基于置信規(guī)則庫的裝備保障能力智能化評(píng)估方法探討

（火箭軍工程大學(xué)，陜西西安 710025）

裝備保障能力評(píng)估研究是保障能力建設(shè)評(píng)估的重要組成部分，能夠借助科學(xué)有效的評(píng)估方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)保障能力建設(shè)當(dāng)中存在的問題。應(yīng)用專家系統(tǒng)智能化評(píng)估能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)定性、定量和半定量3類評(píng)價(jià)意見的綜合分析，從而獲得科學(xué)的裝備保障能力評(píng)估結(jié)論。

1.智能技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)是建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上的，是通過模擬人的思維過程，實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、信息處理、決策反應(yīng)以及行動(dòng)自主控制等功能的計(jì)算機(jī)技術(shù)[1]。人工智能技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、機(jī)器視覺技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、目標(biāo)辨別技術(shù)、無人駕駛技術(shù)等。這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用，悄無聲息地影響著未來戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展方向。

1.1 人工智能在指揮控制方面的應(yīng)用

人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)指揮控制系統(tǒng)的智能輔助決策與組合調(diào)度，從而保證其高效性與可靠性。應(yīng)用專家系統(tǒng)發(fā)展作戰(zhàn)模擬支持系統(tǒng)，能夠使決策規(guī)則與模擬相結(jié)合，從而為指揮決策機(jī)構(gòu)提供輔助決策或者評(píng)估替代方案。當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)的有美軍蘭德公司的戰(zhàn)略評(píng)估系統(tǒng)以及“鷹”作戰(zhàn)模型等[2]。

1.2 人工智能在裝備方面的應(yīng)用

當(dāng)前人工智能的主要研究方向?yàn)槟M人類思維結(jié)構(gòu)、人類語言和人類視覺[3]。智能化裝備能夠像人一樣自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)與智能決策，從而在體系作戰(zhàn)與協(xié)同作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。裝備智能化主要包括智能感知、智能決策以及智能反饋等，智能感知通過模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)器人的自主運(yùn)動(dòng)與決策，通過學(xué)習(xí)算法，機(jī)器人能夠在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。

1.3 人工智能在后勤保障方面的應(yīng)用

一是智能化設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，主要包括各類無人系統(tǒng)。這類系統(tǒng)能夠通過智能傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)視與遠(yuǎn)程控制，從而擴(kuò)大保障任務(wù)范圍，降低保障風(fēng)險(xiǎn)與成本。二是信息融合與分析，通過將各類傳感器的數(shù)據(jù)信息融合，判定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的狀態(tài)，從而為指揮員提供諸如人員傷情、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、裝備物資保障狀況等信息，提高臨戰(zhàn)決策的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。三是對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息、裝備信息、物資信息的綜合感知。

2.基于置信規(guī)則庫的評(píng)估方法

置信規(guī)則庫是基于證據(jù)理論，建立在全集與單集假設(shè)基礎(chǔ)上的一類專家系統(tǒng)，是人工智能領(lǐng)域研究較為活躍的一類專家系統(tǒng)方法。置信規(guī)則庫方法是將領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識(shí)、歷史信息與專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，應(yīng)用推理技術(shù)來模擬求解，該方法的應(yīng)用解決了通常只能由專家才能解決的問題，在行為預(yù)測(cè)、模式識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[4]。當(dāng)前裝備保障能力評(píng)估存在建模難度大、不確定性強(qiáng)以及數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣等問題。將置信規(guī)則庫方法應(yīng)用于裝備保障能力評(píng)估，利用專家經(jīng)驗(yàn)與歷史信息，用數(shù)學(xué)方法建立評(píng)估模型，填充和完善數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫，借助人工智能推理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝備保障能力評(píng)估。

2.1 專家系統(tǒng)的智能化評(píng)估

2.1.1 評(píng)估專家系統(tǒng)框架

以專家系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于置信規(guī)則庫的智能評(píng)估專家系統(tǒng)模型，如圖1。

圖1 基于置信規(guī)則庫的智能評(píng)估專家系統(tǒng)

