基于威力勢(shì)場(chǎng)的多機(jī)種威脅評(píng)估方法

孫慶鵬, 李戰(zhàn)武,2, 常一哲

(1.空軍工程大學(xué)航空航天工程學(xué)院, 陜西 西安 710038; 2.西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院, 陜西 西安 710072)

0 引 言

空戰(zhàn)威脅評(píng)估[1-2]屬于決策級(jí)信息融合的范疇,是支撐飛機(jī)戰(zhàn)術(shù)決策的核心技術(shù)之一。它是綜合考慮敵我雙方武器裝備作戰(zhàn)能力、電子對(duì)抗能力等多方面因素,量化表示敵機(jī)對(duì)我機(jī)威脅程度大小的重要過(guò)程。在空對(duì)空作戰(zhàn)中,由于空戰(zhàn)節(jié)奏的加快與信息量的不斷增大,對(duì)于飛行員的要求也不斷提高,因此用于輔助飛行員的威脅評(píng)估,其準(zhǔn)確性與快速性顯得尤為重要。

針對(duì)空戰(zhàn)威脅評(píng)估,國(guó)內(nèi)外學(xué)者都進(jìn)行了大量研究,包括基于數(shù)學(xué)解析模型的非參量法和基于各種智能理論的參量法。前者的優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算快速簡(jiǎn)單,能夠進(jìn)行定量計(jì)算且應(yīng)用廣泛,其代表是多屬性決策理論[3-6];后者則是通過(guò)引入專家知識(shí)構(gòu)建規(guī)則或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)推理過(guò)程與人類思維相仿,其代表性的理論有模糊理論[7-8]、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)[9-11]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[12-13]。

大多數(shù)非參量法是基于飛機(jī)的攻擊能力進(jìn)行評(píng)估,忽視了其他能力對(duì)作戰(zhàn)的影響,適用范圍十分有限。比較有代表性的代表是文獻(xiàn)[5],其從戰(zhàn)斗機(jī)的空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)優(yōu)勢(shì)出發(fā)進(jìn)行威脅評(píng)估，不僅無(wú)法評(píng)估預(yù)警機(jī)等支援類飛機(jī)的威脅,而且當(dāng)目標(biāo)機(jī)攜帶多枚不同類型的導(dǎo)彈時(shí),其根據(jù)某型導(dǎo)彈參數(shù)確定的態(tài)勢(shì)優(yōu)勢(shì)函數(shù)就會(huì)失效。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能理論,對(duì)于目標(biāo)類型僅僅是通過(guò)專家評(píng)定給出一個(gè)基準(zhǔn)值,不能正確反映裝備不同的同類飛機(jī)間的差異,特別是對(duì)于一些經(jīng)過(guò)改裝的飛機(jī)而言,其裝備性能優(yōu)勢(shì)無(wú)法通過(guò)目標(biāo)類型值來(lái)體現(xiàn)。比較有代表性是文獻(xiàn)[14]。

由于上述方法多是根據(jù)飛機(jī)的攻擊能力來(lái)計(jì)算其威脅值,但隨著裝備性能的提升,飛機(jī)的探測(cè)、干擾等能力對(duì)作戰(zhàn)的影響也越來(lái)越大,電子干擾機(jī)、預(yù)警機(jī)等支援類飛機(jī)在空戰(zhàn)中的作用不容忽視。此外,沒(méi)有目的的空戰(zhàn)是不會(huì)發(fā)生的,現(xiàn)代空軍都是為了完成某項(xiàng)攻擊任務(wù)或?yàn)榱藚f(xié)助陸、海軍而采取行動(dòng),單純考慮戰(zhàn)斗機(jī)之間的相互威脅意義不大,還應(yīng)該考慮轟炸機(jī)等對(duì)我方地面、海面處的需保護(hù)單位的威脅。

