(火箭軍工程大學(xué),陜西西安 710025)
裝備保障能力評(píng)估研究是保障能力建設(shè)評(píng)估的重要組成部分,能夠借助科學(xué)有效的評(píng)估方法及時(shí)發(fā)現(xiàn)保障能力建設(shè)當(dāng)中存在的問(wèn)題。應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)智能化評(píng)估能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)定性、定量和半定量3類(lèi)評(píng)價(jià)意見(jiàn)的綜合分析,從而獲得科學(xué)的裝備保障能力評(píng)估結(jié)論。
人工智能技術(shù)是建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上的,是通過(guò)模擬人的思維過(guò)程,實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、信息處理、決策反應(yīng)以及行動(dòng)自主控制等功能的計(jì)算機(jī)技術(shù)[1]。人工智能技術(shù)主要包括專(zhuān)家系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、目標(biāo)辨別技術(shù)、無(wú)人駕駛技術(shù)等。這些技術(shù)的廣泛應(yīng)用,悄無(wú)聲息地影響著未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展方向。
人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)指揮控制系統(tǒng)的智能輔助決策與組合調(diào)度,從而保證其高效性與可靠性。應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)發(fā)展作戰(zhàn)模擬支持系統(tǒng),能夠使決策規(guī)則與模擬相結(jié)合,從而為指揮決策機(jī)構(gòu)提供輔助決策或者評(píng)估替代方案。當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)的有美軍蘭德公司的戰(zhàn)略評(píng)估系統(tǒng)以及“鷹”作戰(zhàn)模型等[2]。
當(dāng)前人工智能的主要研究方向?yàn)槟M人類(lèi)思維結(jié)構(gòu)、人類(lèi)語(yǔ)言和人類(lèi)視覺(jué)[3]。智能化裝備能夠像人一樣自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)與智能決策,從而在體系作戰(zhàn)與協(xié)同作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。裝備智能化主要包括智能感知、智能決策以及智能反饋等,智能感知通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)器人的自主運(yùn)動(dòng)與決策,通過(guò)學(xué)習(xí)算法,機(jī)器人能夠在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)。
一是智能化設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制,主要包括各類(lèi)無(wú)人系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)能夠通過(guò)智能傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)視與遠(yuǎn)程控制,從而擴(kuò)大保障任務(wù)范圍,降低保障風(fēng)險(xiǎn)與成本。二是信息融合與分析,通過(guò)將各類(lèi)傳感器的數(shù)據(jù)信息融合,判定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的狀態(tài),從而為指揮員提供諸如人員傷情、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、裝備物資保障狀況等信息,提高臨戰(zhàn)決策的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。三是對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息、裝備信息、物資信息的綜合感知。
置信規(guī)則庫(kù)是基于證據(jù)理論,建立在全集與單集假設(shè)基礎(chǔ)上的一類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng),是人工智能領(lǐng)域研究較為活躍的一類(lèi)專(zhuān)家系統(tǒng)方法。置信規(guī)則庫(kù)方法是將領(lǐng)域內(nèi)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、歷史信息與專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,應(yīng)用推理技術(shù)來(lái)模擬求解,該方法的應(yīng)用解決了通常只能由專(zhuān)家才能解決的問(wèn)題,在行為預(yù)測(cè)、模式識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[4]。當(dāng)前裝備保障能力評(píng)估存在建模難度大、不確定性強(qiáng)以及數(shù)據(jù)類(lèi)型復(fù)雜多樣等問(wèn)題。將置信規(guī)則庫(kù)方法應(yīng)用于裝備保障能力評(píng)估,利用專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與歷史信息,用數(shù)學(xué)方法建立評(píng)估模型,填充和完善數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù),借助人工智能推理技術(shù),實(shí)現(xiàn)裝備保障能力評(píng)估。
