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            無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析

            更新時(shí)間:2025-12-11 20:48:50 閱讀: 評(píng)論:0

            2023年12月25日發(fā)(作者:野外聚餐)

            第4西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)0卷第1期Vol.40No.1                      ’Feb.20202020年2月JournalofXianTechnoloicalUniversitgy:/DOI10.16185.xatu.edu.cn.2020.01.006jj//xb.xatu.edu.cnhttp:無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析黃吉傳,周德云(西北工業(yè)大學(xué)電子信息學(xué)院,西安7)10072摘 要:面向未來無(wú)人機(jī)協(xié)同作 為設(shè)計(jì)出一套全面易擴(kuò)展的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估體系,戰(zhàn)發(fā)展趨勢(shì)以及無(wú)人機(jī)載荷特點(diǎn),基于無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)觀察判斷決策行動(dòng)(決策鏈,OODA)??分析無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)各階段中的效能影響因素,綜合考慮無(wú)人機(jī)協(xié)同感知能力、協(xié)同通信能力、協(xié)同策劃能力、協(xié)同組隊(duì)能力以及協(xié)同打擊能力,建立了無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系與模型。通過無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)實(shí)例,采用該指標(biāo)體系對(duì)多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)進(jìn)行了效能評(píng)估。結(jié)果表明:文中所提出的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)指標(biāo)體系能夠有效體現(xiàn)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的協(xié)同感知能力和協(xié)同攻擊能力,能夠?yàn)橹笓]決策人員提供合理的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)方案配置。關(guān)鍵詞:效能評(píng)估;決策鏈;指標(biāo)體系 無(wú)人機(jī)協(xié)同;中圖號(hào):843    文獻(xiàn)標(biāo)志碼: E A文章編號(hào):()6739965202001003807 1犇犲狊犻狀犪狀犱犃狀犪犾狊犻狊狅犳犪狀犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犐狀犱犲狓犛狊狋犲犿犳狅狉犝犃犞犵狔狔犆狅狅犲狉犪狋犻狏犲犆狅犿犫犪狋犈犳犳犲犮狋犻狏犲狀犲狊狊狆犎犝犃犖犌犑犻犮犺狌犪狀,犣犎犗犝犇犲狌狀狔(,,’)SchoolofElectronicsandInformationNorthwesternPoltechnicalUniversitXian710072,Chinayy:犃犫狊狋狉犪犮狋ccordinothedeveloinrendofUAVcooerativeoerationsandthecharacteristicsof Agtpgtpp,acomrehensiveandextensibleevaluationsstemandmodelforUAVcooerativecombatUAVpaloadpypyeffectivenessisdevisedbasedontheobservationdecisionmakinaction(OODA)decisionudment???gjgchainandtheanalsisofthefactorsinfluencinheeffectivenessofUAVcooerativeoerationineachygtpp,,,staewiththecooerativepercetionabilitcooerativecommunicationabilitcooerativeplanningppypypg,abilitcooerativeformationabilitndcooerativefihtinbilitfUAVinvolved.ThisindexsstemypyapggayoyispracticallliedtoevaluatetheeffectivenessofUAVcooerativeoeration.Theresultsshowthatyapppptheindexsstemproosedinthispaercaneffectiveleflectthecooerativepercetionabilitndyppyrppya,cooerativeattackabilitfUAVcooerativeoerationsrovidinreasonableconfiurationschemeofpyopppgagUAVcooerativeoerationforcommandersanddecisionmakers.?pp20190312收稿日期:第一作者簡(jiǎn)介:黃吉傳(,男,西北工業(yè)大學(xué)博士研究生。