識獲取主要有兩種模式：

（1）根據(jù)法規(guī)性權(quán)威知識和專家經(jīng)驗(yàn)等直接所提取集成的決策規(guī)則，是智能決策系統(tǒng)所依據(jù)的領(lǐng)域知識的直接來源。

（2）在作戰(zhàn)和訓(xùn)練中積累了大量數(shù)據(jù)，海量的數(shù)據(jù)背后隱藏著許多重要的信息，從中挖掘和學(xué)習(xí)有價值的知識，補(bǔ)充完善智能決策知識庫。因此，智能決策系統(tǒng)不僅要有數(shù)據(jù)庫和專家知識庫，還具有支持機(jī)器學(xué)習(xí)知識庫。

2.2 決策知識表示

在構(gòu)建智能決策系統(tǒng)的知識工程中，首要解決的問題是知識表示，即如何把應(yīng)激性作戰(zhàn)決策知識分類、形式化表達(dá)并存儲到知識庫中。在知識庫的建造中知識表示處于中心地位，獲取的知識必須表示成某種形式。知識表示的好壞對知識處理的效率和應(yīng)用范圍也有很大關(guān)系，還直接影響到對知識獲取和學(xué)習(xí)機(jī)制的研究。對于應(yīng)激性作戰(zhàn)決策知識表示，要考慮兩個因素：

（1）符合指揮員的理解和運(yùn)用習(xí)慣；

（2）要能夠形式化映射到計算機(jī)系統(tǒng)中，可以被計算機(jī)系統(tǒng)調(diào)用。

2.3 決策知識運(yùn)用

應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策所處理的決策問題通常為確定性問題和不確定性問題。不確定性問題即這類決策所輸入的決策要素不明確，具體表現(xiàn)為不完備性、模糊性和不確定性，很難找到固定的數(shù)學(xué)模型表達(dá)決策空間，傳統(tǒng)人的經(jīng)驗(yàn)加上計算機(jī)的計算支持模式不適合解決此類決策問題。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，這類問題的解決目前有：動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、模糊集、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等人工智能技術(shù)。這些方法各自有其優(yōu)點(diǎn)，因此，智能決策系統(tǒng)需要綜合運(yùn)用合適的人工智能方法，構(gòu)建智能學(xué)習(xí)和推理模塊。

3 應(yīng)激性作戰(zhàn)智能決策系統(tǒng)組成

基于知識的智能決策系統(tǒng)是一個面向應(yīng)激性作戰(zhàn)決策的計算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)要能夠支持上述需求的特定作戰(zhàn)領(lǐng)域的決策規(guī)則知識集成、表述和應(yīng)用。其主要組成部分包括基礎(chǔ)庫、知識庫、知識獲取模塊和混合智能決策模塊，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）基礎(chǔ)庫：數(shù)據(jù)庫和模型庫；

（2）知識庫，問題庫、規(guī)則庫和結(jié)果庫；

（3）知識獲取模塊：包括兩個模塊，直接提取權(quán)威知識及專家知識轉(zhuǎn)換為決策規(guī)則的模塊， 基于專家規(guī)則和數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)獲取決策規(guī)則的模塊；

（4）混合智能決策模塊：包括處理確定性問題的模型計算模塊、處理復(fù)雜不確定問題智能推理模塊和對決策結(jié)果解釋的模塊，其中決策結(jié)果的解釋一是面向指揮員，二是直接面向作戰(zhàn)系統(tǒng)。

智能決策系統(tǒng)是基于整個作戰(zhàn)過程知識的系統(tǒng)性應(yīng)用，而不僅僅是解決作戰(zhàn)過程中的某一問題。智能決策的推理過程不僅僅是應(yīng)用某組數(shù)學(xué)模型計算支持得出結(jié)論，而是一個模式識別、規(guī)則匹配和智能推理的過程。

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[4]林耕.直覺模糊集在近似推理與決策中的應(yīng)用[D].大連：大連理工大學(xué)（博士論文），2006（03）.

作者單位

張國（1979-），男，山東省萊蕪市人。博士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為海軍大連艦艇學(xué)院科研部助理研究員。研究方向?yàn)檩o助決策。

作者單位

海軍大連艦艇學(xué)院科研部 遼寧省大連市 116018