馮世豪任風(fēng)云劉少坤

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系，徐州 221000；2.空軍駐624廠軍代室，哈爾濱 150030）

空地導(dǎo)彈故障查詢數(shù)據(jù)庫(kù)不確定性關(guān)系研究

馮世豪1任風(fēng)云1劉少坤2

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系，徐州 221000；2.空軍駐624廠軍代室，哈爾濱 150030）

針對(duì)空地導(dǎo)彈便攜式維修輔助系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)庫(kù)不確定性關(guān)系建立基于屬性級(jí)不確定性關(guān)系的分析方法，采用Attribute-or模型對(duì)所設(shè)計(jì)的空地導(dǎo)彈PMA系統(tǒng)中彈體故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，極大地縮短了故障查詢的時(shí)間復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的查詢效率。

不確定性關(guān)系 Attribute-or 空地導(dǎo)彈 便攜式維修輔助系統(tǒng)

引言

便攜式維修輔助系統(tǒng)（Portable Maintenance Aid，PMA）[1-2]是一種基層級(jí)維修的重要輔助手段，主要用于大型復(fù)雜裝備的原位檢測(cè)[3]和故障診斷，能及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)大型復(fù)雜裝備存在的故障隱患，提高維修檢測(cè)效率，是裝備全壽命維修保障的重要組成部分[4]。空地導(dǎo)彈便攜式維修輔助系統(tǒng)是對(duì)空地導(dǎo)彈測(cè)試、維護(hù)、保障等一系列活動(dòng)的支持，極大地減輕工作人員的業(yè)務(wù)工作負(fù)擔(dān)、增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)維修的能力。故障查詢部分是空地導(dǎo)彈PMA數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，用戶根據(jù)現(xiàn)象故障輸入的方式對(duì)PMA系統(tǒng)進(jìn)行查詢，定位出系統(tǒng)的具體故障并進(jìn)行相應(yīng)的維修。由于故障現(xiàn)象的復(fù)雜性，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對(duì)導(dǎo)彈的故障數(shù)據(jù)表進(jìn)行不確定性劃分，建立相應(yīng)的可能世界后存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，采用這種方式建立的數(shù)據(jù)庫(kù)表能夠有效的提高系統(tǒng)查詢效率、降低功耗、縮短工作時(shí)間。

1 不確定性關(guān)系概述

不確定關(guān)系是指許多確定的可能實(shí)例組成的集合，也稱(chēng)為可能世界，具有屬性級(jí)不確定性和元組級(jí)不確定性兩種存在方式。屬性級(jí)不確定性關(guān)系是指不同屬性間取值不存在相關(guān)性，元組級(jí)不確定性關(guān)系則表示各元組之間的相互獨(dú)立。通過(guò)水平函數(shù)依賴(lài)與垂直函數(shù)依賴(lài)將原有的關(guān)系進(jìn)行劃分，縮減可能世界數(shù)量，精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)表的規(guī)模，增強(qiáng)查詢效率。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶查詢某一信息時(shí)返回的是各種精確、可靠的數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)本身存在的不確定性或現(xiàn)實(shí)空間的各種不確定性因素使數(shù)據(jù)維度更加廣闊。在數(shù)據(jù)庫(kù)中采用不確定性數(shù)據(jù)模型能在豐富的信息存量的基礎(chǔ)上縮減定位時(shí)間、提高查詢效率，所以不確定性數(shù)據(jù)查詢技術(shù)在近年來(lái)發(fā)展較快。首先給出如下定義：

水平函數(shù)依賴(lài)：對(duì)于R中的任意兩條水平元組r和s，設(shè)T為r和s各自可能元組的并集，如果T中的可能元組滿足函數(shù)依賴(lài)X→Y，則稱(chēng)Y水平函數(shù)依賴(lài)于X，記作X→HY。

垂直函數(shù)依賴(lài)：對(duì)于關(guān)系中任意兩條水平元組p、q， X、Y、K都是其中的屬性集合，且?K∈(Y?X)，x是元組p在X屬性上的取值，T1是其在K屬性上的取值集合，若x也是元組q在X上屬性上的取值，T2是其在K屬性上的取值集合，且總有T1=T2，則稱(chēng)為Y垂直函數(shù)依賴(lài)于X，記為X→νY。

2 導(dǎo)彈故障數(shù)據(jù)不確定性關(guān)系分析

導(dǎo)彈的各種故障間存在相互交叉的部分，某一部分的故障并不是單一影響的，如導(dǎo)彈部件A故障，相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)性會(huì)使部件B和部件C也無(wú)法正常工作。內(nèi)部存在很多的可能性的結(jié)果，所以建立不確定性關(guān)系數(shù)據(jù)模型進(jìn)行故障查詢是可行的方法。以某型導(dǎo)彈的部分彈體故障數(shù)據(jù)為例，建立屬性級(jí)不確定性關(guān)系模型，即Attributeor模型，見(jiàn)表1。