威力勢(shì)場(chǎng)理論[15-16]能夠彌補(bǔ)這些理論的不足,它從飛機(jī)裝備性能出發(fā),與飛機(jī)位置、狀態(tài)信息相結(jié)合,全面地反映出飛機(jī)對(duì)于每一點(diǎn)處的影響,這些影響包括了攻擊、探測(cè)、干擾等能力。借此可以對(duì)不同機(jī)型對(duì)不同位置的威脅進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

鑒于上述原因,本文基于威力勢(shì)場(chǎng)理論,針對(duì)現(xiàn)有威脅評(píng)估模型的不足,從目標(biāo)對(duì)戰(zhàn)局的總體影響出發(fā),提出一種新的威脅評(píng)估方法。

本文構(gòu)建的方法與傳統(tǒng)方法相比,主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:

(1)不局限于空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)優(yōu)勢(shì)函數(shù),從飛機(jī)的攻擊、探測(cè)、干擾等多種能力出發(fā)進(jìn)行威脅評(píng)估,能夠較好地反映支援類飛機(jī)對(duì)空戰(zhàn)態(tài)勢(shì)的影響。

(2)不局限于僅僅根據(jù)目標(biāo)類型確定威脅值,可以做到更準(zhǔn)確地體現(xiàn)飛機(jī)所搭載裝備的差異帶來(lái)的不同影響。

(3)不局限于飛機(jī)之間的威脅,還計(jì)算了目標(biāo)對(duì)其余友方單位的威脅,能夠體現(xiàn)目標(biāo)對(duì)全局的威脅。

1 威脅評(píng)估模型

目前多數(shù)威脅評(píng)估的理論研究的都是載機(jī)或防空設(shè)備自身受到的威脅。然而，目標(biāo)機(jī)除了對(duì)載機(jī)自身有威脅，對(duì)需載機(jī)保護(hù)的單位，如己方的支援類飛機(jī)、戰(zhàn)略要地等，也具有威脅。如果忽視了這些,就會(huì)導(dǎo)致決策錯(cuò)誤。為了便于下一步的威脅排序與空戰(zhàn)決策,本文選擇計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)生的威脅值而不是載機(jī)受到的總威脅值,并將其分為單機(jī)威脅與區(qū)域威脅。

設(shè)目標(biāo)機(jī)對(duì)載機(jī)威力勢(shì)為E1,對(duì)除載機(jī)外第m架飛機(jī)的威力勢(shì)為Em,目標(biāo)機(jī)對(duì)第k個(gè)需保護(hù)地面目標(biāo)的威力勢(shì)為Ek,則目標(biāo)機(jī)的威脅值為

(1)

式中,T1為單機(jī)威脅,指目標(biāo)機(jī)對(duì)載機(jī)的威脅;T2為區(qū)域威脅,指目標(biāo)機(jī)對(duì)除載機(jī)外所有友方單位的威脅;M為任務(wù)要求系數(shù),用于將空面威脅與空空威脅的有機(jī)結(jié)合,根據(jù)任務(wù)類型(攔截、反介入等)確定;Ak為目標(biāo)機(jī)對(duì)于第k個(gè)需保護(hù)的地面目標(biāo)的飛臨時(shí)間;當(dāng)Ak>0時(shí),Ek為目標(biāo)位于空地武器攻擊區(qū)遠(yuǎn)邊界時(shí)的威力勢(shì),否則Ek為實(shí)時(shí)計(jì)算出的目標(biāo)威力勢(shì);Cm、Ck分別為第m架飛機(jī)與第k個(gè)需保護(hù)單位相較于載機(jī)的價(jià)值量化值,可根據(jù)其重要程度與任務(wù)需求確定;S是不直接影響空戰(zhàn)的目標(biāo)機(jī)(如加油機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等)的價(jià)值量化值,根據(jù)任務(wù)需求與飛機(jī)類型確定。T1越大,代表目標(biāo)機(jī)對(duì)載機(jī)的威脅越大;T2越大,代表目標(biāo)機(jī)對(duì)全局的威脅越大。

