摘 要:提出一種基于優(yōu)勢(shì)關(guān)系粗糙集的方法來(lái)抽取空襲兵器識(shí)別的主要因素與主要類(lèi)型之間規(guī)則。所提出的優(yōu)勢(shì)關(guān)系粗糙集方法綜合考慮了序值屬性和常規(guī)屬性,具有更為廣泛的應(yīng)用前景。利用實(shí)例說(shuō)明所提出方法的有效性。這里將優(yōu)勢(shì)關(guān)系粗糙集應(yīng)用于空襲兵器識(shí)別問(wèn)題中,并且充分考慮了常規(guī)屬性和序值屬性。

關(guān)鍵詞:優(yōu)勢(shì)關(guān)系;粗糙集;空襲兵器識(shí)別;知識(shí)獲取

中圖分類(lèi)號(hào):TP18

0 引 言

從目前局部戰(zhàn)爭(zhēng)和未來(lái)空襲特點(diǎn)的預(yù)測(cè)研究可以看出,為迅速達(dá)成戰(zhàn)役、戰(zhàn)略目的,未來(lái)空襲作戰(zhàn)中投入的空襲兵器數(shù)量和種類(lèi)將明顯增多,且能從不同高度、不同方向?qū)嵤╋柡凸?壓制和摧毀地面防空武器?，F(xiàn)代空襲作戰(zhàn)的顯著特點(diǎn)是:空襲地域范圍廣、突然性增大,防空預(yù)警時(shí)間短。為了適應(yīng)空襲作戰(zhàn)的新特點(diǎn),更有效地對(duì)付敵方空襲,地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)必須要提高機(jī)動(dòng)性能和反應(yīng)速度,在廣闊的地域內(nèi)廣泛機(jī)動(dòng),并對(duì)敵空襲兵器的突然進(jìn)攻做出及時(shí)反應(yīng)。21世紀(jì)是信息化時(shí)代,高技術(shù)條件下作戰(zhàn)也將是信息戰(zhàn),戰(zhàn)斗的成敗在很大程度上取決于空情信息索取、處理、傳遞的及時(shí)性和連續(xù)性。

為了盡可能地降低敵方空襲兵器對(duì)我方保衛(wèi)目標(biāo)及防空兵器實(shí)施攻擊的可能程度,很有必要對(duì)敵方空襲目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別[1,2],為防空部隊(duì)射擊指揮員提供可靠的決策依據(jù)。當(dāng)前使用的目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng),主要區(qū)分大型飛機(jī)和小型飛機(jī),區(qū)分度太低,對(duì)空襲兵器的類(lèi)型基本依靠雷達(dá)測(cè)手的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。這里嘗試采用一種較新的智能信息處理工具——基于優(yōu)勢(shì)關(guān)系[3,4]的粗糙集[5[CD*2]7]模型,從雷達(dá)提供的已測(cè)樣本中抽取空襲兵器的主要因素與識(shí)別決策之間的規(guī)則,以此為防空部隊(duì)射擊指揮員提供可靠的決策依據(jù)。

1 空襲兵器的識(shí)別因素和主要類(lèi)型

空襲兵器類(lèi)型識(shí)別的主要因素包括:

(1) 飛行高度(獺):分為獺≥27 000 m;150 m≤┆獺<27 000 m;獺<150 m;

(2) 發(fā)現(xiàn)距離(玆):以250 km為界;

(3) 飛行速度(玍):TBM的速度一般在1 800～2 200 m/s,武裝直升機(jī)的速度小于100 m/s,空地導(dǎo)彈的速度大于400 m/s,一般作戰(zhàn)飛機(jī)的突防速度為200～400 m/s?；谝陨峡紤],可將速度分為2 000 m/s,400～

2 000 m/s,200~100 m/s和小于100 m/s四檔;

(4) 航線特征(玒):平直飛行、爬升、俯沖、下滑、分岔;

(5) 電磁輻射(ECM):分為有輻射和無(wú)輻射。

根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn),空襲兵器一般分為五類(lèi):Ⅰ是TBM(戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈);Ⅱ是重型兵器,包括轟炸機(jī)、殲擊轟炸機(jī)和殲擊機(jī);Ⅲ是輕型兵器,包括空地導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈等;Ⅳ是武裝直升機(jī);Ⅴ是誘餌。

例1 表1是一個(gè)通過(guò)雷達(dá)采集到的空襲兵器判別的數(shù)據(jù)樣本。

2 基于優(yōu)勢(shì)關(guān)系粗糙集的知識(shí)獲取

一個(gè)決策系統(tǒng)為一個(gè)四元組:DS=。其中U是一個(gè)被稱(chēng)為論域的非空有限的對(duì)象集合;獳T是非空有限條件屬性集合;D是非空有限的決策屬性集合且獳T∩D =h;V┆獳T是條件屬性的值域;V璂是決策屬性的值域集合,V=V┆獳T∪V璂;f為信息函數(shù),對(duì)于衋∈獳T,衳∈U,有f(x,a)∈V璦[3,4]。在┍1所示的空襲兵器識(shí)別問(wèn)題中,U={1,2,…,10},┆獳T={H,R,V,Y,獷CM珆為條件屬性集合,d為決策屬性。一般來(lái)說(shuō),根據(jù)決策屬性分類(lèi)得到的是論域上的劃分,可以表示為U/d。И

傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)關(guān)系[8[CD*2]11]僅考慮了序值屬性,即屬性值越大,此屬性值所對(duì)應(yīng)的對(duì)象越優(yōu),并未考慮經(jīng)典粗糙集理論中的常規(guī)屬性。這里所要考慮的優(yōu)勢(shì)關(guān)系是建立在這兩種不同類(lèi)型的屬性的基礎(chǔ)上的,因而具有更為廣泛的應(yīng)用前景。

[HTH]定義[HTSS]1 在決策系統(tǒng)DS中,AT= AT1∪AT2,AT1表示所有序值屬性的集合,而AT2表示所有常規(guī)屬性的集合,所以由AT決定的優(yōu)勢(shì)關(guān)系記為〥OM(AT)且:

優(yōu)勢(shì)關(guān)系DOM(AT)滿(mǎn)足自反和傳遞性,但不一定滿(mǎn)足對(duì)稱(chēng)性。進(jìn)一步地,記D〢T(x)為根據(jù)屬性集合獳T,所有優(yōu)于x的對(duì)象的集合,即D┆獳T(x)={y∈U:(y,x)∈獶OM(AT)}。

例如在表1所示的決策系統(tǒng)中,獳T1={H,R,V}為序值屬性集合,而獳T={Y,獷CM珆為常規(guī)屬性集合,所以可以得到D [HTH]定義2[HTSS] 在決策系統(tǒng)DS中,對(duì)于歇玐罸,X基于優(yōu)勢(shì)關(guān)系DOM(AT)的下、上近似集合分別定義為:

根據(jù)定義2所示的下近似集,可以這樣的確定決策規(guī)則:

[JP2]r瓁:若f (y,a)≥f(x,a)(衋∈獳T1)且f(y,a)=f(x,a)(衋∈獳T2),則y必定屬于X,它由下近似集┆獳T(X)中所有對(duì)象x所支持;[JP]

根據(jù)定義2所示的上近似集,可以這樣的確定決策規(guī)則:

[JP2]r瓁:若f(y,a)≥f (x,a)(衋∈獳T1)且f(y,a)=f(x,a)(衋∈獳T2),則y可能屬于X,它由上近似集┆獳T(X)中所有對(duì)象x所支持。[JP]

例2 例如在表1所示的決策系統(tǒng)中,根據(jù)決策屬性劃分得到論域上的劃分玌/d={Ⅰ類(lèi),Ⅱ類(lèi),Ⅲ類(lèi),Ⅳ類(lèi),Ⅴ類(lèi)}={{1,6},{2,7},{3,8},{4,9},{5,10}},所以根據(jù)定義2就有〢T(Ⅰ類(lèi))={1,6},〢T(Ⅱ類(lèi))={7},〢T(Ⅲ類(lèi))={3},〢T(Ⅳ類(lèi))={9},〢T(Ⅴ類(lèi))={5,10}。

由上述結(jié)果,可以得到下列確定規(guī)則:

因?yàn)閷?duì)в詎蠿罸,根據(jù)粗糙集性質(zhì)有〢T(X)羀LL]〢T(X),所以在以上例子中所得到的確定規(guī)則包含在所有的可能規(guī)則中。

3 結(jié) 語(yǔ)

粗糙集理論及其各種拓展模型在各種實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用體現(xiàn)了粗糙集理論的實(shí)用性及廣泛性。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于創(chuàng)造性地將優(yōu)勢(shì)關(guān)系粗糙集應(yīng)用于空襲兵器識(shí)別問(wèn)題中,并且充分地考慮了常規(guī)屬性和序值屬性。充分利用了粗糙集對(duì)于處理具有不協(xié)調(diào)或含糊數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),根據(jù)基于優(yōu)勢(shì)關(guān)系的下、上近似集,從雷達(dá)提供的已測(cè)樣本中抽取空襲兵器的主要因素與識(shí)別決策之間的規(guī)則,分別得到了所有的可能和確定規(guī)則。需要指出的是,用于粗糙集約簡(jiǎn)的樣本數(shù)越多,包含的屬性越全,所抽取的規(guī)則越可靠,涵蓋的狀態(tài)也越全面。

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作者簡(jiǎn)介

孔媛媛 女,1975年出生,江蘇連云港人,在讀碩士研究生,實(shí)驗(yàn)師。研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚怼?/p>