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基于RS-CRITIC的空战目标威胁评估

杨爱武 李战武 徐安 吕跃 奚之飞

杨爱武, 李战武, 徐安, 等 . 基于RS-CRITIC的空战目标威胁评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(12): 2357-2365. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0638
引用本文: 杨爱武, 李战武, 徐安, 等 . 基于RS-CRITIC的空战目标威胁评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(12): 2357-2365. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0638
YANG Aiwu, LI Zhanwu, XU An, et al. Threat assessment of air combat target based on RS-CRITIC[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(12): 2357-2365. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0638(in Chinese)
Citation: YANG Aiwu, LI Zhanwu, XU An, et al. Threat assessment of air combat target based on RS-CRITIC[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(12): 2357-2365. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0638(in Chinese)

基于RS-CRITIC的空战目标威胁评估

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0638
详细信息
    作者简介:

    杨爱武  男, 硕士研究生。主要研究方向:火力指挥控制与评估工程

    李战武  男, 博士, 教授。主要研究方向:航空火力指挥控制原理、智能作战

    徐安  男, 博士, 讲师。主要研究方向:航空火力指挥控制原理、智能作战

    吕跃  男, 硕士, 讲师。主要研究方向:智能作战、任务规划

    奚之飞  男, 硕士研究生。主要研究方向:航空火力指挥控制原理

    通讯作者:

    李战武, E-mail:afeulzw@189.cn

  • 中图分类号: TN97

Threat assessment of air combat target based on RS-CRITIC

More Information
  • 摘要:

    针对不确定信息下的空战目标威胁评估问题,提出了一种基于粗糙集(RS)理论和指标重要性相关(CRITIC)法的目标威胁评估模型。首先,通过CRITIC法确定准确信息下的目标威胁值,利用数据挖掘(MD)启发式算法求解最佳分割集合,将目标威胁值离散化处理后替代粗糙集决策信息系统中的决策属性。其次,基于构建的完备粗糙集决策信息系统,通过决策矩阵实现属性约简和目标威胁评估最小决策规则提取。最后,将规则应用于不确定信息下的目标威胁评估。仿真结果表明:所提模型能够实现信息缺失下的目标威胁评估,减少了主观因素和先验知识的影响,扩展了粗糙集理论应用范围。

     

  • 图 1  目标威胁因素模型

    Figure 1.  Target threat factor model

    图 2  目标威胁评估流程

    Figure 2.  Target threat assessment flowchart

    图 3  目标威胁值对比

    Figure 3.  Target threat comparison

    表  1  战术意图威胁值

    Table  1.   Tactical intention threat value

    战术意图 攻击 干扰 掩护 规避
    意图威胁值 0.8 0.5 0.3 0.1
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    表  2  空战态势信息

    Table  2.   Air combat situation information

    目标 机型 战术意图I φ/(°) q/(°) v/(m·s-1) D/km hd/km
    1 F-16C 攻击 80 150 330 50 -1.5
    2 F-16C 掩护 65 110 310 70 1.2
    3 F-15E 掩护 -45 120 315 65 1.4
    4 F-15E 干扰 -70 140 330 60 -0.7
    5 F-5E 攻击 110 -120 340 50 -1.2
    6 F-5E 干扰 85 -130 320 60 -0.5
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    表  3  目标属性威胁值

    Table  3.   Target attribute threat value

    目标 TI TA Tv Td Th
    1 0.75 0.8 0.639 0.625 0.707 0.65
    2 0.75 0.3 0.486 0.469 0.303 0.38
    3 1 0.3 0.458 0.484 0.389 0.36
    4 1 0.5 0.583 0.531 0.500 0.57
    5 0.5 0.8 0.639 0.594 0.707 0.62
    6 0.5 0.5 0.597 0.500 0.500 0.55
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    表  4  属性权重

    Table  4.   Attribute weight

    属性 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    权重 0.329 0.0807 0.164 0.135 0.142 0.149
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    表  5  目标威胁值及决策属性值

    Table  5.   Target threat value and decision attribute value

    目标 1 2 3 4 5 6
    目标威胁值 0.857 0.307 0.406 0.75 0.804 0.543
    决策属性值 5 0 1 3 4 2
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    表  6  灰色关联度极大熵模型求解