由于只有戰(zhàn)斗機(jī)具備空中打擊能力,而威脅評(píng)估的主要目的是為了空戰(zhàn)決策中的目標(biāo)分配與機(jī)動(dòng)決策,因此威脅評(píng)估的單機(jī)威脅值應(yīng)該是相對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)而言進(jìn)行計(jì)算,即這里的載機(jī)只能是戰(zhàn)斗機(jī)。

對(duì)于戰(zhàn)略支援類飛機(jī)而言,由于其本身不具備攻擊能力,無(wú)法對(duì)載機(jī)造成直接威脅,因此不單獨(dú)計(jì)算其單機(jī)威脅,而是將其視為對(duì)其作用范圍內(nèi)戰(zhàn)斗機(jī)能力的增強(qiáng)。在計(jì)算這類飛機(jī)的區(qū)域威脅時(shí),考慮到其功能特性與主要任務(wù),可以將其特化為只有一種或幾種能力,例如對(duì)于預(yù)警機(jī)而言,可以將其特化為只具備探測(cè)能力。

例如,設(shè)目標(biāo)機(jī)位置為(x,y,z),擁有位于(x1,y1,z1)處的預(yù)警機(jī)支持,則其對(duì)位于原點(diǎn)處載機(jī)的威力勢(shì)可表示為

E(x,y,z)={w1EG(x,y,z)+w2[ED(x,y,z)+

EY(x1,y1,z1)]+w3EF(x,y,z)+w4EE(x,y,z)}εsεJ

(2)

1.1 基于變權(quán)與IAHP法的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

現(xiàn)有的評(píng)估方法通常會(huì)先將能力值歸一化后再進(jìn)行權(quán)值的計(jì)算,但是這樣無(wú)法比較同一目標(biāo)對(duì)不同友方單位的威脅。由于威力勢(shì)在計(jì)算各能力因子值時(shí)是從目標(biāo)機(jī)性能出發(fā),同時(shí)為了體現(xiàn)目標(biāo)機(jī)對(duì)友方其他單位的威脅,因此不需要進(jìn)行歸一化處理,可直接進(jìn)行權(quán)值計(jì)算。

變權(quán)[17-18]是相對(duì)于常權(quán)值而言的,之所以要進(jìn)行變權(quán),是因?yàn)橥?shì)函數(shù)的各能力因子增長(zhǎng)速度相差很大,若對(duì)應(yīng)的權(quán)重向量始終保持不變,會(huì)造成最終威力勢(shì)不符合實(shí)際,即出現(xiàn)“狀態(tài)失衡”問(wèn)題。為了確保各能力因子都能夠在威脅評(píng)估中得到準(zhǔn)確體現(xiàn),因此需要構(gòu)造變權(quán)向量。

文獻(xiàn)[19]中的決策模型,對(duì)變權(quán)及狀態(tài)變權(quán)向量進(jìn)行了定義[20],引入對(duì)指標(biāo)進(jìn)行懲罰和激勵(lì)的做法。變權(quán)的初衷就是在常權(quán)的基礎(chǔ)上,根據(jù)狀態(tài)值的分布差異,對(duì)應(yīng)地調(diào)整常權(quán)向量,從而根據(jù)不同要求構(gòu)造變權(quán)向量。在空戰(zhàn)威脅評(píng)估中,就是先根據(jù)載機(jī)的任務(wù)需求,使用區(qū)間層次分析法(interval analytic hierarchy process，IAHP)[21]確定初始權(quán)重,然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)造變權(quán)向量。

(3)

常權(quán)重是各能力相對(duì)重要性的反映,最終的威力勢(shì)值取決于權(quán)重相對(duì)較大的能力,故在計(jì)算常權(quán)重更大的能力的狀態(tài)變權(quán)向量時(shí),應(yīng)進(jìn)行更大的激勵(lì)或懲罰。

