基于贝叶斯网络的作战效能分析方法_熊伟.pdf
《基于贝叶斯网络的作战效能分析方法_熊伟.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于贝叶斯网络的作战效能分析方法_熊伟.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、投稿网址:年 第 卷 第 期,():科 学 技 术 与 工 程 引用格式:熊伟,于小岚,刘亚丽 基于贝叶斯网络的作战效能分析方法 科学技术与工程,():.,():.基于贝叶斯网络的作战效能分析方法熊伟,于小岚,刘亚丽(.航天工程大学航天信息学院,北京;.航天工程大学研究生院,北京)摘 要 天基信息系统的作战效能评估已经成为军事领域的研究热点。提出一种基于贝叶斯网络的天基信息系统作战效能分析方法。首先通过仿真平台获取仿真数据,然后采用基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法和期望最大化(,)参数学习算法学习数据样本,构建贝叶斯网络模型,最后从贝叶斯网络的节点敏感性分析出发,从载荷层、能力层两个方面分析了
2、天基信息系统的可见光侦察卫星、合成孔径雷达(,)成像侦察卫星以及电子侦察卫星对作战效能的影响。同时,仿真验证了该方法应用在天基信息系统作战效能评估的有效性和可行性,能够为武器装备体系效能评估提供坚实的技术支撑。关键词 贝叶斯网络;敏感性;作战效能评估;天基信息系统中图法分类号;文献标志码 收稿日期:;修订日期:基金项目:复杂电子系统仿真重点实验室基础研究项目()第一作者:熊伟(),男,汉族,山东临邑人,博士,研究员。研究方向:网络信息体系。:。,(.,;.,),(),(),;天基信息系统是指具有自主信息获取、信息分发、信息传输与时空基准服务的多功能信息系统,可以为全球范围的气象、资源勘探、深空
3、探测以及军事活动等提供通信、导航以及遥感等全方位和一体化的服务。因此天基信息系统的组成结构是复杂的,相互作用的各类装备连接形成一个有机整体,使得天基信息系统的作战效能发挥呈现出复杂的对抗性以及丰富的相互作用影响。如何有效地对诸如天基信息系统这类复杂的武器装备体系进行作战效能评估并刻画其复杂的相互作用关系以及对抗性特征,已经成为当前作战效能评估领域的前沿核心问题之一。贝叶斯网络是 于 年提出的一种基于不确定知识表达和推理方法。该理论能够借助数理统计知识解决复杂系统中的不确定性问题,在各型复杂系统中的评估工作中都有着较好的应用。而天基信息系统在作战过程中的作战效能问题即是一个复杂系统的不确定性问题
4、。因此贝叶斯网络对于天基信息系统的作战效能评估问题有着很好的适用性与发展前景。国内外对于贝叶斯网络应用于作战效能评估的关注度逐渐增多,文献将贝叶斯网络应用于雷达电子战系统、陆空联合作战、装备维修保障等的作战效能评估,对贝叶斯网络应用于作战效能评估领域进行了验证,投稿网址:文献,针对贝叶斯网络模型的构建过程,从数据预处理、模糊信息处理等方面出发进行改进,提升了作战效能评估的可靠性。文献在贝叶斯网络的作战效能评估模型的基础上,发挥贝叶斯网络的推理分析能力,提出了适用于不同作战装备的推理分析模式。综上所述,贝叶斯网络在作战效能评估领域有着广泛的应用。目前将贝叶斯网络应用于作战效能评估主要还停留在对构
5、建方法上的优化改进上,对作战效能的分析推理上的研究还比较欠缺。传统的推理分析模式存在两个问题:一是推理模式的结果丰富度依赖于推理证据的设定方式。二是在推理过程中依赖于对各个节点的概率分布的比较,在结果整理分析上便捷度较低。贝叶斯网络在其他领域的应用,不仅利用了其推理特性实现对预测模型的正向方向推理,而且还可以针对其网络节点的特性对其各个节点进行敏感性分析。该方法不仅可以从不同的角度更加直观地展现各个要素的重要性以及特点,而且可以从网络节点的角度出发分析其他节点之间的关系进而获得结论,不再局限于通过方案设定和后验概率比较等方法进行分析对比以获得结论。因此现结合天基信息系统的特点与现状,基于贝叶斯
6、网络的天基信息系统作战效能评估模型,在网络节点敏感性分析的基础上提出一种基于贝叶斯网络的作战效能分析方法,以期对天基信息系统的建设发展提出合理的建议指导。贝叶斯网络及适用性贝叶斯网络是一种用于描述变量间不确定性因果关系的图形网络模型,由节点、有向连线和节点概率表组成,其中有向连线代表节点之间的因果依赖关系。结合图 定义:贝叶斯网络是表示变量间概率依赖关系的有向无环图 ,这里每个节点 表示领域变量,每条边 表示变量间的概率依赖关系,同时对每个节点都对应着一个条件概率分布表(,),指明了该变量与父节点之间概率依赖的数量关系,表示 的参数。一个贝叶斯网络有 个节点,特征变量为,其 中 代 表 贝 叶
