C4KISR系统决策专家系统.pdf

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1、!#年$月第%卷&第#期现代防御技术!#$%&#$&($)$(*&+,-()*!#+,-.%&/,.#(./01%系统决策专家系统!白剑林$，张平定$，体卫群!，刘&鹏$（$.空军工程大学 导弹学院，陕西 三原&0$%1；!.西北工业大学，陕西 西安&0$0!）&摘&要：随着人工智能技术的不断发展，为了将基于人工智能的专家系统引入到 234567 系统，增强系统的决策支持能力，对 234567 系统决策专家系统进行了研究，并建立了专家系统决策模型。专家系统的建立将提高 234567 系统的作战能力。关键词：234567 系统；人工智能；专家系统；模型库中图分类号：89$1；2:%3&文献标识码

2、：;&文章编号：$:（!#）#%$23456 787649:;(3/01%787649 7:?;5 ABC-AC$，DE;/F 9ACGHACG$，85 IJAAZBC 0$0!，2OACB）A765B=6：IA)O HJYJ-,JC),R BW)ARA(AB-AC)J-AGJC(J，AC,WHJW),AC)W,HL(J JUJW)QVQ)J AC),234567 QVQ)J BQJH,C BW)ARA(AB-AC)J-AGJC(J，234567 QVQ)J HJ(AQA,C JUJW)QVQ)J AQ HAQ(LQQJH，)OJ(BBA-A)V,R HJ(AQA,C QL,W)AQ JCOB

3、C(JH BCH LA-H JUJW)QVQ)J HJ(AQA,C,HJ-.?LA-HACG,R JUJW)QVQ)J XA-AW,YJ RAGO)BA-A)V,R 234567 QVQ)J./48 C:5H：BA_ABC-AC!3a$=%.(,#现代防御技术指挥控制与通信$验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。专家系统主要由知识库和推理机组成。由系统经过学习得出，最后经人工确认。推理机制有!种推理方法：正向推理机和反向推理机。正向推理机也称数据驱动法，主要根据用户提供的信息，在逻辑网络上正向移动推理。反向推理机也称客体驱动，从结果开始，进行假设，

4、根据知识库提供的信息，对该假定加以肯定或否定，来逐步推进。!#$%&()*领域知识的描述以机载指挥引导过程为例，指挥引导决策过程如图 所示。图#$指挥引导决策过程+,-.#$/012344 15 2166789 789-:,93 932,4,18指挥引导涉及的因素包括：上级指挥员的命令；指挥引导原则；战场环境信息；战场感知信息；指挥引导人员的经验知识和压力条件下决策能力。上级指挥员的命令：上级的指挥命令，具有最高优先级，主要是涉及航空兵与地面防空部队的协同。指挥引导原则：包括指挥引导的规则和不同条件下的引导原则，其核心是指挥引导的战术知识。战场态势信息：主要是战场气象信息、地理信息以及各种航空

5、武器的参数信息。战场感知信息：包括敌机识别信息、敌我机的运动学信息。指挥引导决策形成的过程：指挥引导人员除接受上级指挥人员的直接作战命令外，其主要任务是利用先前形成的关于指挥引导的经验知识，结合航空兵作战指挥引导原则，通过对带有大量不确定性、不完整的战场感知信息，如敌机机型、编队以及数量的模糊识别信息，敌机火控雷达工作和武器攻击信息等，进行分析和判断，提出我机实施接敌或机动的最佳决策。决策的做出同时依赖于特定的时间和空间，即和当前的战场环境信息和上级赋予的作战任务有关，决策的质量很大程度上受到指挥引导人员在压力条件下进行决策能力的影响。!$专家系统决策模型专家系统!是利用领域知识和推理，来解决

6、具有一定难度、需要丰富专家知识才能解决的问题的智能软件系统。由于专家系统具有持久性、可靠性、稳定性以及决策可理解性等优点，已经广泛应用到军事领域，为战场指挥员提供科学、准确、高效的决策支持。同时根据专家系统计算能力较弱，而指挥引导的最终目的是提供指挥引导方案和实时的指挥引导数据的特点，加入指挥引导模型库，增强系统的决策支持能力。根据指挥引导领域知识的描述，建立指挥引导空战决策专家系统的模型如图!所示。图!$指挥引导专家系统模型+,-.!$;19330?44?36知识库及知识获取程序：专家系统性能与系统所拥有知识的数量和质量成正比。为了使系统能够为指挥引导人员提供有效的决策支持能力，必须有大量的

7、有关指挥引导的战术知识输入到专家系统知识库中去。知识库通过知识获取程序，将格式化的指挥引导人员的经验知识以及指挥引导规则，输入到知识库中。#白剑林，张平定，体卫群，等：$%&()系统决策专家系统现代防御技术!#年第$卷第#期#现代防御技术指挥控制与通信$数据库及其接口程序：数据库信息包括静态信息和实时信息。静态信息一般不需经常改变，主要包括有关各类航空武器如飞机的飞行性能、火控系统、空对空武器、电子对抗能力等的数据信息；动态信息主要是指由各种传感器获取的战场感知信息和环境信息，战时实时录入。数据库信息通过数据库接口存入数据库。推理过程：按照确定的推理策略，根据知识库中的规则、数据库中的事实以及

