信息化與數(shù)字化作戰(zhàn)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的重要發(fā)展趨勢(shì),作戰(zhàn)數(shù)據(jù)以前所未有的深度廣度進(jìn)入戰(zhàn)爭(zhēng)各領(lǐng)域各要素各時(shí)段。作戰(zhàn)數(shù)據(jù)通過(guò)有序組織和融合交鏈,在戰(zhàn)爭(zhēng)物理空間和人類(lèi)思維空間之外,形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的信息空間,成為貫通作戰(zhàn)人員主觀世界與戰(zhàn)場(chǎng)客觀實(shí)際的橋梁和紐帶。在裝備運(yùn)用過(guò)程中,決策者不可以忽略作戰(zhàn)數(shù)據(jù)的重要性,通過(guò)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)合理地分析與評(píng)估裝備系統(tǒng)的問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫。傳統(tǒng)的裝備評(píng)價(jià)與運(yùn)用方案決策方法以具體化模型和主觀評(píng)價(jià)為主,定量化程度不高。在數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的大背景下,利用作戰(zhàn)數(shù)據(jù)對(duì)裝備進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,為運(yùn)用方案決策提供支撐,是一種有效途徑。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)提出了基于作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析的裝備評(píng)價(jià)與決策研究框架針對(duì)裝備在作戰(zhàn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),對(duì)裝備進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,可以為裝備運(yùn)用方案決策提供支撐。首先,對(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)和作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析的相關(guān)概念進(jìn)行闡述和討論;接著,引入多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)理論,明確問(wèn)題的輸入和輸出,從不同的作戰(zhàn)數(shù)據(jù)的角度出發(fā),有側(cè)重點(diǎn)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,繼而給出裝備評(píng)價(jià)的思路;其次,引入多屬性/多目標(biāo)規(guī)劃理論,通過(guò)對(duì)裝備方案選擇問(wèn)題進(jìn)行剖析,提出裝備運(yùn)用方案決策的設(shè)想;最后,將問(wèn)題抽象為四個(gè)子問(wèn)題,形成基于作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析的裝備評(píng)價(jià)與運(yùn)用方案決策問(wèn)題的研究框架。(2)提出了面向作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的裝備作戰(zhàn)能力評(píng)價(jià)模型針對(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中的裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)裝備系統(tǒng)功能與最終效能指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析,可以反映裝備參與作戰(zhàn)過(guò)程的能力水平。首先,將裝備作戰(zhàn)能力評(píng)價(jià)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為裝備系統(tǒng)功能指標(biāo)與效能指標(biāo)的相關(guān)性分析問(wèn)題,給出相關(guān)性分析以及相關(guān)性度量指標(biāo)定義,以相關(guān)性指標(biāo)作為能力評(píng)價(jià)指標(biāo);其次,開(kāi)展數(shù)據(jù)相關(guān)性的非參數(shù)探索性分析,引入基于最大信息的非參數(shù)探索性分析方法,采用最大互信息相關(guān)性指標(biāo),并給出MIC指標(biāo)的計(jì)算及算法設(shè)計(jì),用于評(píng)價(jià)裝備作戰(zhàn)能力;最后,基于美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)進(jìn)行多次導(dǎo)彈攔截的作戰(zhàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到系統(tǒng)功能-效能指標(biāo)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果,以之作為裝備系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的度量。(3)提出了面向仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的裝備可靠性評(píng)估模型針對(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)裝備的可靠性進(jìn)行分析,可以確定裝備維護(hù)的最佳時(shí)機(jī),大幅度地降低裝備的損壞率,更能最大限度地提高戰(zhàn)斗力。為解決裝備剩余壽命預(yù)測(cè)問(wèn)題,論文提出了一個(gè)基于DFP模型的性能退化系統(tǒng)剩余壽命預(yù)測(cè)方法。首先,以訓(xùn)練集的多維監(jiān)測(cè)信號(hào)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(D模塊)之后采用共同主成分分析法進(jìn)行性能特征的提取(F模塊);其次,建立可供參考的發(fā)動(dòng)機(jī)退化規(guī)律模型庫(kù);最后,測(cè)試集中的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)退化軌跡相空間中的軌跡與模型庫(kù)中的軌跡進(jìn)行相似度匹配估算出其剩余壽命(P模塊)。剩余壽命作為武器系統(tǒng)的可靠性的技術(shù)指標(biāo),為戰(zhàn)時(shí)保障工作涉及到的維修和管理決策提供了參考依據(jù),真正實(shí)現(xiàn)了從―數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)‖的角度服務(wù)于作戰(zhàn)需求。(4)提出了面向運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的裝備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型針對(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中的裝備運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)裝備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià),可以有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)并為方案決策提供幫助。首先,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理及多元時(shí)間序列的基本概念進(jìn)行了描述,剖析了對(duì)裝備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行相似性匹配的問(wèn)題本質(zhì),分析了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法與時(shí)間序列相似性度量方法的映射關(guān)系;其次,梳理了動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲算法的具體流程,并將其用于多元時(shí)間序列的相似性度量方法中,在進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)預(yù)處理后,運(yùn)用分段線性表示方法對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行模式表示,提出兩種相似性度量思路,并結(jié)合動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲算法對(duì)多元時(shí)間序列的相似性進(jìn)行度量;接著,運(yùn)用最近鄰分類(lèi)方法,將當(dāng)前事件與歷史事件進(jìn)行相似性匹配,通過(guò)最大相似度找到匹配的歷史事件,從而結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)事件的后果與發(fā)生可能性進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別的評(píng)價(jià);最后,以某裝備運(yùn)行過(guò)程中的燃油輸送為例,通過(guò)監(jiān)測(cè)的六個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù),對(duì)模型的計(jì)算過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行展示。(5)提出了考慮作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)結(jié)果的裝備運(yùn)用方案決策模型以上三方面評(píng)價(jià)結(jié)果可以作為信息輸入,單獨(dú)考慮或者綜合考量,用于裝備運(yùn)用方案決策過(guò)程。首先,對(duì)考慮作戰(zhàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)結(jié)果的裝備運(yùn)用方案決策問(wèn)題進(jìn)行了描述,設(shè)計(jì)了裝備運(yùn)用方案決策過(guò)程的基本框架,并針對(duì)面向任務(wù)的裝備運(yùn)用方案價(jià)值評(píng)估模塊,給出面向整個(gè)作戰(zhàn)流程的裝備分類(lèi)及全要素軍事價(jià)值評(píng)估等相關(guān)概念的定義;其次,在此基礎(chǔ)上,對(duì)裝備運(yùn)用方案進(jìn)行建模,構(gòu)建基于裝備運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)的裝備運(yùn)用方案軍事價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo),以最大化裝備運(yùn)用方案軍事價(jià)值為優(yōu)化目標(biāo),以軍事價(jià)值需求及經(jīng)費(fèi)限制為約束建立基于軍事價(jià)值評(píng)估的裝備運(yùn)用方案決策模型;最后以導(dǎo)彈防御系統(tǒng)為例,對(duì)面向作戰(zhàn)任務(wù)的裝備運(yùn)用方案進(jìn)行價(jià)值評(píng)估以及排序分析,驗(yàn)證了決策模型的實(shí)用性與有效性。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：E27
【部分圖文】：