2.1.1 評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)框架
以專(zhuān)家系統(tǒng)為基礎(chǔ),構(gòu)建基于置信規(guī)則庫(kù)的智能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)模型,如圖1。
圖1 基于置信規(guī)則庫(kù)的智能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)
其中,C={c1,c2,...cI}表示各影響因素的集合,A={A1,A2,...AI}表示規(guī)則庫(kù)與各影響因素對(duì)應(yīng)的取值集合,其中Ai={Ai1,Ai2,...,AiAi},表示影響因素的個(gè)數(shù)。R={r1,r2,...rL}表示所有規(guī)則結(jié)論的集合,F(xiàn)是由影響因素向結(jié)論進(jìn)行映射的函數(shù)關(guān)系。
(2)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)。用于存儲(chǔ)初始輸入的初始數(shù)據(jù),過(guò)程數(shù)據(jù)以及評(píng)估結(jié)果。
(3)推理機(jī)。模擬專(zhuān)家的思維過(guò)程,根據(jù)置信規(guī)則庫(kù)進(jìn)行推理并導(dǎo)出結(jié)論。
(4)知識(shí)獲取與更新。主要從專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù),建立置信規(guī)則庫(kù),不斷更新修改完善規(guī)則。
2.1.2 基于置信規(guī)則庫(kù)的智能化評(píng)估方法
(1)收集初始專(zhuān)家評(píng)估意見(jiàn);
(2)根據(jù)置信規(guī)則初始評(píng)估意見(jiàn),執(zhí)行推理和計(jì)算,存入綜合數(shù)據(jù)庫(kù);
(3)分類(lèi)進(jìn)行推理計(jì)算,再次存入綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中;
(4)得到最終的評(píng)估結(jié)論。
規(guī)則獲取與表達(dá)是把各類(lèi)指標(biāo)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)按照邏輯或者數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行綜合提煉,并表示成計(jì)算機(jī)程序能夠識(shí)別和使用的方式存儲(chǔ)到規(guī)則庫(kù)中。
2.2.1 規(guī)則建立
實(shí)地調(diào)研與資料分析,通過(guò)對(duì)評(píng)估對(duì)象實(shí)際情況進(jìn)行分析,將各級(jí)指標(biāo)按照邏輯或者因果關(guān)系,以定性或者定量的方式進(jìn)行表述,并按照遍歷的準(zhǔn)則對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行組合,按照一定的序列存儲(chǔ)在置信規(guī)則庫(kù)當(dāng)中。
2.2.2 規(guī)則形式
裝備保障能力置信規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則表示為:
其中,βlk表示等前提條件都成立時(shí),結(jié)論為rl的置信度,且
推理過(guò)程中的每一模塊都應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計(jì)推理方法,第一階段中對(duì)于定性信息的處理采用模糊綜合評(píng)價(jià)法;第二階段方法采用簡(jiǎn)單加權(quán)平均法;第三階段評(píng)估方采用證據(jù)推理方法?;谥眯乓?guī)則庫(kù)的智能化評(píng)估模型利用其在處理定性和半定量數(shù)據(jù)上的優(yōu)勢(shì),綜合多樣的評(píng)估意見(jiàn)獲得對(duì)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)論。智能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)形成了一個(gè)獨(dú)立的評(píng)估模塊,仿真系統(tǒng)的每次改進(jìn)和每次關(guān)鍵性應(yīng)用經(jīng)過(guò)重新獲得評(píng)價(jià)意見(jiàn)后,直接輸入智能評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng),由系統(tǒng)智能合成評(píng)價(jià)意見(jiàn),從而得到整體評(píng)估結(jié)果。
將人工智能技術(shù)應(yīng)用于裝備保障能力評(píng)估中,使裝備保障對(duì)目標(biāo)進(jìn)行智能探測(cè)、跟蹤,大大提高裝備保障能力評(píng)估的時(shí)效性、客觀性與準(zhǔn)確性。聯(lián)勤保障部隊(duì)必須跟上時(shí)代的步伐,加強(qiáng)軍需物資、裝備、車(chē)輛、衛(wèi)勤保障等方面智能化的研究,分類(lèi)型、分層次、分規(guī)模地將人工智能技術(shù)應(yīng)用到實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練與保障當(dāng)中,從而真正實(shí)現(xiàn)保障的智能化發(fā)展。