1980-)通信作者簡(jiǎn)介:周德云(,男,西北工業(yè)大學(xué)教授,主要研究方向?yàn)楹娇针娮优c系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化感知與智能電子信息系統(tǒng)等,1964-):。Emaildzhouwu.edu.cn@nyp ,引文格式:黃吉傳周德云.無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析[]西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),():J.2020,4013844.?ZHOUDeun.DesinandAnalsisofanEvaluationIndexSstemforUAVCooerativeCombatEffecHUANGJichuan,ygyyp[]’,():tivenessJ.JournalofXianTechnoloicalUniversit2020,4013844.?gyCopyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            等:無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析 第1期           黃吉傳,39:;犓犲狅狉犱狊ollaborationeffectivenessevaluation;decisionchain;indexsstem UAVcy狔狑  無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)是未來無(wú)人機(jī)主要作戰(zhàn)模式還需要之一。在無(wú)人機(jī)執(zhí)行協(xié)同作戰(zhàn)具體任務(wù)前,對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的好壞程度進(jìn)行分析與評(píng)從而得到無(wú)人機(jī)在不同載荷和不同型號(hào)協(xié)同下價(jià),12]的任務(wù)執(zhí)行效能[,為指揮人員提供參考,以便對(duì)力、數(shù)據(jù)鏈能力、協(xié)同攻擊能力、指揮控制決策能力較全面的描述了無(wú)人機(jī)協(xié)以及飛機(jī)可用度等指標(biāo),同作戰(zhàn)的效能指標(biāo)。該體系中的部分指標(biāo)仍然是針對(duì)單個(gè)無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的,對(duì)于協(xié)同作戰(zhàn)的評(píng)估仍不夠完整。此外,無(wú)人機(jī)執(zhí)行不同的任務(wù)需要攜帶不同的載荷,且采用多種類型的無(wú)人機(jī)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而提高協(xié)同作戰(zhàn)能力。因此,通用性和可擴(kuò)展性也是無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)中需要關(guān)注的問題。針對(duì)目前存在的這些問題,本文主要研究無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估體系的設(shè)計(jì)。為了設(shè)計(jì)出一套全面易擴(kuò)展的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估體系,針對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)需求以及觀察判斷決策??行動(dòng)(,決策ObserveOrientDecideActOODA)???]9鏈[,分析無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)各階段要素及對(duì)無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)任務(wù)進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)也能對(duì)未來無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)與研制提供參考。為了能夠合理且全面的對(duì)不需要建同配置下的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)進(jìn)行效能評(píng)估,立一套完整的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系。在過去的十幾年中,大部分研究均集中在單架無(wú)人機(jī)的效能評(píng)估體系設(shè)計(jì)和效能評(píng)估方法2個(gè)36]方向[。隨著協(xié)同作戰(zhàn)逐漸成為主要的作戰(zhàn)模式,近幾年來,對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估有關(guān)問題進(jìn)研究成果還較少,其考慮的無(wú)人機(jī)協(xié)同行了研究,效能評(píng)估主要包括無(wú)人機(jī)攻擊能力、無(wú)人機(jī)突防能]提出了一力以及無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力等。