8、由指挥人员通过界面输入的人工命令或假设，进行推理，得到与战场环境和态势相一致的最优或较优的指挥控制策略。决策结果输出至指挥引导综合决策模块。指挥引导综合决策模块：根据推理结果，选择、执行相应的指挥引导模型，获取指挥引导数据，最终的决策方案以及该方案的引导数据输出至人机界面，提供给指挥员。!模型验证和评价对指挥引导专家系统原型的验证和评价主要包括$：决策方案的准确性，决策生成时间，以及潜在的系统使用性能。（%）决策方案的准确性首先通过对知识库的维护和优化，保证知识的一致性和无冲突性。然后通过静态信息的输入，如给系统提供各种战场环境信息、敌机的机型和编队信息，验证由专家系统模型所提供的决策和方案的

9、准确性。（!）决策生成时间决策生成时间是专家系统最重要的性能之一，它体现了该系统指挥控制和推理策略的效率和效果，决定着该系统能否走向实用阶段。对指挥引导专家系统而言，采用了前后推规则表的知识表示方法以及混合推理策略，能够满足实时性的决策要求，但反向推理中的人工输入和选择造成了一定的时间延迟。（$）系统使用性能系统使用性能包括知识库的容量和用户的使用性能。尽管构造的是专家系统原型，但由于采用产生式规则表示指挥引导领域知识，因此便于战术专家表达和总结指挥引导经验知识，并通过知识库的丰富，逐渐实现指挥引导专家经验的传递和积累。用户的使用性能涉及适合用户的人机界面，符合引导人员的思维习惯，随着作战指挥

10、引导人员的参与，这方面将逐渐得到加强。#结论与展望本文 将 基 于 人 工 智 能 的 专 家 系 统 引 入 到&()*+系统，虽然只涉及了系统的模型开发过程，但却显示了专家系统在&()*+系统指挥引导领域应用的可行性和潜在的应用价值。随着知识库的不断完善和丰富，既可以用于平时的指挥引导训练，提高指挥引导人员的指挥能力，又可以通过作为地面指挥引导自动化系统的一部分或嵌入到机载指挥引导模块中去，为实时的&()*+过程提供可信、稳定的决策支持能力。专家系统则赋予兵力系统具有生命系统特征的进化能力，具有进化特征的兵力系统将更加灵活和更具适应性，采用自组织、自学习、自修复的运作方式，以满足系统与系统

11、对抗、体系与体系对抗的需求为构建目标。参考文献：%,罗石麟，唐小兵-知识表示与不精确推理.-三原：空军工程大学导弹学院-%/0-!,123456 789:9;94=-?54:;*=3;4A3 B:8439D B:2E:9AA8E.-北京：机械工业出版社，%/0-$,胡桐清-人工智能军事应用教程.-北京：军事科学出版社，%/F!$,C4KISR系统决策专家系统C4KISR系统决策专家系统作者：白剑林，张平定，体卫群，刘鹏，BAI Jian-lin，ZHANG Ping-ding，TI Wei-qun，LIU Peng作者单位：白剑林,张平定,刘鹏,BAI Jian-lin,ZHANG Ping-

12、ding,LIU Peng(空军工程大学,导弹学院,陕西,三原,713800)，体卫群,TI Wei-qun(西北工业大学,陕西,西安,710072)刊名：现代防御技术英文刊名：MODERN DEFENCE TECHNOLOGY年，卷(期)：2005，33(5)被引用次数：4次 参考文献(3条)参考文献(3条)1.罗石麟.唐小兵 知识表示与不精确推理 19982.Joseph Giarratano.Gary Riley Expert Systems Principles and Programming 19983.胡桐清 人工智能军事应用教程 1999 相似文献(1条)相似文献(1条)1.会议

13、论文 吴宁生.董光波.曾庆虎.高效 基于面向服务和组件技术的雷达组网系统架构方法 2007 追求高效的设计重用和构件重用是软件系统架构研究的重要目标。根据目前先进的系列系统架构方法,针对雷达组网C4KISR系统建设领域的需求特点分析了该领域对软件框架设计的可重用性、可扩展性和可维护性的迫切要求；基于面向服务和组件技术,提出了一种有效的系统架构方法；通过建立公共运行支撑框架、节点子系统的一般性体系结构和适用于具体业务模型的组件库,实现了具有良好通用性的软件体系框架,为雷达组网应用系统的开发提供了良好的支持.引证文献(4条)引证文献(4条)1.杨娟.罗小明.闵华侨 导弹作战体系作战能力评估方法研究期刊论文-指挥控制与仿真 2009(3)2.白剑林.张刚.张平定.孙炜 基于MAS的防空态势感知多传感器管理体系结构研究期刊论文-传感器与微系统2008(8)3.霍亮.白剑林.张志峰 试飞多目标实时定位系统的设计与实现期刊论文-指挥控制与仿真 2008(1)4.白剑林.吕辉.孙炜.李涛.赵福昌 机载雷达多机编队试飞指挥引导自动化方法研究期刊论文-指挥控制与仿真2007(6)本文链接：http:/