導彈武器系統參數性能指標的可拓數據挖掘

王豐

（海軍航空大學，山東 煙臺 264001）

可拓數據挖掘[1-2]是可拓學與數據挖掘結合的產物，其把數據與基元對應起來，利用可拓集、可拓推理和關聯函數等，從數據庫已有的數據中，挖掘與相關領域問題有關的變換知識和規律，為決策者未來的相關決策提供理論依據。相關學者將其應用到經濟、管理、營銷等多個領域，獲得了多項國家級基金的支持，取得了一些研究成果[3-7]。但將其運用到國防軍事領域的文獻還未見。

在導彈武器系統性能的分析與研究中，各參數指標會積累大量的信息、知識和實驗數據，如果能從這些實驗數據中挖掘出對導彈武器系統設計、定型及性能改進有價值的知識，會顯得尤其重要。本文將可拓數據挖掘理論引入到導彈武器系統性能的分析與研究中。當導彈武器系統某些參數指標發生變化時，由于參數指標之間的相關性，必會導致其他參數指標及導彈性能指標發生傳導變換，利用挖掘有關正質變域和正量變域的可拓分類知識，挖掘出各項參數指標對其他參數指標及各性能指標的影響規律及影響程度，可以為導彈武器系統的設計、定型及性能的改進提供重要的理論參考。

1 挖掘有關正質變域的可拓推理知識

為了利用基元[1]和基元集描述信息、知識和數據，文獻[2]給出了信息元和信息元集的概念。將預處理的信息和數據用信息元和信息元集[2]刻畫為

2 導彈武器系統參數性能指標的挖掘步驟

在海軍某型導彈武器系統的設計、定型過程中，產生了大量的實驗數據。由于篇幅所限，僅通過部分實驗數據研究本文的可拓分析過程。

改進導彈的結構設計及某些電子部件(記為變換 φ)[1-2,8]，會導致導彈武器系統的某些參數指標及性能指標發生傳導變換，從變換 φ 實施前后的實驗數據中挖掘某些參數指標對其他參數指標及其性能指標的影響規律和程度，為導彈最終的設計、定型和性能改進提供理論數據支撐[14-16]。

已有的4個批次該型號導彈武器系統，用信息元和信息元集描述(如式(1))，其中 n = 4,m=11，特征 cb( b=1,2,···,9) 分別表示導彈 的殺傷威力、殺傷范圍、殺傷精度、隱蔽性能、電子對抗性能、火力對抗性能、機動性能、易損傷性和探測性能，c10、c11分別表示目標的隱蔽性能和機動性能，其量值均為相應的概率值。 Oi關 于特征 cj的量值如表1所示，表中數據表示實際參數與期望參數之間的比值。

表 1 導彈武器系統關于參數指標的量值表Table 1 The value table of a missile weapon system

2.1 確定評價特征

為了對該型導彈武器系統的各項性能進行綜合分析，引入3個新的性能指數作為評價特征。

1)殺傷指數

2.2 建立關聯函數

根據層次分析法，確定權系數為 a1=0.5，a2=0.2，a3=0.3。

2.3 實施主動變換，改變參數指標的量值

實施變換 φ，改變4批次導彈某些參數指標的值，具體如表2。

表 2 變換 φ 后該導彈關于參數指標的量值Table 2 The value of the missile on the characteristics of the table after the transformation φ

2.4 仿真計算變換實施前后的綜合優度

根據表2中的參數指標值及式(14)～(19)，通過MATLAB計算機編程，計算出變換 φ 實 施前后的關聯數、規范關聯數，并得到變換 φ 實施前后的綜合優度 K ( Di) 和 K (φTDiDi) 仿真圖，如圖1。

圖 1 變換實施前后的綜合優度Fig. 1 Comprehensive advantages before and after transformation

從圖1可見， K (D1)＜0， K (D2)＜0， K (D3)>0，K(D4)＜0 。 綜合優度 K ( Di)(i=1,2,3,4) 將4個批次導彈武器系統分為：性能符合需求類 E+={O3}，不符合需求類 E-={O1,O2,O4}。

變 換 φ 實 施 后， K (φTD1D1)>0 ， K (φTD2D2)>0，K(φTD4D4)>0， 即 4個批次導彈武器系統O1、O2、O4性能發生了正質變變化，由不符合要求變為符合要求， { O1,O2,O4}∈·E+(φ)。1個批次導彈武器系統O3性能發生了正量變變化。變換 φ 實施前后的性能綜合優度對比如表3。

表 3 變換 φ 實施前后性能的綜合優度對比Table 3 Comparison of the performance before and after transformation φ

2.5 獲取有關正質變域和正量變域的可拓知識

3 結束語

可拓數據挖掘把可拓集理論與數據挖掘相結合，挖掘可拓分類知識、傳導知識以及其他有關變換的知識。本文通過引入殺傷指數、探測指數和突防生存指數3個新的性能指數作為評價特征，改進導彈結構設計，使導彈武器系統的某些參數指標發生變化，利用挖掘正質變域和正量變域的知識，初步挖掘出某些參數指標對其他參數指標及性能指標的影響規律和程度，尋求導彈武器系統性能分析研究中的有價值的知識。通過簡單的實例分析，挖掘出了某些參數指標對某型導彈武器系統各項性能的影響程度。可見，將可拓數據挖掘的理論與方法用于導彈等武器系統各性能的分析與研究，可為導彈等武器系統的設計、定型、改進提供數量化的理論依據。下一步，將結合該型導彈武器系統工廠鑒定實驗及設計定型實驗中產生的大量實驗數據，利用計算機編程仿真，深入挖掘各項參數指標對該型戰術導彈武器系統性能的影響規律及程度，為其設計、定型、改進提供理論和實踐參考。