分析4項(xiàng)能力因子變化情況對(duì)目標(biāo)威脅的影響程度,其中干擾與告警能力值對(duì)威力勢(shì)的影響較小,因此采用一階線性函數(shù),設(shè)其表達(dá)式為

F1=x1,F2=x2

(4)

由于攻擊能力對(duì)目標(biāo)威力勢(shì)的影響最大,為正相關(guān),并且呈非線性關(guān)系,故設(shè)表達(dá)式為

(5)

當(dāng)探測(cè)能力較大時(shí),其變化對(duì)威脅值影響較小;當(dāng)其較小時(shí),其變化對(duì)威脅值影響較大。同時(shí)呈非線性關(guān)系,故設(shè)表達(dá)式為

F4=x4+β2lnx4

(6)

式中,β1、β2為調(diào)整因子,由指揮系統(tǒng)或飛行員實(shí)時(shí)確定。則綜合均衡函數(shù)為

β2lnx4

(7)

其中各能力的狀態(tài)變權(quán)向量為

(8)

從式(8)能夠看出,干擾與告警能力的對(duì)應(yīng)權(quán)重不隨xj變化;表示攻擊能力的對(duì)應(yīng)權(quán)重隨x3增大而增大;探測(cè)能力的對(duì)應(yīng)權(quán)重隨x4增大而減小,符合空戰(zhàn)實(shí)際。

將式(8)的結(jié)果代入式(3),可得

(9)

式中,wj為各能力的常權(quán)值,采用這種方法確定權(quán)重既體現(xiàn)了任務(wù)需求,又滿足能力因子間均衡性的要求,能夠較好地反映各能力因子對(duì)整體威脅值的貢獻(xiàn)。

1.2 飛臨邊界時(shí)間

對(duì)于轟炸機(jī)而言,由于其任務(wù)目標(biāo)為面目標(biāo)且攻擊能力不受探測(cè)能力的限制,并且對(duì)空中作戰(zhàn)的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì),因此可將其視為只具備對(duì)面攻擊能力。

文獻(xiàn)[23]認(rèn)為飛機(jī)對(duì)面威脅大小的因素主要包括:目標(biāo)類型、目標(biāo)速度、飛臨邊界時(shí)間、目標(biāo)航路捷徑。本文中目標(biāo)類型已經(jīng)確定,剩余三者具有關(guān)聯(lián)性,可以通過(guò)飛臨邊界時(shí)間來(lái)體現(xiàn)其余兩者,因此本文只考慮飛臨邊界時(shí)間的影響。

由于面目標(biāo)通常難以進(jìn)行高速機(jī)動(dòng)來(lái)躲避攻擊,在評(píng)估轟炸機(jī)對(duì)面目標(biāo)威脅時(shí),單純考慮當(dāng)前時(shí)刻其對(duì)面目標(biāo)的威力勢(shì)是不夠的。還需要考慮其到達(dá)空地武器發(fā)射區(qū)邊界的時(shí)間,本文將其定義為飛臨邊界時(shí)間。在計(jì)算飛臨邊界時(shí)間時(shí),不能簡(jiǎn)單地使用距離除以速度,因?yàn)槊婺繕?biāo)有可能不在飛機(jī)的正前方,因此需要考慮目標(biāo)方位角的影響。這也是為何采用飛臨邊界時(shí)間而不是目標(biāo)速度與航路捷徑進(jìn)行描述的原因。

設(shè)轟炸機(jī)空速矢量為V1,其距離任務(wù)航路捷徑為L(zhǎng),空地導(dǎo)彈允許發(fā)射的最大水平投影距離為r(h,V1),h為轟炸機(jī)高度,θ為目標(biāo)點(diǎn)與轟炸機(jī)在水平面上的夾角,ω為轟炸機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)的角速度。由于轟炸機(jī)速度一般不大,其轉(zhuǎn)彎時(shí)的半徑很小,相較于空地導(dǎo)彈的射程可以忽略,因此不考慮其轉(zhuǎn)彎的路程。

