裴揚

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的信息被記錄和儲存。文章探討了如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深度分析并預(yù)測機艦的活動規(guī)律。首先描述了機艦數(shù)據(jù)的采集與預(yù)處理，并對機艦活動規(guī)律進行了分析；其次總結(jié)了基于大數(shù)據(jù)挖掘的機艦活動規(guī)律分析存在的問題，并給出了相應(yīng)的解決方案；最后建立了機艦活動規(guī)律模型并進行了優(yōu)化，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)挖掘；機艦活動；分析與預(yù)測

中圖分類號：TP391? 文獻標(biāo)志碼：A文獻標(biāo)志碼

0 引言

機艦活動規(guī)律的分析與預(yù)測，對于國防安全和海洋管理具有重要意義。通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以從海量數(shù)據(jù)中找出機艦活動的一些規(guī)律，如：活動時間、活動地點、活動頻率等。通過這些規(guī)律，可以更好地理解和預(yù)測機艦的活動，從而為我國的海洋管理和國防安全提供有力的支持。

1 研究背景與目的

近年來，各國軍事研究機構(gòu)紛紛將大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于機艦活動規(guī)律分析與預(yù)測中，并取得了顯著成果。各國海軍都在積極發(fā)展航母戰(zhàn)斗群等大型海上作戰(zhàn)力量，以提高自身的海上作戰(zhàn)能力。通過運用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，我國成功揭示了某國海軍驅(qū)逐艦編隊的活動規(guī)律，為我國海軍制定戰(zhàn)術(shù)提供了參考。然而，由于機艦活動的復(fù)雜性和不確定性，如何有效地對其規(guī)律進行分析和預(yù)測，一直是軍事研究者們面臨的難題。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，這一問題得到了有效解決。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)，使得我國有了處理和分析大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力。通過對機艦活動的歷史數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，可以找出其活動的一些規(guī)律，從而預(yù)測其未來的活動。這一研究對于提高我國海軍的作戰(zhàn)能力，防御外敵入侵具有重要的意義。

2 機艦活動數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理

2.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集

隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，海軍作戰(zhàn)數(shù)據(jù)來源日益多樣化。利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以實時獲取來自艦艇、無人機、衛(wèi)星等渠道的海量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括艦艇位置、航速、航向、武器狀態(tài)等，對于指揮員了解戰(zhàn)場態(tài)勢、制定作戰(zhàn)方案具有重要價值。

2.2 傳感器數(shù)據(jù)采集

艦艇上安裝有各種類型的傳感器，如雷達、聲吶、光電傳感器等，可以實時監(jiān)測周邊環(huán)境、艦艇狀態(tài)等信息。利用傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以獲取更為精確、實時的海量數(shù)據(jù)，為指揮員提供詳細(xì)的戰(zhàn)場情報。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在海軍作戰(zhàn)數(shù)據(jù)中，往往存在一些無效、異常、重復(fù)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于指揮員制定作戰(zhàn)方案會造成干擾。利用數(shù)據(jù)清洗技術(shù)，可以有效地識別和清除這些無用數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。

3 機艦活動規(guī)律分析

3.1 時間規(guī)律分析

通過對機艦活動的時間數(shù)據(jù)進行分析，可以挖掘其在一年四季、晝夜等時間節(jié)點上的活動規(guī)律。例如，在冬季，機艦可能會減少在寒帶海域的活動；在夜晚，機艦可能會降低活動強度。這些規(guī)律可以為我國海軍在選擇作戰(zhàn)時機上提供參考。

3.2 空間規(guī)律分析

通過對機艦活動的地理位置數(shù)據(jù)進行分析，可以挖掘其在不同海域、航線上的活動規(guī)律。例如，在重要航道附近，機艦可能會加強巡邏；在爭議海域，機艦可能會頻繁出現(xiàn)。這些規(guī)律可以為我國海軍在制定戰(zhàn)略布局上提供參考。