表1 導(dǎo)彈彈體故障不確定性關(guān)系R

表1中，Num表示故障編號(hào)，MISSION STOPPAGE（MS）屬性表示故障名稱(chēng)，COMPONENT屬性表示發(fā)生故障的部件，DAMAGE表示故障的類(lèi)型，D-LEVEL表示故障等級(jí)狀況，不同的故障對(duì)應(yīng)相應(yīng)的類(lèi)型等級(jí)。{翼面，舵面}是一個(gè)Attribute-or的元素，它的可能取值是翼面或舵面二者取一，其他可能元素以此類(lèi)推。

存在的可能世界數(shù)為各元組的每一次賦值的集合。根據(jù)定義1判斷關(guān)系R中存在如下水平函數(shù)依賴(lài)：Num→HMS；在上述關(guān)系中只存在一個(gè)水平函數(shù)依賴(lài)，將關(guān)系模式通過(guò)水平分解為R1和R2，關(guān)系R1和R2見(jiàn)表2、表3。

表2 關(guān)系R1

表3 關(guān)系R2

在上述兩個(gè)子關(guān)系中，若查詢字為故障名稱(chēng)時(shí)只需要對(duì)一個(gè)可能世界進(jìn)行搜索，若以故障類(lèi)型、部件或登記狀況為查詢對(duì)象時(shí)則需要查詢的子空間與原關(guān)系相同，無(wú)法達(dá)到增強(qiáng)查詢效率的功能。采用HP Algorithm的算法如下：對(duì)于關(guān)系R中任意兩條元組a、b在屬性X上沒(méi)有交集，則將兩元組歸為同一關(guān)系，否則設(shè)兩元組a、b在X有交集M，設(shè)a、b兩元組X屬性上值為M1和M2，所以就有M=M1∩M2，將原關(guān)系分解為M1與M為一組關(guān)系，M1與M2-M為另一組關(guān)系。并進(jìn)行逐層劃分。通過(guò)關(guān)系R2、R3和R4再進(jìn)行水平與垂直函數(shù)分解后合并，得到關(guān)系R5和R6，見(jiàn)表4和表5。

表4 關(guān)系R5

表5 關(guān)系R6

在原不確定關(guān)系R中可能世界數(shù)W為1728，分解后的可能世界數(shù)W1、W5、W6分別為1、144、13，極大地縮減了可能世界查詢的數(shù)量，有效提高查詢效率。

對(duì)故障名稱(chēng)查詢的時(shí)間冗余度：

對(duì)故障類(lèi)型查詢的時(shí)間冗余度為：

對(duì)故障等級(jí)查詢的時(shí)間冗余度為：

3 結(jié)語(yǔ)

空地導(dǎo)彈作為一種先進(jìn)的武器裝備成為現(xiàn)代各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的武器類(lèi)型，而便攜式維修輔助系統(tǒng)則是保證空地導(dǎo)彈使用效能的重要手段。本文研究空地導(dǎo)彈便攜式維修輔助系統(tǒng)中故障查詢數(shù)據(jù)的不確定性關(guān)系，將故障數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行水平函數(shù)分解、垂直函數(shù)分解和HP Algorithm分解，極大地簡(jiǎn)化了原有數(shù)據(jù)關(guān)系，大大提高了系統(tǒng)對(duì)某一屬性類(lèi)的查詢效率，縮短查詢時(shí)間。

[1]張波，姜震，孟上.某型導(dǎo)航雷達(dá)便攜式維修輔助裝置（PMA）設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，21（7）：1855-1857.

[2]蘇建軍，朱仁，劉繼偉，等.便攜式維修檢測(cè)組合（PMA-PIP）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2009，17（12）：2394-2396.

[3]許占顯.原位檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2002，15（1）：19-21.

[4]姬憲法，張虎城，劉忠富，等.便攜式維修輔助設(shè)備（PMA）在軍機(jī)維護(hù)保障中的應(yīng)用[J].空軍第一航空學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，20（6）：31-33.

Research on Uncertainty Relation of Ground to Air Missile Fault Query Database

FENG Shihao1, REN Fengyun1, LIU Shaokun2
(1.Department of Aviation Ammunition, Air Force Logistics College, Xuzhou 221000; 2. Air Force Stationed in 624 Factory, Harbin 150030)

The establishment of fault database for missile portable maintenance aid system uncertainty analysis method based on attribute level uncertainty relation, Attribute-or model is used to decompose the fault data of projectile missile PMA system design, greatly shorten the trouble shooting time complexity, improve the search efficiency of the system.

uncertainty relation, attribute-or, air to ground missile, portable maintenance aid system