    Table  6.   Grey relation maximum entropy model solution

    属性 权重 目标 目标威胁值
    a1 0.305 1 0.922
    a2 0.149 2 0.261
    a3 0.152 3 0.354
    a4 0.125 4 0.717
    a5 0.131 5 0.883
    a6 0.138 6 0.525
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    表  7  决策信息

    Table  7.   Decision information

    U 条件属性C 决策属性值
    a1 a2 a3 a4 a5 a6
    x1 2 3 4 2 4 4 5
    x2 2 1 1 1 1 1 0
    x3 4 1 1 1 2 1 1
    x4 4 2 2 2 2 3 3
    x5 1 3 4 4 4 4 4
    x6 1 2 3 2 2 2 2
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    表  8  决策矩阵

    Table  8.   Decision matrix

    U x1 x2 x3 x4 x5 x6
    x1 a2a3a4a5a6 a1a2a3a4a5a6 a1a2a3a5a6 a1a4 a1a2a3a5a6
    x2 a1a5 a1a2a3a4a5a6 a1a2a3a4a5a6 a1a2a3a4a5a6
    x3 a2a3a4a6 a1a2a3a4a5a6 a1a2a3a4a6
    x4 a1a2a3a4a5a6 a1a3a6
    x5 a2a3a4a5a6
    x6
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    表  9  目标威胁评估规则集

    Table  9.   Target threat assessment rule set

    规则集 规则(属性类别,属性值)
    规则前件 规则后件
    1 (a1, a1(xi))∧(a2, a2(xi)) (D, D(xi))
    2 (a1, a1(xi))∧(a3, a3(xi)) (D, D(xi))
    3 (a1, a1(xi))∧(a4, a4(xi)) (D, D(xi))
    4 (a1, a1(xi))∧(a6, a6(xi)) (D, D(xi))
    5 (a3, a3(xi))∧(a4, a4(xi))∧(a5, a5(xi)) (D, D(xi))
    6 (a4, a4(xi))∧(a5, a5(xi))∧(a6, a6(xi)) (D, D(xi))
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    表  10  不确定空战态势信息

    Table  10.   Uncertain air combat situation information

    目标 机型 I φ/(°) q/(°) v/(m·s-1) D/km hd/km
    1 F-16C 攻击 60 * * 55 -0.85
    2 F-15E * -65 145 300 * -0.77
    3 * 干扰 90 -135 345 53 *
    4 F-15E * -55 140 325 62 -0.3
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    表  11  离散化不确定空战态势信息

    Table  11.   Discrete uncertain air combat situation information

    目标 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    1 2 3 * * 3 3
    2 4 * 2 1 * 3
    3 * 2 4 4 4 *
    4 4 * 2 2 2 2
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  • [1] 奚之飞, 徐安, 寇英信, 等.基于改进GRA-TOPSIS的空战威胁评估[J].北京航空航天大学学报, 2020, 46(2):388-397. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-BJHK202002017.htm

    XI Z F, XU A, KOU Y X, et al.Air combat threat assessment based on improved GRA-TOPSIS[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(2):388-397(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-BJHK202002017.htm
    [2] 张浩为, 谢军伟, 葛佳昂, 等.改进TOPSIS的多态融合直觉模糊威胁评估[J].系统工程与电子技术, 2018, 40(10):2263-2269. http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/xtgcydzjs201810017

    ZHANG H W, XIE J W, GE J A, et al.Intuitionistic fuzzy threat assessment based on improved TOPSIS and multiple times fusion[J].Systems Engineering and Electronics, 2018, 40(10):2263-2269(in Chinese). http://d.wanfangdata.com.cn/periodical/xtgcydzjs201810017
    [3] 徐西蒙, 杨任农, 符颖, 等.基于ELM-AdaBoost强预测器的空战目标威胁评估[J].系统工程与电子技术, 2018, 40(8):1760-1768. http://www.cqvip.com/QK/95985X/20188/675911918.html

    XU X M, YANG R N, FU Y, et al.Target threat assessment in air combat based on ELM-AdaBoost strong predictor[J].Systems Engineering and Electronics, 2018, 40(8):1760-1768(in Chinese). http://www.cqvip.com/QK/95985X/20188/675911918.html
    [4] 顾佼佼, 赵建军, 徐海峰, 等.基于SPA及PSO的超视距空战态势评估[J].系统工程与电子技术, 2014, 36(4):691-696. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XTYD201404015.htm