3.3 戰(zhàn)術(shù)規(guī)律分析

通過對機艦在作戰(zhàn)過程中的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)進行分析，可以挖掘其在不同戰(zhàn)術(shù)階段、戰(zhàn)術(shù)動作上的活動規(guī)律。例如，在反潛作戰(zhàn)時，機艦可能會采用特定的航速、航向；在防空作戰(zhàn)時，機艦可能會調(diào)整雷達、導(dǎo)彈的配置。這些規(guī)律可以為我國海軍在戰(zhàn)術(shù)對抗上提供參考。

4 基于大數(shù)據(jù)挖掘的機艦活動規(guī)律分析存在的問題

4.1 數(shù)據(jù)采集與處理問題

4.1.1 數(shù)據(jù)來源多樣，整合困難

機艦活動涉及海、陸、空、天等多個領(lǐng)域，數(shù)據(jù)來源包括各種雷達、光電、聲吶等傳感器，以及其他軍種和民用部門提供的數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)整合在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，是當(dāng)前面臨的一大挑戰(zhàn)。

4.1.2 數(shù)據(jù)量龐大，處理難度大

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)出爆炸式增長。如何高效地處理這些海量數(shù)據(jù)，提取有效信息，是數(shù)據(jù)處理面臨的關(guān)鍵問題。

4.1.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊

由于各種原因，采集到的數(shù)據(jù)中可能存在噪聲、缺失值等問題，對數(shù)據(jù)挖掘算法的性能會產(chǎn)生影響。

4.2 特征提取與選擇問題

4.2.1 特征選擇過多或過少

選擇過多的特征可能導(dǎo)致過擬合現(xiàn)象，降低模型的泛化能力；選擇過少的特征則可能導(dǎo)致模型欠擬合，影響預(yù)測效果。

4.2.2 特征之間的相關(guān)性

特征之間可能存在高度相關(guān)性，這會使得特征提取過程變得復(fù)雜，影響預(yù)測模型的性能。

4.2.3 特征的穩(wěn)定性和可解釋性

特征的穩(wěn)定性和可解釋性對于預(yù)測模型的可信賴度具有重要意義。然而，在實際應(yīng)用中，某些特征可能受外部因素影響而不穩(wěn)定，或者難以解釋其與目標(biāo)變量之間的關(guān)系。

4.3 數(shù)據(jù)安全問題

4.3.1 數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險

在大數(shù)據(jù)挖掘過程中，涉及大量敏感信息的存儲、傳輸和處理，一旦泄露，將對國家安全造成嚴(yán)重威脅。

4.3.2 數(shù)據(jù)濫用風(fēng)險

大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以為戰(zhàn)場指揮員提供實時、準(zhǔn)確的情報支持，但如果這些數(shù)據(jù)被用于非法目的，將對國家安全帶來巨大隱患。如某些國家利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對公民進行監(jiān)控，侵犯公民隱私權(quán)，引發(fā)社會廣泛關(guān)注。

5 基于大數(shù)據(jù)挖掘的機艦活動規(guī)律分析問題的解決方案提議

5.1 數(shù)據(jù)采集與處理問題的解決方案提議

5.1.1 選擇合適的數(shù)據(jù)源

對機艦活動規(guī)律進行分析，選擇船舶軌跡數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)、海上氣象數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源時，可以降低數(shù)據(jù)維度，減少數(shù)據(jù)規(guī)模，提高分析效率，保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。對于不合格數(shù)據(jù)，可以通過數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合等方法進行處理。在數(shù)據(jù)處理過程中，需要進行數(shù)據(jù)預(yù)處理。對于數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等問題，可以通過數(shù)據(jù)插值、數(shù)據(jù)平滑等方法進行處理。

5.1.2 選擇合適的挖掘算法

對于不同類型的數(shù)據(jù)，可以選擇分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等不同的算法將數(shù)據(jù)可視化。通過數(shù)據(jù)可視化，可以直觀地展示機艦活動規(guī)律，為決策提供有力支持。

5.2 特征提取與選擇問題解決方案提議

5.2.1 關(guān)聯(lián)規(guī)則

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘是一種常用的特征提取方法，可以挖掘出數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而提取出有價值的信息。在機艦活動規(guī)律分析中，可以運用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法，從艦機活動中挖掘出關(guān)聯(lián)性較強的特征，作為分析的基礎(chǔ)。