文獻(xiàn)[7種無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估體系,并采用層次分析法進(jìn)行了效能評(píng)估。該體系主要考慮了無(wú)人機(jī)突防能攻擊能力指標(biāo)、協(xié)同能力指標(biāo)以及指揮決力指標(biāo)、策系統(tǒng)指標(biāo)4大類共1能夠?qū)o(wú)人2種具體指標(biāo),機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)進(jìn)行評(píng)估。該體系將無(wú)人機(jī)自身能力指標(biāo)與協(xié)同能力指標(biāo)分開設(shè)計(jì),將協(xié)同能力看作是并不能完整的體現(xiàn)出無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)單獨(dú)的模塊,的特點(diǎn)。文獻(xiàn)[提出了一種有人/無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)8]指標(biāo)體系。該體系是針對(duì)有人/無(wú)人機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)其指標(biāo)體系同樣適用于無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)的,估。該效能評(píng)估體系考慮了任務(wù)可靠度、雷達(dá)能設(shè)計(jì)了一套無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能協(xié)同作戰(zhàn)的影響,評(píng)估指標(biāo)體系。通過無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估實(shí)例驗(yàn)證了所提指標(biāo)體系的合理性和可行性。1 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系中的評(píng)估要素分析可以根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)  指標(biāo)體系為一個(gè)多維空間,評(píng)估要素和評(píng)價(jià)方法表征為物理評(píng)估對(duì)象、抽節(jié)、象評(píng)估對(duì)象和評(píng)價(jià)級(jí)別等。為了全面評(píng)估無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能,基于典型無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的OODA決策鏈,可建立無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估體系。無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的OODA決策鏈?zhǔn)疽鈭D如圖1所示。圖1 無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的OODA決策鏈?zhǔn)疽鈭DFi.1 DiaramofOODAdecisionchainforunmannedcooerativeoerationsggppCopyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            400卷            西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)               第4DA決策鏈的觀  根據(jù)典型無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn)的OO察判斷決策行動(dòng)的架構(gòu),可將無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)分??為8?jìng)€(gè)主要階段,包括環(huán)境探測(cè)階段、目標(biāo)識(shí)別階信息傳遞階段、態(tài)勢(shì)生成階段、任務(wù)規(guī)劃階段、段、自/互操作階段、協(xié)同編隊(duì)階段以及協(xié)同攻擊/制導(dǎo)/干擾/規(guī)避階段,并對(duì)各階段形成評(píng)估要素。上述8?jìng)€(gè)階段分別描述如下:①環(huán)境探測(cè)階段。協(xié)同態(tài)勢(shì)感知手段的全面程度和有效性,包括雷達(dá)、光電探測(cè)設(shè)備等各類傳感器的種類、數(shù)量,主要感包括地形環(huán)境、本機(jī)與友機(jī)的方位以及敵知能力(機(jī)的方位/數(shù)量等),以及抗干擾能力。②目標(biāo)識(shí)別階段。對(duì)攻擊目標(biāo)、威脅目標(biāo)的識(shí)別與定位能力。③信息傳遞階段。無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)、控制站無(wú)??人機(jī)以及多無(wú)人機(jī)之間信息傳輸?shù)牧鲿承浴㈥P(guān)聯(lián)性。④態(tài)勢(shì)生成階段。通過對(duì)感知態(tài)勢(shì)的共享進(jìn)而生成全方位態(tài)勢(shì)的能力。⑤任務(wù)規(guī)劃階段。