一種海戰場目標電磁行為模式聚類算法

陳子原　程遠國

摘要：發現隱藏在大量偵察數據中的海戰場電子對抗偵察目標電磁行為模式，對于明確敵作戰意圖，采取針對性措施有重要意義。本文給出了包含作戰平臺、作戰動作和信號制式等因素的電磁目標行為模式形式化定義，并在此基礎上設計了一種基于k均值算法的電磁行為模式聚類算法，仿真結果表明所提出的算法能夠滿足電磁行為模式聚類分析要求。

關鍵詞：數據挖掘;聚類;K均值算法;電磁行為模式

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0006-02

1引言

電磁行為模式是偵察到的敵電子對抗裝備的使用的一般規律。了解敵方電子對抗裝備的電磁行為，對于弄清其作戰意圖，采取針對性對抗措施有重要作用。目前，隨著各類海上目標聯合情報偵察監視系統的不斷完善，電子對抗偵察數據也日益增長和完善，需要采用數據挖掘、大數據分析等各種數據分析方法找出其中隱藏的包括電子對抗目標電磁行為模式在內的大量的有用模式，將系統的“數據優勢”及時轉化成“信息優勢”，提高電子對抗偵察效果。另一方面，隨著海戰場各種新體制雷達、電子對抗偵察與干擾、艦（機）隱身性能與雷達反偵察等各種技術的不斷進步，目標電磁行為模式的復雜程度呈現爆炸式增長，對數據處理和分析也提出更高要求。

文獻[1] 梳理了電磁行為模式分析的相關概念、研究了電磁行為模式分析的內在邏輯關系、電磁行為模式與作戰意圖等問題。向量空間中的向量聚類挖掘是一個經典而又富有創造性的課題。具體到電子對抗偵察目標電磁行為的聚類挖掘問題，由于目標電磁行為的復雜多變、電磁行為模式多維參數空間結構復雜等原因，準確定義電磁行為模式比較困難，也增加了設計相關聚類算法的復雜性。目前未見有文獻定義電子對抗偵察目標電磁行為模式并提出相應聚類算法。

針對海戰場電磁行為模式聚類挖掘實際需求，由于聚類目標型號的數量既不能預知、聚類目標的空間結構比較復雜等原因，電磁行為模式識別并不適合SVM等算法。相比之下[K]均值聚類算法具有簡單、易并行計算、實時性好等特點，本文以[K]均值聚類算法作為基礎研究目標電磁行為模式的聚類挖掘計算。

仿真實驗結果顯示電磁行為可根據[S]，[U]，[V]大致分為兩類，其中實心點為類別1，空心點為類別2。由仿真圖可以得出K均值聚類結果比較準確，基本滿足電磁行為聚類分析要求。

5結束語

論文從平臺屬性、信號屬性和動作三個方面定義了一種目標電磁行為模式并提出了相應的聚類算法。后續的研究可以結合實際，修改完善電磁行為模式。另外，由于K均值聚類算法易受異常點影響，改進的聚類算法可以考慮采用模糊C均值聚類、粗糙集聚類等優化樣本聚類中心或者直接通過樣本特征分析結果的算法。

參考文獻：

[1] 袁鍵. 海戰場目標電磁行為模式的分析與應用[C].學術研討會論文集（武漢），2017（12）.

[2] 范明，孟小峰.數據挖掘：概念與技術[M].機械工業出版社，2017：156-159.

[3] 楊建兵，肖丹，郭霞.面向信息化戰爭的數據挖掘探究[J].網絡與信息工程，2015（03）：96-99.

[4] 郭繼光，黃勝.基于大數據的軍事情報分析與服務系統架構研究[J].中國電子科學研究院學報，22017，12（4）： 389-393，413.

[5] Agrawal R， Imielinski T， Wwami A. Mining association rules between sets of items in large databases[J]. ACM sigmod record， 1993，22（2）：201-216.

[6] Ying Gao， Qi Zhang， Lijie Chen，etal. Research on application of FP tree based association rule mining on test sequence in train control system[C].Procccdings of the 36th Chinese Control Conference，2017：26-28：9993-9997.

[7] 劉毓，李莎.一種基于權重的Apriori改進算法[J].西安郵電大學學報，2017，22（4）： 95-100.

[8] 黃坤，吳玉佳.一種垂直結構的高效用項集挖掘算法[J].大連理工大學學報，2017，57（5）：524-530。

[9] Liu Yaolin， Xie Peng， He Qingsong， etal. A new method based on association rules mining and geo-filter for mining spatial association Knowledge[J]. Chinese Geographical Science， 2017，27（3）： 389-401.

[10] 裴澤霖，金培進，張順健.雷達對抗偵察數據關聯規律挖掘模型研究[J].航天電子對抗，2007，24（4）：35-37.

【通聯編輯：光文玲】