5.2.2 聚類分析

聚類分析是一種有效的特征提取方法，可以將相似的數(shù)據(jù)歸為一類。在機艦活動規(guī)律分析中，可以運用聚類分析方法，將具有相似特征的艦機活動歸為一類，從而提取出有價值的特征。

5.2.3 深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)作為一種新興的機器學(xué)習(xí)方法，具有強大的特征提取能力。在機艦活動規(guī)律分析中，可以運用深度學(xué)習(xí)方法，自動提取出最具代表性和區(qū)分能力的特征，提高分析精度。

5.3 數(shù)據(jù)安全問題的解決方案提議

為保證大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在機艦活動規(guī)律分析與預(yù)測過程中的數(shù)據(jù)安全，我國應(yīng)建立健全數(shù)據(jù)安全法律法規(guī)體系，對數(shù)據(jù)挖掘、存儲、傳輸、使用等環(huán)節(jié)進行規(guī)范，確保數(shù)據(jù)安全。我國應(yīng)加強數(shù)據(jù)安全技術(shù)研究與應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)加密、防泄露、抗攻擊等技術(shù)水平，保障大數(shù)據(jù)挖掘過程中的數(shù)據(jù)安全。加強對公民、企業(yè)和政府部門的數(shù)據(jù)安全教育，提高全民數(shù)據(jù)安全意識，同時加強數(shù)據(jù)安全能力建設(shè)，為大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在機艦活動規(guī)律分析與預(yù)測中的應(yīng)用提供安全保障。

6 機艦活動規(guī)律模型建立與優(yōu)化

6.1 機艦活動規(guī)律模型設(shè)計

為了有效維護我國的海洋權(quán)益，需要對各國機艦在這一地區(qū)的活動有深入的了解。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以收集并分析各國機艦的歷史活動數(shù)據(jù)，找出其活動規(guī)律。比如，可以發(fā)現(xiàn)某國機艦在一定時間段內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)在某一特定海域，那么，就可以推測，在未來的一段時間內(nèi)，該國機艦可能會再次出現(xiàn)在這一海域。有了這樣的預(yù)測，就可以提前做好應(yīng)對措施，有效維護我國的海洋權(quán)益。

基于大數(shù)據(jù)挖掘的機艦活動規(guī)律模型設(shè)計，不僅可以用于預(yù)測機艦的未來活動，還可以用于優(yōu)化我國的海洋防御策略。通過對歷史數(shù)據(jù)的深度挖掘，可以找出我國機艦在應(yīng)對外來威脅時的最佳應(yīng)對策略，從而優(yōu)化我國的海洋防御策略。

然而，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，并非易事。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)雖然強大，但要想從海量的數(shù)據(jù)中找出有用的信息，需要有強大的計算能力和高效的數(shù)據(jù)分析方法。此外，由于機艦的活動受到多種因素的影響，如天氣、國際形勢等，因此，要準(zhǔn)確預(yù)測機艦的未來活動，還需要對這些因素進行綜合考慮。

6.2 模型參數(shù)優(yōu)化方法

6.2.1 引入深度學(xué)習(xí)技術(shù)

深度學(xué)習(xí)作為人工智能的一個重要分支，具有強大的數(shù)據(jù)處理和分析能力。通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可以對機艦活動的大量數(shù)據(jù)進行更高效、準(zhǔn)確的分析，從而提高模型的準(zhǔn)確性。此外，深度學(xué)習(xí)技術(shù)還可以實現(xiàn)模型的自適應(yīng)調(diào)整，使得模型能夠隨著數(shù)據(jù)的變化而實時更新，提高模型的實時性。

6.2.2 融合多種數(shù)據(jù)來源

在現(xiàn)有的機艦活動規(guī)律模型中，數(shù)據(jù)來源相對單一，往往只能從某一個渠道獲取數(shù)據(jù)。而實際上，機艦活動的數(shù)據(jù)來源是多樣的，包括衛(wèi)星偵察數(shù)據(jù)、雷達監(jiān)測數(shù)據(jù)、聲吶探測數(shù)據(jù)等。通過融合這些多源數(shù)據(jù)，可以提高模型的準(zhǔn)確性和實時性，使得模型能夠更加全面地反映敵軍機艦的活動情況。