則其飛臨邊界時(shí)間為

(10)

ω可以根據(jù)轟炸機(jī)性能進(jìn)行計(jì)算,即

α]sinμ

(11)

式中,m為載機(jī)質(zhì)量;Tmax表示載機(jī)軸向最大可用推力;R為升力;α為攻角;μ為傾斜角;γ為俯仰角。各變量的計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[24]。

許多研究在進(jìn)行戰(zhàn)機(jī)對(duì)地的威脅值計(jì)算時(shí),是使用進(jìn)攻意圖來(lái)描述的,這種方法在需保護(hù)目標(biāo)較少且比較分散的情況下表現(xiàn)較好,但當(dāng)需保護(hù)目標(biāo)數(shù)目較多或分布比較密集時(shí)就會(huì)失效。因此本文使用飛臨邊界時(shí)間而不是進(jìn)攻意圖來(lái)描述。

1.3 缺失信息確定

利用威力勢(shì)場(chǎng)理論進(jìn)行目標(biāo)干擾能力計(jì)算時(shí)需要得知干擾機(jī)的性能參數(shù),這些參數(shù)很難依靠傳感器直接獲得。因此本文使用模糊理論[25],利用其他已知參數(shù),進(jìn)行干擾能力的計(jì)算。

現(xiàn)有的模糊理論多是根據(jù)載機(jī)受到的干擾程度確定目標(biāo)干擾能力的強(qiáng)弱,但是這只適用于一對(duì)一空戰(zhàn)。一旦載機(jī)受到兩架及以上飛機(jī)的干擾,這種方法就會(huì)失效,因此本文利用干擾源信息對(duì)其干擾效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于欺騙式干擾的效果較難量化,因此這里只討論壓制式干擾[26]。

通過(guò)對(duì)干擾能力的計(jì)算公式進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)與目標(biāo)機(jī)有關(guān)的參數(shù)有:干擾機(jī)功率、相對(duì)距離、干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)的覆蓋面積和干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)的頻率覆蓋范圍。由于干擾機(jī)的頻率覆蓋范圍一般很大,因此將其設(shè)為1,即全覆蓋。干擾機(jī)功率一般與機(jī)型密切相關(guān),比如電子戰(zhàn)飛機(jī)強(qiáng)于戰(zhàn)斗機(jī),因此可利用機(jī)型來(lái)代替。干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)覆蓋面積則可根據(jù)載機(jī)與目標(biāo)機(jī)的相對(duì)方位角確定。

首先進(jìn)行干擾能力和位置屬性的模糊化,建立相對(duì)距離、角度和干擾能力模糊集。根據(jù)干擾機(jī)功率可以根據(jù)目標(biāo)類型分為4級(jí),即強(qiáng)、中、弱、無(wú),決定了推理規(guī)則庫(kù)的選擇。利用模糊綜合評(píng)判法確定能力模糊集的隸屬度。

距離因素通過(guò)載機(jī)與目標(biāo)機(jī)的相對(duì)距離確定。取距離論域N=[0,1],l∈[0,1]為歸一化距離,模糊子集N1={很近}、N2={較近}、N3={較遠(yuǎn)}和N4={很遠(yuǎn)}的隸屬度函數(shù)定義為

(12)

式中,in∈[1,2,3,4];σ1為寬度;一般取σ1=0.073。

角度因素通過(guò)目標(biāo)機(jī)干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)的覆蓋面積也就是相對(duì)方位角獲得。取角度論域M=[0,1],q∈[0,1]為歸一化角度,模糊子集M1={很小}、M2={較小}、M3={中等}、M4={較大}和M5={很大}的隸屬度函數(shù)定義為

(13)

式中,im∈[1,2,3,4,5];σ2為寬度;一般取σ2=0.055。

干擾能力因子論域?yàn)镈=[0,1],模糊子集為:D1={無(wú)}、D2={極小}、D3={較小}、D4={中等}、D5={大}、D6={較大}、D7={重大},隸屬度函數(shù)為

