一种基于战场态势变权的目标威胁评估方法_孔德鹏

（ 1 － μA （ ψi ） － γA （ ψi ） ） 。 （ 3 ） （ 3 ） 由式 可得第 k 个目标的态势信息记分值 L（ E （ A k ） ） = （ a k1 ， a k2 ， …， a km ） ，则对第 k 个目标指 标组权重的变权为 W'（ k） = L （ E （ A k ） ） ·W ， sum（ L（ E （ A k ） ） ·W） （ 4）
A Target Threat Assessment Method Based on Battlefield Situation Variable Weight
KONG Depeng1 ，XU Kehu1 ，CHEN Jinyu2
（ 1． Department of Control Engineering，Academy of Armored Forces Engineering，Beijing 100072 ，China； 2． Troop No． 78098 of PLA，Chongzhou 611237 ，China）
［69 ］
。 变权评估方法就是指标的权
首先提出了变权思想； 李洪兴
［2 ］
研
重可根据指标特性的不同而进行相应的变化 。一般
0319 收稿日期： 2015基金项目： 军队科研计划项目 ）， 作者简介： 孔德鹏（ 1990男， 硕士研究生。
第4 期
孔德鹏，等： 一种基于战场态势变权的目标威胁评估方法
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［12ຫໍສະໝຸດ Baidu4 ］ 。 而推断出其作战意图 1． 2 战场态势信息描述方法
战场态势变权方法
变权思路 …， 设根据子态势 ψ1 ， ψ2 ， ψ m 将评估指标分为 m F2 ， …， F m ，子态势与指标分组一一对应， 个组 F1 ， 变权思路如下。1 ） 对分组的权重进行变权。 设在 若通过态 子态势 ψ1 下只考虑目标的火力打击能力， 势估计获得了目标完成火力打击的意图大小 ， 就可 相应地改变与子态势 ψ1 对应的指标组的权重。2 ） 对指标组内各指标的权重进行变权 。首先根据指标 属性确定变权类型， 然后依据指标值的大小确定变
m
1
战场态势信息描述 2
2． 1
? μA （ ψi ） ， 2， …， m。 （ 2 ） γ A （ ψ i ） ? / ψ i ，i = 1 ， ∑ i=1
基于战场态势的变权需要确定态势信息的影 响， 不同态势下目标的任务、 意图和目的也不同。根 据战场态势可确定作战模式， 提取态势要素， 进行态 势推理， 从而确定敌方作战意图。 战场态势信息描 述就是对战场态势推理信息的简化， 更加合理地表 示这种不确定信息， 从而为变权提供态势依据。 1． 1 战场态势与态势估计 战场态势是指在一次战役 / 战斗的作战地域内， 敌我双方投入的兵力编成、 兵力和武器部署等情况， 地形、 气象情况以及影响作战的战场环境等诸因素 ［11 ］ 的总称 。 战场态势估计属于信息 / 数据融合中的 2 级融 它接收 1 级融合结果， 从中提取出态势元素， 经 合， 过基于军事领域知识估计模型的推理和评判 ， 得到 敌方兵力结构的部署情况、 作战行动计划和模式， 进
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装甲兵工程学院学报
第 29 卷
·” 式中： “ 为 Hardarmard 乘积， 即 2 个向量对应的 元素相乘； sum（ ） 为求和函数。 2 ） 利用指标值信息对组内指标权重进行变权 。 根据指标属性判定组内指标权重变权是惩罚性变权 还是激励性变权， 若 F i 中各指标值具有互补能力，
的变权方法包括 2 个步骤： 首先确定变权类型是惩 罚性变权还是激励性变权； 然后确定变权向量或变 权因子。其中： 变权方法有主观判定法和指标奇异 ； 变权向量主要通过构造法获得， ［4 ］ 变权因子的选取多根据经验确定 。 但这种基于 值属性判定法 一般变权方法的目标威胁评估主要通过指标值进行 变权， 其仅考虑了指标的属性， 很少考虑目标所处的 战场态势信息。 为此， 本文提出了一种基于态势估计信息和指 标属性的双层变权目标威胁评估方法， 并通过实例 。 进行了验证
权因子。 2． 2 变权步骤 以 1 次分组为例， 设战场上共有 K 个评估目标； n 个评估指标 f1 ，f2 ，…，f n ， 且指标间相互独立， 子 2， …， m） 对应； 且 F i 有 q i 态势 ψ i 与指标组 F i （ i = 1 ， f i2 ， …， f iq i ， 个指标 f i1 ， 指标组的初始常权向量为 W = （ w1 ， w2 ， …， wm ） 。 则在第 k 个目标的 F i 内， 各指标 x ki2 ， …， x kiq i ） ， 的状态向量为 X ki = （ x ki1 ， 初始权重向 w i2 ， …， w iq i ） T 。 量为 w i = （ w i1 ， 具体变权步骤如下。 1 ） 利用战场态势信息对指标分组的权重进行 变权。根据每个目标的战场态势信息 A k ， 计算直觉 A k 的计分函数为 模糊集中每个元素的计分值。 L（ E（ A k （ i） ） ） = μ A （ ψ i ） + μ A （ ψ i ） ×
［10 ］
根据战场多源传感器信息和相应的军事知识进行态 势推理和态势估计， 获得所需信息。 设 X 为给定论域， 则 X 上的直觉模糊集 A 为 A = ｛ ? x， （ 1） μ A （ x） ， γ A （ x） ? | x ∈ X｝ ， 0， 1］ ， 其中： μ A （ x） ： X → ［ 为 A 的隶属函数； γ A （ x） ： X →［ 0， 1］ ， 为 A 的非隶属函数。对于 A 上所有 x ∈ X， 均有 0 ≤ μ A （ x） + γ A （ x） ≤ 1 成立。 直觉模糊集 A k 表示目标 k 的战场态势 ψ 的估 为目标 k 态势信息 IFS 描述， 描述了目标 k 计信息， 的 m 个意图或任务的可能性， 且 Ak = ｛ ? ψi ， μA （ ψi ） ， γ A （ ψ i ） ? | ψ i ψ｝ =
