王廣巍，英　戈

（1. 91216部隊，遼寧葫蘆島 121 005 ；2.海軍陸戰(zhàn)學(xué)院，廣州 51000 6）

基于CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化跟蹤雷達存儲系統(tǒng)

王廣巍1，英戈2

（1. 91216部隊，遼寧葫蘆島 121 005 ；2.海軍陸戰(zhàn)學(xué)院，廣州 51000 6）

現(xiàn)代跟蹤雷達能夠自動連續(xù)地對飛行目標(biāo)進行跟蹤，并且測量數(shù)據(jù)能夠自動地存儲在雷達系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)對飛行教學(xué)案例形成有極大地幫助，對飛行經(jīng)驗積累起到?jīng)Q定性的作用。本文利用CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化跟蹤雷達系統(tǒng)工作，完善雷達存儲信息數(shù)據(jù)案例分析，提高飛行教學(xué)組工作判讀能力。

跟蹤雷達CBRAHP飛行教學(xué)案例庫

0　引言

跟蹤雷達對飛行器進行不間斷的自動跟蹤，整個過程中，準確接收到飛機各種飛行狀態(tài)信息［1］，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)能夠自動形成經(jīng)驗積累的案例庫，尤其針對飛行教學(xué)發(fā)揮更加積極的作用。每次飛行教學(xué)的數(shù)據(jù)都經(jīng)過數(shù)據(jù)分析自動存入雷達存儲器中，存儲信息包括：飛行時間、飛行距離、飛行角度，飛行速度，以及飛行航路信息等數(shù)量龐大。但大量的資料中準確提取所需信息無疑大海撈針，很難找到最適合分析的信息數(shù)據(jù)，而且盲目查找浪費時間。如果制作成相應(yīng)的案例教學(xué)分析使用，提高雷達存儲信息利用率，能夠為飛行教學(xué)產(chǎn)生事半功倍的效果。本論文應(yīng)用CBR/AHP系統(tǒng)案例庫檢索功能，融合CBR（案例庫）與AHP（層次分析法）二者功能，完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中定性與定量雙向分析，最快速、最優(yōu)化地從雷達中選擇所需案例，提高飛行教學(xué)分析決策工作質(zhì)量。

1　CBR/AHP系統(tǒng)案例庫檢索模型設(shè)計

1.1CBR系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用原理

CBR（case-based reasoning）系統(tǒng)是一種基于案例推理過程，是在解決新問題時，應(yīng)用過去解決同類相似問題的方法，將好的處理過去經(jīng)驗和方法解決現(xiàn)在面臨的問題，更加簡便快捷地分析出相應(yīng)問題［2］。其核心思想是用人們以往的經(jīng)驗和知識進行結(jié)構(gòu)化存儲形成案例庫，通過訪問案例庫中過去相似案例的方案從而得到解決當(dāng)前問題的一種推理模式。

CBR系統(tǒng)的表示方法多種多樣，有謂詞邏輯表示法、過程表示法、框架表示法等形式。這些方法都能夠系統(tǒng)全面地分析案例內(nèi)容，能夠完成后期案例庫中案例的索引、匹配和存儲［3］，完善案例檢索效率。

1.2CBR/AHP系統(tǒng)案例庫在跟蹤雷達系統(tǒng)上的應(yīng)用評述

跟蹤雷達是飛行教學(xué)設(shè)備中一項重要組成部分，內(nèi)部存儲系統(tǒng)能夠長期存儲飛行跟蹤信息，記錄著每一個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)形成每一個案例，使雷達數(shù)據(jù)案例應(yīng)用能夠準確修正航線，為飛行教學(xué)一體化完成提供有力保證。但從雷達設(shè)備存儲單元中調(diào)閱最優(yōu)的數(shù)據(jù)信息相當(dāng)困難，使工作中略帶有一定的局限性。CBR系統(tǒng)就非常適合解決這類問題。CBR系統(tǒng)不是通過復(fù)雜的知識推理，而是對自身所持經(jīng)驗信息的回憶，人類擅長憑借老經(jīng)驗來解決新問題，這點CBR系統(tǒng)可作為飛行經(jīng)驗豐富的“老飛行員”?！袄巷w行員”能夠提供最優(yōu)案例信息，給出飛行人員最需要的案例結(jié)果，提高飛行質(zhì)量與效率。案例庫以案例經(jīng)驗取代單一研討固化思維解決問題，為每次飛行教學(xué)決策提供技術(shù)支持。飛行結(jié)束后將案例存儲到案例庫中，將各種飛行案例信息精細化管理，為飛行教學(xué)工作的“回頭看”提供技術(shù)分析。