其中，C={c1,c2,...cI}表示各影響因素的集合，A={A1,A2,...AI}表示規(guī)則庫與各影響因素對(duì)應(yīng)的取值集合，其中Ai={Ai1,Ai2,...,AiAi}，表示影響因素的個(gè)數(shù)。R={r1,r2,...rL}表示所有規(guī)則結(jié)論的集合，F(xiàn)是由影響因素向結(jié)論進(jìn)行映射的函數(shù)關(guān)系。

（2）綜合數(shù)據(jù)庫。用于存儲(chǔ)初始輸入的初始數(shù)據(jù)，過程數(shù)據(jù)以及評(píng)估結(jié)果。

（3）推理機(jī)。模擬專家的思維過程，根據(jù)置信規(guī)則庫進(jìn)行推理并導(dǎo)出結(jié)論。

（4）知識(shí)獲取與更新。主要從專業(yè)知識(shí)以及通過大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取的專家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)，建立置信規(guī)則庫，不斷更新修改完善規(guī)則。

2.1.2 基于置信規(guī)則庫的智能化評(píng)估方法

（1）收集初始專家評(píng)估意見；

（2）根據(jù)置信規(guī)則初始評(píng)估意見，執(zhí)行推理和計(jì)算，存入綜合數(shù)據(jù)庫；

（3）分類進(jìn)行推理計(jì)算，再次存入綜合數(shù)據(jù)庫中；

（4）得到最終的評(píng)估結(jié)論。

2.2 規(guī)則獲取與表達(dá)

規(guī)則獲取與表達(dá)是把各類指標(biāo)的專家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)按照邏輯或者數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行綜合提煉，并表示成計(jì)算機(jī)程序能夠識(shí)別和使用的方式存儲(chǔ)到規(guī)則庫中。

2.2.1 規(guī)則建立

實(shí)地調(diào)研與資料分析，通過對(duì)評(píng)估對(duì)象實(shí)際情況進(jìn)行分析，將各級(jí)指標(biāo)按照邏輯或者因果關(guān)系，以定性或者定量的方式進(jìn)行表述，并按照遍歷的準(zhǔn)則對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行組合，按照一定的序列存儲(chǔ)在置信規(guī)則庫當(dāng)中。

2.2.2 規(guī)則形式

裝備保障能力置信規(guī)則庫中的規(guī)則表示為:

其中，βlk表示等前提條件都成立時(shí)，結(jié)論為rl的置信度，且

2.3 推理機(jī)

推理過程中的每一模塊都應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)推理方法，第一階段中對(duì)于定性信息的處理采用模糊綜合評(píng)價(jià)法；第二階段方法采用簡(jiǎn)單加權(quán)平均法；第三階段評(píng)估方采用證據(jù)推理方法?；谥眯乓?guī)則庫的智能化評(píng)估模型利用其在處理定性和半定量數(shù)據(jù)上的優(yōu)勢(shì)，綜合多樣的評(píng)估意見獲得對(duì)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)論。智能評(píng)估專家系統(tǒng)形成了一個(gè)獨(dú)立的評(píng)估模塊，仿真系統(tǒng)的每次改進(jìn)和每次關(guān)鍵性應(yīng)用經(jīng)過重新獲得評(píng)價(jià)意見后，直接輸入智能評(píng)估專家系統(tǒng)，由系統(tǒng)智能合成評(píng)價(jià)意見，從而得到整體評(píng)估結(jié)果。

3.結(jié)語

將人工智能技術(shù)應(yīng)用于裝備保障能力評(píng)估中，使裝備保障對(duì)目標(biāo)進(jìn)行智能探測(cè)、跟蹤，大大提高裝備保障能力評(píng)估的時(shí)效性、客觀性與準(zhǔn)確性。聯(lián)勤保障部隊(duì)必須跟上時(shí)代的步伐，加強(qiáng)軍需物資、裝備、車輛、衛(wèi)勤保障等方面智能化的研究，分類型、分層次、分規(guī)模地將人工智能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練與保障當(dāng)中，從而真正實(shí)現(xiàn)保障的智能化發(fā)展。