高層次決策、協(xié)同規(guī)劃能力以及意外情況下的自主決自主控制能力。⑥自/互操作階段。飛機(jī)操策、控、武器操控以及無(wú)人機(jī)的介入時(shí)機(jī)和不同決策周期條件下的指令集。⑦協(xié)同編隊(duì)階段。單平臺(tái)動(dòng)協(xié)同路徑規(guī)劃、協(xié)同編隊(duì)的可控性以及動(dòng)態(tài)加作、入/退出/重組能力。⑧協(xié)同攻擊/制導(dǎo)/干擾/規(guī)避階段。協(xié)同攻擊方式、協(xié)同制導(dǎo)方式、協(xié)同規(guī)避方式以及其實(shí)時(shí)性、靈活性和有效性。環(huán)境探測(cè)階段和目標(biāo)識(shí)別階段屬于OODA決策鏈中的“觀察”部分,構(gòu)成了無(wú)人機(jī)協(xié)同感知能力,因此,無(wú)人機(jī)協(xié)同感知能力應(yīng)包括多種傳感器探測(cè)的能力。態(tài)勢(shì)生成階段屬于OODA決策鏈中的“判斷”部分,同時(shí)信息傳遞階段為OODA決策鏈的連通起到重要的推進(jìn)作用。因此,無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能還應(yīng)包括信息傳遞的能力,快速和可靠的信息傳遞能力將直接增強(qiáng)OO尤其是DA決策鏈,“判斷”的執(zhí)行。任務(wù)規(guī)劃階段屬于OODA決策鏈決策”部分,其構(gòu)成了無(wú)人機(jī)協(xié)同決策能力。中的“自/互操作階段、協(xié)同編隊(duì)階段以及協(xié)同攻擊/制導(dǎo)/干擾/規(guī)避階段屬于OO行動(dòng)”部DA決策鏈“分,其構(gòu)成了無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力。因此,根據(jù)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力需求,無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能應(yīng)包括協(xié)同組隊(duì)能力和協(xié)同打擊能力2部分。根據(jù)以上分析可見,無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估應(yīng)包括無(wú)人機(jī)協(xié)同感知能力、無(wú)人機(jī)協(xié)同通信能力、無(wú)人機(jī)協(xié)同策劃能力、無(wú)人機(jī)協(xié)同組隊(duì)能力以及無(wú)人機(jī)協(xié)同打擊能力。這5種能力是構(gòu)成無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)OODA決策鏈的最重要的幾個(gè)部分,能夠較全面地描述無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能。針對(duì)這5種能力對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分將能夠構(gòu)成一套完整的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)析,由于該體系是根據(jù)O估體系。此外,ODA決策鏈建立的,因此,其具有良好的系統(tǒng)性和可擴(kuò)展性。根據(jù)實(shí)際作戰(zhàn)需求以及無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的載荷情況,可以基于O動(dòng)態(tài)調(diào)ODA決策鏈各階段的特點(diǎn),整效能評(píng)估指標(biāo)能力體系,從而適用于不同場(chǎng)景下本文所設(shè)計(jì)的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的效能評(píng)估。因此,效能評(píng)估體系只是針對(duì)普通作戰(zhàn)場(chǎng)景的通用化設(shè)計(jì),目的是為建立無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估的指標(biāo)體系提供一種通用的體系模型,更貼近于實(shí)際裝備的設(shè)計(jì)和使用。2 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)結(jié)合指標(biāo)  對(duì)于無(wú)人機(jī)協(xié)同對(duì)地攻擊作戰(zhàn)能力,體系中的評(píng)估要素分析結(jié)果,需考慮協(xié)同感知能力、協(xié)同通信能力、協(xié)同策劃能力、協(xié)同組隊(duì)能力以所建立的無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)及協(xié)同打擊能力。因此,同效能評(píng)估指標(biāo)體系如圖2所示。協(xié)同感知能力包括雷達(dá)探測(cè)能力、光電探測(cè)能力以及電子偵察能力。這是因?yàn)槟壳盁o(wú)人機(jī)協(xié)同其主要裝備的傳感器為作戰(zhàn)主要以對(duì)地攻擊為主,雷達(dá)、光電和電子偵察設(shè)備,因此主要考慮這3種傳感器的能力。協(xié)同通信能力主要是無(wú)人機(jī)之間而數(shù)據(jù)鏈能力主要包括時(shí)效性、有的數(shù)據(jù)鏈能力,效系統(tǒng)容量以及節(jié)點(diǎn)連通性3個(gè)指標(biāo)。協(xié)同策劃能力主要體現(xiàn)無(wú)人機(jī)輔助地面指揮人員決策的能力。