6.2.3 引入強化學(xué)習(xí)技術(shù)

強化學(xué)習(xí)是一種通過與環(huán)境互動學(xué)習(xí)最佳行為策略的人工智能技術(shù)。通過強化學(xué)習(xí)技術(shù)，可以在實際作戰(zhàn)環(huán)境中對機艦活動規(guī)律模型進行實時調(diào)整和優(yōu)化，提高模型的適應(yīng)性。

6.3 模型驗證與評估

機艦活動規(guī)律模型是通過對大量歷史數(shù)據(jù)進行挖掘，從中找出機艦活動的一些規(guī)律性特征，從而構(gòu)建的一種模型。這種模型可以幫助預(yù)測敵方機艦的未來活動軌跡。在構(gòu)建模型時，可以采用多種算法，如關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、聚類分析、時間序列預(yù)測等。通過不斷優(yōu)化模型參數(shù)，提高模型的預(yù)測準(zhǔn)確性。

在模型構(gòu)建完成后，需要對其進行評估，以檢驗?zāi)Ｐ偷念A(yù)測能力。評估過程主要包括模型精度、召回率、F1值等指標(biāo)的計算。同時，還可以通過實際案例來檢驗?zāi)Ｐ偷挠行浴＠?，在實際海戰(zhàn)中，如果模型預(yù)測的敵方艦艇活動軌跡與實際情況相符，那么就說明模型具有一定的實戰(zhàn)價值。

6.4 模型應(yīng)用與改進

機艦活動規(guī)律模型在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛的前景。首先，它可以為軍事指揮提供有力支持。通過對機艦活動的規(guī)律性分析，可以預(yù)測敵艦的行動軌跡，為我方制定作戰(zhàn)策略提供依據(jù)。其次，模型可以輔助軍事訓(xùn)練。通過模擬敵艦的活動規(guī)律，可以提高我方艦艇的作戰(zhàn)能力。最后，模型可以為武器研發(fā)提供參考。根據(jù)機艦活動規(guī)律，可以優(yōu)化武器系統(tǒng)的性能，提高打擊精度。

為了提高模型的準(zhǔn)確性和可靠性，需要不斷豐富數(shù)據(jù)來源。包括搜集公開的軍事情報、利用衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取實時數(shù)據(jù)、利用人工智能技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析等。

7 結(jié)語

總的來說，大數(shù)據(jù)挖掘下的機艦活動規(guī)律分析與預(yù)測研究，為我國海洋安全提供了有力的保障。同時，這種研究方法，也為理解和研究海洋提供了新的視角。未來，隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，期待大數(shù)據(jù)能在海洋領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

［1］王景輝.基于大數(shù)據(jù)云計算環(huán)境的數(shù)據(jù)安全研究［J］.信息與電腦（理論版），2019（18）：221-223.

［2］李雯娟，曾照芳，陳睿.醫(yī)學(xué)信息數(shù)據(jù)倉庫模型的構(gòu)建與數(shù)據(jù)挖掘［J］.生物數(shù)學(xué)學(xué)報，2009（2）：157-164.

［3］何普亮，張戰(zhàn)勝.大數(shù)據(jù)時代的教育數(shù)據(jù)挖掘：方法、工具與應(yīng)用［J］.中國教育技術(shù)裝備，2019（23）：15-18.

（編輯 沈 強編輯）

Research of analysis and prediction of aircraft and ship activity law based on big data mining

Pei? Yang

（The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang 050081， China）

Abstract：? With the development of big data technology， more and more information is recorded and stored. This paper describes the acquisition and pre-processing of aircraft and ship data， discusses how to use big data technology to deeply analyze and predict aircraft and ship activity law， gives the analysis of aircraft and ship activity， puts forward the current problems， and gives some corresponding solutions. Finally， the establishment and optimization of the model are proposed， and the improvement plan is also given for readers reference.

Key words： big data mining; aircraft and ship activity; analysis and forecast