CBR系統(tǒng)會隨著案例或案例屬性增加，產(chǎn)生檢索耗時、計算復(fù)雜的缺點，導(dǎo)致操作有一定的局限性，能夠產(chǎn)生大量相似信息數(shù)據(jù)。AHP（層次分析法）具有科學(xué)的定性分析，檢索過程需要CBR系統(tǒng)與AHP二者相互結(jié)合完善案例庫分析，減少錯誤案例的檢索誤差，簡化案例庫存儲案例，精細化檢索最優(yōu)相關(guān)案例。

2　基于CBR/AHP系統(tǒng)案例庫檢索跟蹤雷達存儲信息工作流程

CBR系統(tǒng)案例檢索比較常用的方法有最近相鄰法、知識引導(dǎo)法、歸納推理法等。這些方法都能夠處理關(guān)于跟蹤雷達存儲信息案例庫檢索問題。如圖1. CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化跟蹤雷達存儲信息檢索示意圖所示。

圖1　CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化跟蹤雷達存儲信息檢索示意圖

查找雷達存儲信息案例要經(jīng)過多重案例庫檢索，檢索出來的案例應(yīng)數(shù)量少，得出案例最大化地與所輸入的情況相似。以文字形式輸入或通過計算公式計算出飛機所處飛行各個數(shù)據(jù)與案例庫的案例各屬性相似度進行比對，在比對進行中突出案例庫中案例各屬性（飛行距離、飛行角度、飛行速度、飛行航路信息）特征值，并以計算對相似度大的多個跟蹤雷達數(shù)據(jù)案例進行排序［4］。如果CBR系統(tǒng)檢索多個區(qū)分不明顯的跟蹤雷達數(shù)據(jù)案例時，AHP中的層次分析根據(jù)飛行狀態(tài)各種情況進行權(quán)重評估，以相關(guān)數(shù)據(jù)重復(fù)比對雷達信息案例，排除相對帶有錯誤或有一定偏差的案例，最終提供少數(shù)優(yōu)劣排列不等的雷達存儲信息案例，應(yīng)用于飛行教學(xué)工作。

3　CBR/AHP系統(tǒng)案例檢索分析步驟

3.1AHP基本原理

AHP（層次分析法）是按照結(jié)構(gòu)中的指標(biāo)間相互的隸屬關(guān)系，將要素按不同層次結(jié)合，形成一個層次分析結(jié)構(gòu)模型。同一層次內(nèi)不同要素通過兩兩比較判斷出相對重要性，利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次要素相對權(quán)重，通過綜合計算得到方案層對于目標(biāo)層的相對組合權(quán)重［5］。層次分析法就方法本身來說是比較成熟的。

3.2構(gòu)建優(yōu)化雷達存儲信息案例層次結(jié)構(gòu)

AHP就是輔助CBR系統(tǒng)進行案例重新檢索，以數(shù)值最大得出最優(yōu)案例。AHP系統(tǒng)對存儲信息數(shù)據(jù)所涉及的方面層次分析，如：飛行距離、飛行角度、飛行速度、飛行航路信息，重點突出定性分析改進CBR系統(tǒng)缺陷，以飛行教學(xué)組人員打分方式判斷出各飛行案例要素的重要程度，解決各要素優(yōu)劣程度不明顯區(qū)分問題，經(jīng)過多重結(jié)合構(gòu)成一個判斷矩陣，由計算得出數(shù)值最高的雷達存儲信息案例。如圖2優(yōu)化雷達存儲信息案例層次結(jié)構(gòu)圖所示。