在作戰(zhàn)中戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)瞬息萬(wàn)變,全部依靠地面指揮人員進(jìn)行決策將降低無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的效率。為了提升決策效率,需要借助無(wú)人機(jī)的輔助決策能將協(xié)同任務(wù)規(guī)劃、力。結(jié)合無(wú)人機(jī)輔助決策功能,協(xié)同控制關(guān)系以及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)決策能力作為人機(jī)協(xié)同策劃能力指標(biāo)。協(xié)同打擊能力主要體現(xiàn)無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力,考慮無(wú)人機(jī)協(xié)同對(duì)地作戰(zhàn)的任務(wù)目標(biāo),將無(wú)人機(jī)協(xié)同攻擊能力以及協(xié)同規(guī)避能力作為效能評(píng)估指標(biāo)。同時(shí)考慮到執(zhí)行任務(wù)需要無(wú)人機(jī)具有良好的機(jī)動(dòng)性能、編隊(duì)性能以及較高的生存力,將飛行性能、戰(zhàn)術(shù)編隊(duì)、飛機(jī)可用度以及生存力作為評(píng)估協(xié)同組隊(duì)的能力指標(biāo)。通過以上分析可見,本文所設(shè)計(jì)的無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估指標(biāo)能夠較Copyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            等:無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析 第1期           黃吉傳,41全面的描述無(wú)人機(jī)的裝備性能,具有較好的系統(tǒng)性和擴(kuò)展性,是一套可行有效的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系。圖2 無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系Fi.2 Evaluationindexsstemofcooerativeoerationaleffectivenessofanunmannedcombataircraftgypp3 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估模型建立3.1 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)總體效能模型根據(jù)無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同對(duì)地攻擊典型作戰(zhàn)模建立無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力的數(shù)學(xué)模式和指標(biāo)體系,型為()1式中:犈為無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力;犈GZ為協(xié)同感知能力;犈TX為協(xié)同通信能力;犈ZD為協(xié)同組隊(duì)能力;犈CH為協(xié)同策劃能力;犈DθJ為協(xié)同打擊能力;s為效能損失系數(shù);(,,…,)分別為各子系統(tǒng)效能所5ε犻犻=12占的權(quán)重。3.2 協(xié)同感知能力評(píng)估模型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)感知能力主要包括雷達(dá)探測(cè)能力、光電探測(cè)能力和電子偵察能力。單架無(wú)人機(jī)感知能力犈GZW的計(jì)算模型為()犈GZW=η犈LD+η犈GD+η犈EZ。2123式中:犈LD為雷達(dá)探測(cè)能力;犈GD為光電探測(cè)能力;3.3 協(xié)同通信能力評(píng)估模型無(wú)人機(jī)通信能力主要體現(xiàn)于數(shù)據(jù)鏈的能力。數(shù)據(jù)鏈的性能是對(duì)平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)運(yùn)用環(huán)境條件下,數(shù)據(jù)鏈發(fā)揮的戰(zhàn)術(shù)信息采集、數(shù)據(jù)處理能力的度量;或在規(guī)定的時(shí)間者是衡量數(shù)據(jù)鏈將規(guī)定的戰(zhàn)術(shù)信息,按照規(guī)定的收發(fā)規(guī)則,以規(guī)定的信息格式發(fā)送到規(guī)定的地方,并采用規(guī)定的算法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)鏈性能可以由節(jié)點(diǎn)連對(duì)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)處理的能力。有效網(wǎng)絡(luò)容量和時(shí)效指標(biāo)最終體現(xiàn)。單架無(wú)通性、人機(jī)通信能力為()犈TXW=η犈P+η犈Q+η犈C。4456式中:犈P為時(shí)效性;犈Q為有效系統(tǒng)容量;犈C為節(jié)點(diǎn)連通性;,5,分別為各分系統(tǒng)效能所占的4η6ηη權(quán)重。