(14)

式中,jd∈[1,2,3,4,5,6,7];a∈[0,1];σ3可根據(jù)實(shí)際情況確定,一般取σ3=0.037。

根據(jù)隸屬度函數(shù)與已知參數(shù)[l′,q′]以及目標(biāo)類型進(jìn)行模糊化,并進(jìn)行模糊推理,使用“min-max”運(yùn)算得到合成模糊集，即

μN(yùn)k(l′),μMk(q′),μDk(a)]}

(15)

最后使用重心法[27]對(duì)獲得的模糊集進(jìn)行解模糊,可得干擾能力因子為

(16)

式中,a0即為干擾能力因子值。則干擾能力因子最終計(jì)算為

EF(x,y,z)=a0(l,q)×max(EF)

(17)

式中,max(EF)為干擾能力因子的最大值,可根據(jù)現(xiàn)有干擾裝備性能計(jì)算。之所以要乘以該值,是因?yàn)槭褂媚：评碛?jì)算出的a0∈[0,1],無(wú)法用于比較不同干擾源對(duì)同一目標(biāo)的干擾效果差異。

1.4 隱性威脅

隱性威脅是指目標(biāo)當(dāng)前時(shí)刻對(duì)計(jì)算點(diǎn)實(shí)際不存在,但潛在的威脅值。產(chǎn)生隱性威脅的原因是飛機(jī)在保持無(wú)線電靜默時(shí),其攻擊與探測(cè)能力會(huì)被限制在無(wú)源設(shè)備的作用范圍內(nèi)。當(dāng)飛機(jī)開(kāi)啟雷達(dá)后,其探測(cè)、攻擊能力都會(huì)陡然增大,這種突然的增大就是隱性威脅作用的結(jié)果。

圖1和圖2為攜帶兩枚近距紅外彈與兩枚中距雷達(dá)彈的飛機(jī)雷達(dá)開(kāi)啟前后的威力勢(shì)等值面切線圖,可以清晰地看出其威力勢(shì)場(chǎng)的范圍與幅值在開(kāi)啟雷達(dá)后上均大幅增加,不容忽視。由于飛機(jī)從靜默狀態(tài)到開(kāi)啟雷達(dá)搜索與火控解算的時(shí)間極短,因此在對(duì)靜默目標(biāo)進(jìn)行威脅評(píng)估時(shí),不能忽視隱性威脅,需要將其與顯性威脅一同計(jì)算。

圖1 機(jī)載雷達(dá)開(kāi)啟前威力勢(shì)場(chǎng)Fig.1 Combat power field before airborne radar open

圖2 機(jī)載雷達(dá)開(kāi)啟后威力勢(shì)場(chǎng)Fig.2 Combat power field after airborne radar open

2 基于威力勢(shì)場(chǎng)的威脅評(píng)估方法

基于以上模型,給出基于威力勢(shì)場(chǎng)的多機(jī)種威脅評(píng)估流程圖,如圖3所示。

圖3 基于威力勢(shì)場(chǎng)的威脅評(píng)估流程圖Fig.3 Threat assessment flow chart based on combat power field

3 案例仿真

設(shè)紅方為進(jìn)攻方,藍(lán)方有兩塊戰(zhàn)略要地需要保護(hù),飛機(jī)裝備及位置信息如表1和表2所示。由于此時(shí)轟炸機(jī)距戰(zhàn)略要地均較遠(yuǎn),因此設(shè)置任務(wù)目標(biāo)為反介入,任務(wù)要求系數(shù)取0.3。

表1 飛機(jī)裝備信息

表2 飛機(jī)位置信息

圖4 雙方態(tài)勢(shì)及戰(zhàn)斗機(jī)攻擊區(qū)示意圖Fig.4 Map of the fighters’ engagement zone and situation