圖 3.2 帶噪聲數(shù)據(jù)下的 MIC 值Two Lines）、拋物線（Line and Parabola）、弦（Sinusoid）和非共存（Non-coexistence）五種應(yīng)的數(shù)據(jù)集加入噪聲，并對(duì)其進(jìn)行 MIC 值的計(jì)算的增大，所計(jì)算出的 MIC 值逐漸受到影響也在增由于噪聲的加入而得到減弱。該示例說(shuō)明了 MIC間的相關(guān)性。NE 方法為―大數(shù)據(jù)‖背景下的數(shù)據(jù)相關(guān)性分析提供中的 MIC 值給出了雙變量之間相關(guān)性的有效度量將以 MINE 方法作為度量裝備系統(tǒng)功能-作戰(zhàn)效能息相關(guān)性指標(biāo)（MIC）標(biāo)定義[41]MINE 方法是在信息論基礎(chǔ)上所提出的分析方法

第 38 頁(yè)圖 3.3 MIC 計(jì)算過(guò)程的互信息得分組成的矩陣，針對(duì)準(zhǔn)化處理，從而形成特征矩陣( )xM D 最大元素即為 MINE 方法下求得的化的一個(gè)表面，MIC 對(duì)應(yīng)于這個(gè)表面，若兩變量間存在關(guān)系時(shí)，就可以通且將關(guān)系也進(jìn)行了封裝。目標(biāo)就是尋間關(guān)系的度量。以發(fā)現(xiàn)，在求解 MIC 時(shí)，在給定x和INE 方法的關(guān)鍵之處在于需要從這些格分割方案。 和 之間的關(guān)系不同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)

4 t_tar0 s 攔截彈發(fā)射時(shí)間（目標(biāo)飛行時(shí)間基準(zhǔn)）5 d_r m 脫靶量6 x_m/ y_m/ z_m m 攔截結(jié)束時(shí)攔截彈位置 X/Y/Z（落點(diǎn)系）7 V_xm/V_ym/ V_zm m/s 攔截結(jié)束時(shí)攔截彈速度 X/Y/Z（落點(diǎn)系）8 t_tar s 攔截結(jié)束時(shí)間（目標(biāo)飛行時(shí)間基準(zhǔn)）9 x_t /y_t/ z_t m 攔截結(jié)束時(shí)目標(biāo)位置 X/Y/Z（落點(diǎn)系）10 V_xt/V_yt/V_zt m/s 攔截結(jié)束時(shí)目標(biāo)速度 X/Y/Z（落點(diǎn)系）11 a_xt/a_yt/a_zt m/s2 攔截結(jié)束時(shí)目標(biāo)加速度 X/Y/Z（落點(diǎn)系）12 a_xtm/a_ym/a_zm m/s2 攔截結(jié)束時(shí)攔截彈加速度 X/Y/Z（落點(diǎn)系）表 3.6 Prob_out 文件結(jié)構(gòu)號(hào) 符號(hào) 說(shuō)明1 sim_time 仿真次數(shù)2 prob 攔截概率進(jìn)攻彈信息主要包含在 target1.txt 文件中，它表示的是該進(jìn)攻彈末端彈道（落系：以落點(diǎn)為原點(diǎn)的北天東地面坐標(biāo)系）。各列分別為：時(shí)間、xyz 方向位置、yz 方向速度、xyz 方向加速度。如圖 3.4 所示，進(jìn)攻彈從發(fā)射后的 100.037s 進(jìn)入端彈道。圖 3.5 所示是攔截結(jié)果文件 PAC3_out1.txt。

本文編號(hào)：2853828