對(duì)于無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn),協(xié)同通信能力為多架無(wú)人機(jī)通信能力的迭加,即犿犈=(犈GZ+ε犈TX+ε犈CH+ε犈DεJ+1234(。犈ZD)1-εθs)5犈TX=通信能力。犼=1∑犈TXW,犼。()5式中:犈TX為協(xié)同通信能力;犈TXW,犼架無(wú)人機(jī)犼為第3.4 協(xié)同策劃能力評(píng)估模型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)策劃能力主要包括協(xié)同任務(wù)規(guī)劃、協(xié)同控制關(guān)系和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)決策。單架無(wú)人機(jī)策劃能力的計(jì)算模型為()犈CHW=η犈g犈k犈678c+9h+c。jηη式中:犈CHW為單架無(wú)人機(jī)策劃能力;犈gh為協(xié)同任務(wù)規(guī)劃;犈k犈c為協(xié)同控制關(guān)系;c為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)決策;j?duì)牛牛跒殡娮觽刹炷芰Γ唬保玻撤謩e為各分系統(tǒng)效ηηη能所占的權(quán)重。對(duì)于無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn),協(xié)同感知能力為多架無(wú)人即機(jī)感知能力的迭加,犿犈GZ=犼=1∑犈GZW,犼。()3式中:犈GZ為協(xié)同感知能力;犈GZW,犼為第犼架無(wú)人機(jī)感知能力;犿為無(wú)人機(jī)的數(shù)量。Copyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            420卷            西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)               第47,8,9分別為各分系統(tǒng)效能所占的權(quán)重。ηηη對(duì)于無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn),協(xié)同策劃能力為多架無(wú)人4 實(shí)例驗(yàn)證假設(shè)戰(zhàn)場(chǎng)敵方目標(biāo)位置已知,對(duì)方目標(biāo)數(shù)量較目前有2種不同載荷的無(wú)人機(jī)協(xié)同執(zhí)行對(duì)地偵多,察和打擊任務(wù)。2種無(wú)人機(jī)均為察打一體無(wú)人機(jī),且其均為同一型號(hào)無(wú)人機(jī)。A型無(wú)人機(jī)主要負(fù)責(zé)偵察并進(jìn)行輔助打擊,攜帶雷達(dá)和光電探測(cè)設(shè)備,不攜帶電子偵察設(shè)備,攜帶少量武器。B型無(wú)人機(jī)主要負(fù)責(zé)打擊并進(jìn)行輔助偵察,攜帶光電探測(cè)和電不攜帶雷達(dá)設(shè)備,攜帶大量武器。A子偵察設(shè)備,型無(wú)人機(jī)和B型無(wú)人機(jī)其他載荷均相同。根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí),2種無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力指數(shù)見表1和表2。表1 無(wú)人機(jī)能力指標(biāo)Tab.1 Caabilitindexofunmannedaerialvehiclespy能力指標(biāo)雷達(dá)探測(cè)能力光電探測(cè)能力電子偵察能力時(shí)效性有效系統(tǒng)容量節(jié)點(diǎn)連通性任務(wù)規(guī)劃控制關(guān)系動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)決策攻擊能力規(guī)避能力飛行性能飛機(jī)可用度生存力取值A型無(wú)人機(jī)0.72671.02670.00000.30000.20000.42500.53330.33000.33000.39000.20000.28070.84001.1672B型無(wú)人機(jī)0.00001.02671.36610.30000.20000.42500.53330.33000.33000.87310.20000.25740.84001.1672機(jī)策劃能力的迭加,即犿犈CH=犼=1∑犈CHW,犼。()7式中:犈CH為協(xié)同策劃能力;犈CHW,犼架無(wú)人機(jī)犼為第策劃能力。3.5 協(xié)同打擊能力評(píng)估模型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同打擊能力主要包括協(xié)同攻協(xié)同打擊能力的計(jì)算模擊能力和協(xié)同規(guī)避能力。型為犿犿/犈D犿。J=η1011犼+犼η∑犈GJW,∑犈GBW,犼=1犼=1()8式中:犈D犈GJ為協(xié)同打擊能力;JW,犼為第犼架無(wú)人機(jī)的攻擊能力;犈GBW,犼為第犼架無(wú)人機(jī)的規(guī)避能力;10和η11分別為各分系統(tǒng)效能所占的權(quán)重。η對(duì)于無(wú)人協(xié)同作戰(zhàn),協(xié)同攻擊能力為多架無(wú)人犿式()中,機(jī)攻擊能力的迭加,8犼=1∑犈GJW,犼為協(xié)同攻擊能力。協(xié)同規(guī)避能力為多架無(wú)人機(jī)規(guī)避能力的均犿值,在式()中,犈GBW,/8犿代表協(xié)同規(guī)避能力。