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基于信息熵和粗糙集的空中目标威胁评估方法

杨远志 周中良 刘宏强 寇添 范翔宇

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. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0768
引用本文: 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. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0768
YANG Yuanzhi, ZHOU Zhongliang, LIU Hongqiang, 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. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0768(in Chinese)
Citation: YANG Yuanzhi, ZHOU Zhongliang, LIU Hongqiang, 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. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0768(in Chinese)

基于信息熵和粗糙集的空中目标威胁评估方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0768
基金项目: 

国家自然科学基金 61472443

详细信息
    作者简介:

    杨远志  男, 博士研究生。主要研究方向:武器系统总体技术与作战运用

    周中良  男, 博士, 副教授, 硕士生导师。主要研究方向:武器系统总体技术与作战运用

    刘宏强  男, 博士研究生。主要研究方向:武器系统总体技术与作战运用

    寇添  男, 博士研究生。主要研究方向:武器系统总体技术与作战运用

    范翔宇  男, 博士研究生。主要研究方向:武器系统总体技术与作战运用

    通讯作者:

    周中良, E-mail:zzl_panda@163.com

  • 中图分类号: TN97

Threat evaluation method of air target based on information entropy and rough set

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61472443

More Information
  • 摘要:

    针对粗糙集(RS)理论在处理评估问题时,无法处理决策属性缺失的信息系统的问题,提出一种基于信息熵(IE)和粗糙集的空中目标威胁评估模型。该模型通过信息熵方法计算各属性权重,选取最大权重的属性替代决策属性,构建完备的粗糙集决策信息系统,并根据属性重要性方法进行离散化处理,基于决策辨识矩阵实现属性约简和权重计算,对空中目标的威胁程度进行量化评估。模型拓宽了粗糙集理论在评估中的适用范围,减少对先验信息的需求与人为主观因素的影响。仿真结果表明,该方法可以实现对空中目标的有效评估。

     

  • 图 1  威胁评估模型

    Figure 1.  Model of threat evaluation

    图 2  仿真决策与样本决策对比

    Figure 2.  Comparison between simulation decision and original decision

    表  1  目标威胁数据库数据

    Table  1.   Data of target threat database

    目标 a1 a2/(m·s-1) a3/(°) a4 a5 a6/m
    t1 大型目标 500 130 360
    t2 大型目标 550 90 160
    t3 小型目标 600 50 160
    t4 小型目标 750 150 超低 400
    t5 直升机 88 140 超低 320
    t6 直升机 90 180 170
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    表  2  初始信息表

    Table  2.   Initial information

    目标 a1 a2/(m·s-1) a3/(°) a4 a5 a6/m
    t1 2 500 130 4 4 360
    t2 2 550 90 3 3 160
    t3 3 600 50 3 4 160
    t4 3 750 150 3 1 400
    t5 1 88 140 1 1 320
    t6 1 90 180 2 2 170
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    表  3  归一化决策矩阵

    Table  3.   Decision matrix after normalization

    目标 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    t1 0.1977 0.2505 0.2505 0.2738 0.2897 0.2399
    t2 0.1755 0.0430 0.0430 0.0017 0.0017 0.0012
    t3 0.1782 0.0416 0.0416 0.0352 0.0054 0.0024
    t4 0.2672 0.1731 0.1731 0.3355 0.5326 0.4845
    t5 0.0943 0.3586 0.3586 0.3123 0.1704 0.2720
    t6 0.0871 0.1332 0.1332 0.0415 0.0002 0
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    表  4  各属性权重

    Table  4.   Weight of different attributes

    属性 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    权重 0.0286 0.0963 0.0963 0.1808 0.3058 0.2922
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    表  5  离散化数据

    Table  5.   Data after discretization

    目标 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    t1 2 3 3 4 4 4
    t2 2 3 2 3 1 3
    t3 4 4 1 3 1 4
    t4 4 4 4 3 4 1
    t5 1 1 3 1 3 1
    t6 1 1 4 2 1 2
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    表  6  决策辨识矩阵

    Table  6.   Decision identification matrix

    目标 a1 a2 a3 a4 a5 a6
    t1 Ø a3a4a6 Ø a1a2a3a4 a1a2a4a6 a1a2a3a4a6
    t2 a3a4a6 Ø a1a2a3 a1a2a3a6 a1a2a3a4a6 a1a2a3a4
    t3 Ø a1a2a3 Ø a3a6 a1a2a3a4a6 a1a2a3a4
    t4 a1a2a3a4 a1a2a3a6 a3a6 Ø Ø a1a2a4a6
    t5 a1a2a4a6 a1a2a3a4a6 a1a2a3a4a6 Ø Ø a3a4a6
    t6 a1a2a3a4a6 a1a2a3a4 a1a2a3a4 a1a2a4a6 a3a4a6 Ø
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    表  7  约简后的决策系统

    Table  7.   Decision system after reduction

    目标 a1 a3 a6 D
    t1 2 3 1 4
    t2 2 2 1 3
    t3 4 1 1 4
    t4 4 4 4 1
    t5 1 3 3 1
    t6 1 4 3 2
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    表  8  各属性指标下的决策属性权重值

    Table  8.   Weighted value of decision attribute under different attribute indexes

    目标 a1 a3 a6 D
    t1 0.5 0.5 0.67 1
    t2 0.5 1 0.67 1
    t3 0.5 1 0.67 1
    t4 0.5 0.5 1 1
    t5 0.5 0.5 0.5 1
    t6 0.5 0.5 0.5 1
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    表  9  各目标威胁值

    Table  9.   Threat value of different targets

    目标 威胁值
    t1 0.5640
    t2 0.6122
    t3 0.6122
    t4 0.6604
    t5 0.5144
    t6 0.5144
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-11
  • 录用日期:  2018-02-09
  • 刊出日期:  2018-10-20

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