7、 斯 网 中 对 应 的 节 点,()代表义节点 的父节点集。(,)()()因此贝叶斯网络方法可以将整个作战过程描述为一个由节点、有向连线和节点概率表组成的有图 贝叶斯网络示意图.向无环图,将作战过程中的各项影响因素定义为随机变量对应的网络节点,有向边与节点概率表则可以表示两两之间的相互关系。基于贝叶斯网络的天基信息系统作战效能评估模型.作战效能评估模型基于贝叶斯网络的天基信息系统作战效能评估模型从本质上来讲就是将天基信息系统的作战过程中的每个影响因素抽象为网络节点,其相互依赖关系则以边的形式刻画,相互依赖的强度以概率分布的形式表现。作战效能评估模型的构建步骤如下。步骤 首先根据具体的作战任务
8、,以天基信息系统支援海上方向打击移动舰船目标为任务。厘清天基信息系统在作战过程中各型武器装备的参战情况,以及作战中作战效能会受到哪些因素的影响。步骤 抽取贝叶斯网络节点与边。结合作战过程的分析,依靠专家经验分析,对天基信息系统在特定作战任务中的节点进行分类确定,将其抽象为作战想定节点、中间因素节点、扰动因素节点以及目标节点 类。其中作战想定节点是指天基信息系统的载荷参数、配置方案等,中间因素节点是指受到作战想定节点、扰动因素节点影响,并最终对目标节点产生影响的节点,扰动因素节点是指描述战场环境中的不确定节点,目标节点是指描述最终评估问题的节点。在此基础上将其各个节点之间的相互影响抽象为连边。步
9、骤 构建作战效能评估模型。通过仿真平台获取大量的样本数据,在先验网络的约束下采用结构学习算法与参数学习算法对贝叶斯网络进行学习。因此基于贝叶斯网络的天基信息系统作战效能评估模型的技术路线如图 所示。,()熊伟,等:基于贝叶斯网络的作战效能分析方法投稿网址:图 基于贝叶斯网络的天基信息系统作战效能评估模型技术路线.天基信息系统的指标体系构建图 天基信息系统的指标体系.天基信息系统的是一个典型的复杂系统。而指标体系的合理构建是作战效能评估的准确性的关键。因此,为了确保最终评估模型的准确性,针对天基信息系统的指标体系的构建须遵循以下原则:独立性、完备性、一致性以及客观原则性。其指标体系如图 所示。.
10、天基信息系统的作战效能评估模型构建首先通过系统动力学构建的仿真平台获取从载荷到作战效能数据的映射过程的指标数据。然后学习贝叶斯网络的网络结构与条件概率表参数,最后通过对贝叶斯网络模型进行敏感性分析实现对天基信息系统的作战效能分析。.背景设置根据任务背景定义作战场景如下,对抗双方为红蓝双方,蓝方派出舰船前往红方某海域游弋,红方在天基信息系统的支持下,发现蓝方舰船目标并针对该目标实施打击,蓝方舰船实施电子干扰企图躲避攻击。其具体红蓝双方参与的武器装备如表 所示。在背景设置基础上结合天基信息系统的指标体系,将网络节点划分为作战想定节点、中间因素节点、扰动因素节点以及目标节点。网络节点分类如表 所示。
11、表 武器装备配置 对抗双方红方蓝方武器装备可见光成像侦察卫星,成像侦察卫星,电子侦察卫星,通信卫星,导航卫星某型舰船,雷达干扰机,导航干扰机科 学 技 术 与 工 程 ,()投稿网址:表 网络节点分类 作战想定节点中间因素节点目标节点扰动因素节点可见光侦察卫星半视场角,最大侧摆角 电子侦察卫星覆盖幅宽 成像侦察卫星最小俯仰角,最大俯仰角,前部排除角,后 部 排 除角 平均访问时间,平均重访时间,重放次数,平均访问时间,平均重访时间,重放次数,平均访问时间,平均重访时间,重放次数,传输时延,区域覆盖率,可见光成像侦察能力,成像侦察能力,电子侦察能力,通信保障能力,导航定位能力,侦察监视能力 天基
12、信息系统的作战效能 电磁环境,云层遮挡.贝叶斯网络学习算法在贝叶斯网络学习上采用的是基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法与期望最大化(,)参数学习算法。)基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法主要分为两部分内容()评分函数。在给定的数据集 下,求取具有最大后验概率的网络结构,即求()(,)()的 最 大 值。由 此 根 据 参 考 文献可直接给出评分函数为(,)()!()!()定义 中包含了 个离散随机变量 的集合,每种变量 有 种可能的取值(,)。数据集中有 个样本,每个样本都有 中的随机变量的具体数值。则表示 中随机变量所对应的网络结构,变量 的父节点表示为,而 表示 的第 种具体数值,共有 种具体
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 贝叶斯 网络 作战 效能 分析 方法 熊伟
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。