3.3構(gòu)造最優(yōu)雷達存儲信息案例判斷矩陣

按照層次比較將互相間指標(biāo)列出矩陣法，在判斷矩陣時要使兩兩指標(biāo)加以相互比較，以飛行教學(xué)組人員打分比較為標(biāo)準，改變判斷中單一定性指標(biāo)數(shù)值，并通過判斷矩陣得出相應(yīng)的數(shù)值。AHP中間層分析提出飛行距離（B1）、飛行角度（B2）、飛行速度（B3）、飛行航路信息（B4）四種常見飛行需要的參數(shù)進行分析。假設(shè)飛行一定區(qū)域，指定環(huán)境下完成飛行教學(xué)，通過飛行航跡的各種數(shù)據(jù)分析，由飛行教學(xué)組人員打分方式，對（B1，B2，B3，B4）權(quán)重分析取值，得出最優(yōu)雷達存儲信息案例（A）。

圖2　優(yōu)化雷達存儲信息案例層次結(jié)構(gòu)圖

CI接近于0，達到一致性。

權(quán)向量（特征向量）：

W=（0.0861，0.1251，0.3017，0.4587）

求得雷達存儲信息案例重要程度排序；飛行航路信息（B4），飛行速度（B3）、飛行角度（B2）、飛行距離（B1）。

各案例（P1，P2，P3）分別關(guān)于飛行距離（B1）、飛行角度（B2）、飛行速度（B3）、飛行航路信息（B4）的兩兩比較，得到各層次判斷矩陣如下：

根據(jù)題意得出CI接近于0，達到一致性。根據(jù)分析總排序一致性驗證

結(jié)合飛行距離、飛行角度、飛行速度、飛行航路信息進行雷達存儲信息案例最優(yōu)選擇，飛行中最優(yōu)存儲信息案例依次是： P1、P2、P3，P1權(quán)重是0.5133。案例P1為CBR/AHP系統(tǒng)檢索最優(yōu)雷達存儲信息案例，最優(yōu)結(jié)果應(yīng)用飛行教學(xué)工作。

4　結(jié)束語

CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化跟蹤雷達存儲信息科學(xué)地分析飛行教學(xué)相關(guān)要素的權(quán)重，及時提供飛行相關(guān)的最優(yōu)案例，直接能夠為飛行航線與科目設(shè)定提供信息支持，能夠指導(dǎo)繁重的飛行教學(xué)工作。日后在技術(shù)改進中，可以運用AHP層次分析中定量分析完善精細化飛行教學(xué)信息案例庫，突出案例庫信息向“增質(zhì)量、而減體重”結(jié)構(gòu)發(fā)展，使越來越豐富的案例庫信息得以簡化。CBR/AHP系統(tǒng)不僅提高飛行教學(xué)組決策指揮能力，而且及時分析飛行教學(xué)中缺陷、不足，增強案例庫信息管理 ，是飛行教學(xué)工作智能決策的新思路。

［1］ 孫曉丹.單脈沖跟蹤雷達跟蹤測量技術(shù)應(yīng)用［D］. 西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

［2］ 張英菊，仲秋雁，葉鑫，曲曉飛. 基于案例推理的應(yīng)急輔助決策方法研究［J］.計算機應(yīng)用研究，2009.

［3］ 蔡新梅. CBR/AHP系統(tǒng)案例庫優(yōu)化電子海圖解決航行安全問題［J］. 艦船電子工程，2013，（12）：62-63.

［4］ 蔡新梅.CBR/VTS融合系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］. 船海工程，2012.

Optimization of Radar Storing Information Using Database of CBR/AHP System.

Wang Guangwei1，Ying Ge2
（1. No. 91370 Troops of PLA，Huludao 121005，Liaoning，China； 2. Marine Institute，Guangzhou 510006，China）

Modern tracking radar is capable of tracking flying objectives automatically and continually. Measured data can be automatically stored in the radar system. The data are greatly helpful to teaching cases of flying, and play a decisive role in the flight. In order to complete the data cases of radar storing information and improve interpretation skills of flight team, this paper tracks the working condition of a radar system using the database optimization of CBR/AHP system.

tracking radar; CBR; AHP;flight teaching; case database

TN 95

A

1003-4862（2015）09-0015-04

2015-03-09

王廣?。?979-），男，工程師。研究方向：雷達工程。