基于分层贝叶斯的末敏弹系统使用可靠性评估

弹药” 是 １ 既适用 于间瞄射击 、 能对远距 离装 甲 目标 ， 种 又 实施有 效攻 击的武器系统． 该武器 系统应 用 了现代火炮 发 射技术 、 爆炸成 形 弹丸 战斗部 技术 、 红外 和毫 米波 探测 技 术、 信号微处理技术 以及其他 领域 内一些 高新技 术研制 而
成． 传感器是末 敏弹 系统 的关 键组 成部 分 ， 根本 任务 是 其 保证尽 可能 高的引导 准确 性 ， 故传感 器 的工作 可靠性直 接
第３ ｌ卷
第 ２期
四 川 兵 工 学 报
２１ ００年 ２月
【 武器装备 】
基 于分 层 贝 叶斯 的 末敏 弹 系统 使 用可靠性评估荣
杜 涛， 唐 克， 王存威
５系 ， 合肥 ２０３ ） ３０ １ （ 放军炮兵学院 解
摘要 ： 针对末敏弹系统使用可靠性评估 的现状 ， 出了在样本容量较 小时 ， 用验前信 息对 系统 的使用 可靠性进 提 利 行评估 的分层 贝叶斯方法 ． 分析 了该方法 的适 用情况 ， 入 了继 承 因子 ， 理考 虑了继 承与差 异 川 兵 工 学 报
式 中： ≤Ｒ≤１ｐ为继承 因子 ， ≤ｐ≤１ 反映 了新产 品和老 ０ ； ０ ， 产 品在使 用 可靠 性方 面 的相 似程 度 ， 由信息 或 专家 给 可
（） ２
出 ； １ ｐ 为更 新 因子 ， （－ ） 反映 了新产 品在改 进时 引入 的使
一
标 区域上空 的预定高度 ， 通过 引信作 用 ， 点燃抛 射药 ， 将敏 感子弹从弹体尾部 抛 出 ， 减速 和减 旋装 置 （ 靠 一般 是 阻力 伞或翼片 ） 使敏 感子 弹达 到预定 的稳 定状 态 ； 子弹 降落 在 的过程中 ， 弹上 的扫 描装 置对 地 面做螺 旋状 扫 描 ， 距离 敏 感装 置测出预定的距地面 的斜 距时 解除 引爆机构 的保 险 ， 敏感装置 发现 目标 时 ， 弹上 的信号 处理器 会发 出起 爆 自锻 破 片战斗部 的信号 ， 战斗部起 爆后 瞬时形 成高速 飞行 的侵 彻体去攻击装 甲 目标 Ｊ通 常情 况 下 ， ． 对末 敏 弹系 统使 用 可靠性评估是采用靶场试 验 即经 典统计 的方 法 ， 行统 计 进 得 出结 果． 随着 高 技术 的 运用 以及 末 敏 弹研 制 的不 断 发 展 ， 用经 典统计 方法 进行 定 型评估 已不再 合适 ． 采 经典 统 计方法主要存在 ３个问题 ： 一是 对末 敏弹制 导系统 具有 破
不 同方法进行 了计算 ． 计算结果表明 ， 层贝叶斯方法与其他方法相 比具 有优势 ． 而可为末敏 弹系统 的研制改 分 从 进提供一定 的理论依据 ． 关键词 ：分层 贝叶斯 ； 末敏弹 系统 ； 使用可靠性 ； 评估
中 图分 类 号 ：Ｊ １ Ｔ４ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６—００ （０ ０ Ｏ ０ ２ Ｏ １０ ７ ７ ２ １ ）２— ０ ７一 ２
可靠性试验信息． 设有 ｍ批验 前信息 ，（ １２３ … ， １ ，，， ｍ）
表示各批试验 的次数 ， Ｒ 表示各批 试验 中使用可靠 性点估
计 ， 时 有 此
收稿 日期 ：０ ９—１ ３ ２０ ２— １ 作者简介 ： 涛（ ９ ３ ） 男 ， 杜 １８ 一 ， 研究生 ， 主要 从事武器系统分析与仿真研究 ； 唐 克（ ９２ ） 男 ， １６ 一 ， 副教授 ， 硕士生导师 ， 主要从 事武器系统分析与仿真研究
末 敏 弹 是 “ 端 敏 感 弹 药 ” 简 称 ， 称 “ 感 器 引 爆 末 的 又 敏
坏性 ； 二是要得 到准 确结 果需 要 抽取 大量 的试 验样 品 ， 用 弹量 比较 多 ， 耗资 巨大 ； 三是 进行大 量 的现场实 际试验 ， 需 要一定 的时间作保 障 ， 这会使研制 周期增长． 显然 ， 这种破坏 性评 估 方法 不仅 费 时费 力 ， 且在 实 而 际评估 中不可能抽取 大量样 品进行试 验 ， 而实 际试 验次 数 太少又难 以做 出科 学合 理 的统 计结果 ， 就成 为了末敏 弹 这 系统使用可靠性评估 中存 在 的一大难题 ， 因此需要 运用 新 的方法进行解 决． 分层 贝 叶斯方 法则 可满 足这 一需 求 ， 而 他能够充分利用各种信息 来源 ， 对靶 场试验 和其他 试验 的 信息进行分析 、 比较和综合 ， 最终得出评估结果． 并
影 响着末敏 弹的命 中概率． 因此 ， 对末 敏 弹系 统 的使用 可 靠性进行科学评估是非 常必要 的… ．
１ 末敏弹 系统 使用可靠性评估现状
２ 使 用 可 靠 性 评 估 的 分 层 贝 叶 斯 方 法 分 析
末敏弹系统是在规定 的储存 、 用期 和在规定 的使用 使
条件下 ， 由火炮 （ 或火箭 炮 ） 等装 置将母 弹发射 出去 ， 目 在
对于产品 的使用可靠性 而言 ， Ｒ为产 品的使 用可靠 记
性 ， 统 的贝 叶斯 方法 采 用 的验前 分 布是 贝叶斯 共 轭分 传 布 ， １列 出 了常 见 指 数 族 的共 轭 分 布． 表 共 轭 分 布 的 基 本 公 式 为
） 』 Ｄ ＝ ， 器～ ａ 』
式 中： ≤ Ｏ ≤１口和 ｂ ； 为验前分布超参数． 超参数 ａ和 ｂ的选取对于使用可靠性 的贝叶斯 分析至 关重要 ， 因为这些 超 参数 体现 了对 验前 信 息 的充 分利 用 ， 贝叶斯方法就是 要利 用 这些 相似 或相 关型 号产 品的使 用
口＝ （ 口＋ｂ 元 ）
ｒ 。 ｚ
用可靠性 不确 定性． 以使用混合 Ｂ ｔ 先 验 比共轭先 验更 所 ｅ ａ
加合 理 ， 结果更加精确．
混合 先验 贝 叶斯使 用 可靠 性评 估 认 为继 承 因子 Ｐ 为一确定量 ， 由专家或其他信息给 出． 可 Ｐ的确定需要结合