1 1 2 孔德鹏 ，徐克虎 ，陈金玉 （ 1． 装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072 ； 2． 78098 部队，四川 崇州 611237 ）
摘
要： 针对常权综合方法的评估结果与实际情况不符， 而一般变权综合方法又无法充分利用态势估计信息的问
题， 提出了基于战场态势变权的目标威胁评估方法 。 首先进行战场态势分组， 定义了一种直觉模糊集的态势估计 信息表示方法， 利用直觉模糊集的记分值对分组权重进行变权； 然后提出了组内指标变权类型判别准则和变权因 子量化准则， 通过分组变权和组内变权获得指标最终变权权值， 并利用变权逼近理想解排序法对目标威胁进行了 评估； 最后通过实例验证了该方法的合理性和可行性 。 关键词： 战场态势； 直觉模糊集； 变权； 威胁评估 中图分类号： E911 文献标志码： A DOI： 10． 3969 / j． issn． 16721497． 2015． 04． 003
Abstract ： In view of the problems that assessment results of constant right synthesis method is inconsistent with the actual situation and general variable weight synthesis cannot make full use of situation assessment information，a threat assessment method is proposed based on battlefield situation variable weight． At first ，battlefield situation is divided into groups and a kind of situation assessment information representation method is defined by Intuitionistic Fuzzy Set （ IFS） ，grouping variable weight is changed using score values of IFS； then the criteria of index variable weight type differentiation within group and the criteria of variable weight factor quantification are put forward； the index variable weight is obtained by grouping variable weight and variable weight within group，and target threat assessment is carried out using the TOPSIS method． At last，the method is proved to be rational and feasible by the simulation examples． Key words： battlefield situation； Intuitionistic Fuzzy Set （ IFS） ； variable weight； threat assessment 合成分队是地面作战的重要力量， 其作战环境 多变， 任务多样， 地形复杂， 目标类型多， 指标选取、 量化难， 权重确定更难， 且其目标威胁程度与态势信 息联系非常紧密， 因此很难获得较为科学的评估结 果。目前， 目标威胁评估多采用常权综合方法 ， 即在 ， 评估过程中指标权重不变 但在战场态势多变的情 况下， 其评估结果常常与实际情况不符 。 汪培庄等
［16 ］
为方便描述， 将战场态势 ψ 根据目标任务、 作 …， 战企图等分为子态势 ψ1 ， ψ2 ， ψm ， 若 ψ = ψ1 ∪ ψ2 i， j = 1， 2， …， m， i ≠ j， ∪ … ∪ ψm ， ψ i ∩ ψ j = ， 则称 …， ψ1 ， ψ2 ， ψ m 为战场态势 ψ 的完备分组； 若简化部 i， 分信息， 使 ψ1 ∪ ψ2 ∪ … ∪ ψ m ψ ， ψ i ∩ ψ j = ， j = 1， 2， …， m， i≠j， …， 则称 ψ1 ， ψ2 ， ψ m 为战场态势 ψ 的不完备分组。 i 若每个子态势下只需要考虑一种目标意图 T i ， = 1， 2， …， m， 、 ， 如火力攻击 侦查干扰或兵力转移等 则可根据态势的复杂程度将子态势 ψj 再次分为 p j 个 …， 子组 ψj1 ， ψj2 ， ψjp j ， 从而为分析战场态势提供方便。 为了描述目标的战场态势信息， 本文采用直觉 ［15 ］ 模糊集 来表示目标的某种意图或任务的可能性 ，
qi
式中： λ 为主观偏好系数； S i 为主观权重； O i 为客观 权重。 3． 2 变权 TOPSIS 法目标威胁评估步骤 采用变权 TOPSIS 法进行目标威胁评估的具体
2015 年 8月 第 29 卷 第 4 期
装 甲 兵 工 程 学 院 学 报
Journal of Academy of Armored Force Engineering
Aug． 2015 Vol． 29 No． 4
1497 （ 2015 ） 04-0012-04 文章编号： 1672-
一种基于战场态势变权的目标威胁评估方法
［1 ］
究了变权综合决策模型， 使变权方法成为一种可行 ［3 ］ 的评估方法； 张锦春等 提出了均衡函数的构造方 法； 徐则中 等
［5 ］ ［4 ］
提出了一种变权向量构造方法； 陈超
提出了分组变权理论， 使变权理论和方法不断
完善。目前， 变权评估方法作为一种重要的评估方 法， 已成功应用于威胁评估和多属性决策 ， 并取得了 较为满意的结果