4. 1 影响威胁等级的因素分析
对空袭目标威胁程度的判断基本目的是区分目标 对我方威胁程度的大小和次序,以便指挥员迅速、正确 地做出相应决策。因此,对空袭目标威胁程度的判断 及排序结果将直接影响着对空防御的整体作战效 果。当采用贝叶斯网络进行威胁估计时,必须确定 来袭威胁目标的各个组成要素的关系,按照要素间的 关系建立对应的贝叶斯网络模型,然后确定网络模型 中各节点的先验概率和条件概率,最后选择合适的推 理算法进行推理。 空中目标的威胁程度是由多种因素决定的,总的 来说主要包括目标速度、距离、加速度、方位、高度、航 向、航路捷径、目标类型、攻击企图、电子干扰、毁伤能 力等。这些因素之间相互影响、相互关联,构成了对编 队的攻击企图和威胁程度。文中选取了能够明显反映 来袭目标攻击威胁的相关目标属性( 目标类型、距离、 速度、高度以及航路捷径) 因素进行研究 。 根据以上特征因素,结合编队防空作战的指挥控 制结构化事件循环周期,将作战过程中的威胁判断和拦截排序分为多个时间片。各个时间片的循环周期一 般与传感器目标数据更新周期或防空武器射击周期一 致。因此建立威胁评估的动态贝叶斯网络模型见图2
。
图2 威胁估计的贝叶斯网络模型
模型中各个变量状态集合为: 目标类型: ID = {导弹,歼击机,电子 战飞机}; 速度: V = { 高 速; 中 速; 低 速};距离: R = { 远; 中; 近}; 高度: H = { 低空; 中; 高空}; 航路捷径: P = { 范 围内; 边缘; 范围 外} 。
4. 2 模型参数确定 上述的变量状 态集合反映的是领 域专家的经验知识。 如高度,超低空飞行 的一般是反舰导弹, 低空飞行一般为直升机或巡航导弹,轰炸机要实施准 确轰炸,需要俯冲降低到中等高度,而电子干扰机和预 警机高度都比较高。依据领域专家知识得到的主要节 点条件概率如表1、表2 所示。 表1 动态贝叶斯网络状态转移概率表
表2 威胁评估模型条件概率表
5 假设在我驱护舰编队探测到 1 个目标,对于目标 观察3 个时刻。根据所得到的目标特征数据,得到推 理参数如表3 所示。 经推理计算,可得目标分别在 3 个时刻属于高、 中、低3 个等级的威胁度概率。 从仿真结果可见:随着来袭目标距离、高度和航路 捷径的逐渐减小,目标对我方的威胁也在逐渐增大,威 胁等级为高的概率也从 0. 823 急剧上升到 0. 947,这 与实际
作战情况是吻合的。如图3
所示
图3 目标威胁度的概率推理
针对来袭目标的多样性和动态性,文中构建了基 于动态贝叶斯网络威胁评估模型,并根据实时获取数 据进行了推理计算。结果表明: 动态贝叶斯网络 可以实时动态地处理数据,有效地评估来袭目标的威 胁程度,更好地帮助指挥员进行作战指挥决策。