    GU J J, ZHAO J J, XU H F, et al.Situation assessment for beyond-visual-range air combat based on interval SPA and PSO[J].Systems Engineering and Electronics, 2014, 36(4):691-696(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XTYD201404015.htm
    [5] 王昱, 章卫国, 傅莉, 等.基于不确定性信息的空战威胁评估方法[J].西北工业大学学报, 2016, 34(2):299-305. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbgydxxb201602019

    WANG Y, ZHANG W G, FU L, et al.A method of threat assessment for aerial combat using uncertain information[J].Journal of Northwestern Polytechnical University, 2016, 34(2):299-305(in Chinese). http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbgydxxb201602019
    [6] 史建国, 高晓光, 李相民.基于离散模糊动态贝叶斯网络的空战态势评估及仿真[J].系统仿真学报, 2006, 18(5):1093-1096. http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=21881031

    SHI J G, GAO X G, LI X M.Modeling air combat situation assessment by using fuzzy dynamic Bayessian network[J].Journal of System Simulation, 2006, 18(5):1093-1096(in Chinese). http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=21881031
    [7] 杨远志, 周中良, 刘宏强, 等.基于信息熵和粗糙集的空中目标威胁评估方法[J].北京航空航天大学学报, 2018, 44(10):2071-2077. http://www.cqvip.com/QK/90750X/201810/676694654.html

    YANG Y Z, ZHOU Z L, LIU H Q, et al.Threat evaluation method of air target based on information entropy and rough set[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(10):2071-2077(in Chinese). http://www.cqvip.com/QK/90750X/201810/676694654.html
    [8] DIAKOULAKI D, MAVROTS G, PAPAYANNAKIS L.Determining objective weights in multiple criteria problems, the critic method[J].Computers and Operations Research, 1995, 22(7):763-770. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/030505489400059h
    [9] 宋冬梅, 刘春晓, 沈晨, 等.基于主客观赋权法的多目标多属性决策方法[J].山东大学学报(工学版), 2015, 45(4):1-9. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SDGY201504001.htm

    SONG D M, LIU C X, SHEN C, et al.Multiple objective and attribute decision making based on the subjective and objective weighting[J].Journal of Shandong University(Engineering Science), 2015, 45(4):1-9(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SDGY201504001.htm
    [10] PAWLAK Z, SKOWRON A.Rough sets and boolean reasoning[J].Information Sciences, 2007, 177(1):41-73. http://www.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1858653
    [11] 安利平.基于粗集理论的多属性决策分析[M].北京:科学出版社, 2008:35-36.

    AN L P.Analysis of multi-attribute decision making based on rough set theory[M].Beijing:Science Press, 2008:35-36(in Chinese).
    [12] 张清华, 胡君.不确定性概念的粗糙集近似表示[M].北京:清华大学出版社, 2017:3-10.

    ZHANG Q H, HU J.Rough set approximate representation of uncertainty concept[M].Beijing:Tsinghua University Press, 2017:3-10(in Chinese).
    [13] PAWLAK Z.Rough sets[J].International Journal of Information and Computer Sciences, 1982, 11(5):341-356.
    [14] 黄治国, 杨清琳.基于决策向量的分辨矩阵构造方法[J].湖南科技大学学报(自然科学版), 2017, 32(2):62-69. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTKY201702011.htm

    HUANG Z G, YANG Q L.The method based on decision vector for generating discernibility matrix[J].Journal of Hunan University of Science & Technology(Natural Science Edition), 2017, 32(2):62-69(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTKY201702011.htm
    [15] 高永, 向锦武.超视距多机协同空战目标分配算法[J].北京航空航天大学学报, 2007, 33(3):286-289.

    GAO Y, XIANG J W.Target assessment in BVR air combat[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2007, 33(3):286-289(in Chinese).
    [16] 夏鹏程.多机协同任务规划与非完备信息下攻击决策技术[D].南京: 南京航空航天大学, 2018: 57-59.

    XIA P C.Research on mission planning & attack decision-making under incomplete information for multi-UAVs[D].Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2018: 57-59(in Chinese).
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-22
  • 录用日期:  2020-04-10
  • 网络出版日期:  2020-12-20

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