算例中雙方裝備參數(shù)參照文獻(xiàn)[28]。以AJ1為目標(biāo),BJ1為載機(jī)時(shí)的威脅值為例,進(jìn)行計(jì)算。

步驟1根據(jù)信息參數(shù),得到AJ1相對(duì)于BJ1的各項(xiàng)能力值,其中干擾能力值利用式(12)～式(17)確定。根據(jù)所得結(jié)果構(gòu)建當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)能力矩陣E,依次為攻擊、探測(cè)、預(yù)警、干擾、生存與機(jī)動(dòng)能力，表示為

步驟2使用IAHP法,確定常權(quán)值矩陣為W0,并將目標(biāo)能力矩陣與確定好的常權(quán)值代入式(9)中計(jì)算變權(quán)向量矩陣W1,表示為

步驟3將目標(biāo)能力值與變權(quán)向量代入式(2)中,得到AJ1對(duì)BJ1的威力勢(shì),即AJ1的單機(jī)威脅T1=69.81。

步驟4保持目標(biāo)機(jī)為AJ1不變,將載機(jī)更換為BJ2,重復(fù)步驟1與步驟2,并將計(jì)算結(jié)果代入式(1)中計(jì)算出AJ1的區(qū)域威脅值T2=22.33。

同時(shí)更換載機(jī)與目標(biāo)機(jī),最終得到的威脅評(píng)估值如表3所示。

表3 紅方飛機(jī)威脅評(píng)估值

再使用文獻(xiàn)[12]中已訓(xùn)練好的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)紅方飛機(jī)進(jìn)行威脅估計(jì),結(jié)果如表4所示。

表4 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估值

分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從目標(biāo)類型及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出發(fā)進(jìn)行威脅評(píng)估,導(dǎo)致無(wú)法正確反映支援類飛機(jī)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的影響。這種方法最終會(huì)將距我方最近、速度最快的單位作為優(yōu)先攻擊的目標(biāo),不能對(duì)不同機(jī)種或裝備的飛機(jī)加以區(qū)分,不利于對(duì)己方高價(jià)值資產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)。

通過(guò)對(duì)藍(lán)方戰(zhàn)斗機(jī)威脅值分析,發(fā)現(xiàn)BJ2雖然對(duì)AJ1的單機(jī)威脅較低,但對(duì)友方其他單位的威脅值較高,因此對(duì)AJ1而言,在考慮攻擊目標(biāo)時(shí),如果以保全自身為首要原則,應(yīng)優(yōu)先攻擊BJ1;如果以完成轟炸任務(wù)為首要原則,應(yīng)優(yōu)先攻擊BJ2。而對(duì)藍(lán)方而言,由于己方?jīng)]有防空部隊(duì),而AH1的區(qū)域威脅很高,應(yīng)將其作為最優(yōu)先攻擊的目標(biāo)。

4 結(jié) 論

本文針對(duì)現(xiàn)有威脅評(píng)估方法局限于戰(zhàn)斗機(jī)的缺陷,提出了一種基于威力勢(shì)場(chǎng)理論的威脅評(píng)估方法。該方法通過(guò)單機(jī)與區(qū)域威脅的分類,能夠較好地體現(xiàn)不同類型的飛機(jī)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)全局態(tài)勢(shì)和載機(jī)自身的影響差異,給空戰(zhàn)決策提供數(shù)據(jù)支撐;使用變權(quán)方法確定權(quán)值,滿足各能力間的均衡性要求;使用模糊方法完成缺失信息的確定;定義了隱性威脅與飛臨邊界時(shí)間,更全面地反映了目標(biāo)的威脅。

但模型仍有一些內(nèi)容需要改進(jìn)。對(duì)于協(xié)同空戰(zhàn)的附加效果[29-30],由于其受通信、戰(zhàn)術(shù)選擇等諸多不可控因素的影響,較難實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)其效果,因此模型中沒(méi)有體現(xiàn),但其對(duì)作戰(zhàn)的影響不可忽視,因此這方面內(nèi)容有待完善。