犼∑犼=13.6 協(xié)同組隊(duì)能力評(píng)估模型無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同組隊(duì)能力主要包括飛行性能、飛機(jī)可用度和生存力。協(xié)同組隊(duì)能力犈ZD的計(jì)算模型為犈ZD=η犈FX+η犈KY+η犈SC,121314烄犿犈FX烅1=e犿()犼=1(犼=1∑犈犈XW-FXW,犼F犿),)(9A型無(wú)人機(jī)沒有攜帶電子偵察設(shè)  由表1可見,備,因此其電子偵察能力為0。同樣的,B型無(wú)人機(jī)由于沒有攜帶雷達(dá),其雷達(dá)探測(cè)能力為0。由于A型無(wú)人機(jī)攜帶少量武器,B型無(wú)人機(jī)攜帶了大量武器,因此B型無(wú)人機(jī)的攻擊能力顯著高于A型無(wú)人機(jī)。此外因?yàn)椋卜N無(wú)人機(jī)來自于同一型號(hào),所以其余能力指標(biāo)均相等。尋找多位專家對(duì)該體系指標(biāo)進(jìn)行打分,綜合多位專家信息得到無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估指標(biāo)體系的指標(biāo)權(quán)重見表2。在實(shí)際作戰(zhàn)中,使用越多的無(wú)人機(jī)編隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn)其協(xié)同作戰(zhàn)效能必然會(huì)越大,采用越多的無(wú)人機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)其成本也會(huì)越高,相應(yīng)的付出的后續(xù)維護(hù)工作等也會(huì)增多。因此,在實(shí)際作戰(zhàn)中通常會(huì)根據(jù)任務(wù)的實(shí)際情況選擇一定數(shù)量的無(wú)人機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)。犈KY=犼∑犈KYW,犿犿,。犈SC=e犼=1烆式中:犈FX為無(wú)人機(jī)協(xié)同飛行性能;犈KY為無(wú)人機(jī)協(xié)同可用度;犈犈FXW,SC為無(wú)人機(jī)協(xié)同生存力;犼為第犼架無(wú)人機(jī)的飛行性能;犈FXW為所有無(wú)人機(jī)飛行性能的平均值;犈KYW,犈SCW,犼為第犼架無(wú)人機(jī)的可用度;犼為第犼架無(wú)人機(jī)的生存力;12,13,14分別為各分系ηηη該權(quán)重系數(shù)可由專家打分后進(jìn)統(tǒng)效能所占的權(quán)重,行轉(zhuǎn)換得出。)11犈-∏(-SCW,犼)(Copyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            等:無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與分析 第1期           黃吉傳,43有多種構(gòu)型無(wú)人機(jī)時(shí),如何配置不同構(gòu)型的無(wú)人機(jī)數(shù)量使協(xié)同作戰(zhàn)效能達(dá)到最大是需要重點(diǎn)考慮的問題。因此,本文基于無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能,重點(diǎn)為實(shí)際作戰(zhàn)提供理論討論無(wú)人機(jī)的數(shù)量配置方案,支撐。表2 無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力指標(biāo)權(quán)重Tab.2 WeihtofUAVcooerativeoerationalgppcaabilitindexpy第二層能力指標(biāo)指標(biāo)協(xié)同感知能力協(xié)同通信能力協(xié)同策劃能力協(xié)同打擊能力協(xié)同組隊(duì)能力權(quán)重0.156第三層能力指標(biāo)指標(biāo)雷達(dá)探測(cè)能力光電探測(cè)能力電子偵察能力時(shí)效性0.193有效系統(tǒng)容量節(jié)點(diǎn)連通性協(xié)同任務(wù)規(guī)劃0.192協(xié)同控制關(guān)系動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)決策0.211協(xié)同攻擊能力協(xié)同規(guī)避能力飛行性能0.248飛機(jī)可用度生存力權(quán)重0.6890.1880.1230.4490.2310.3200.3670.2600.3730.6650.3350.5330.2720.195  ⑤2架A型無(wú)人機(jī)和2架B型無(wú)人機(jī)。根據(jù)表1的載荷指標(biāo),并根據(jù)表2權(quán)重計(jì)算得到5種方案配置下無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能,不同配置在此,取θ方案下的效能損耗θs由專家給出,s=[。各方案的效能指標(biāo)見0.2,0.2,0.1,0.1,0.1]表3。從表3可見,采用方案1和方案2的效能偏低,這是因?yàn)檫@2種方案只使用了同種構(gòu)型無(wú)人機(jī)。A型無(wú)人機(jī)探測(cè)能力強(qiáng),但是攻擊能力弱。B型無(wú)人機(jī)探測(cè)能力弱,但是攻擊能力強(qiáng)。如果只使其作戰(zhàn)能力會(huì)極用一種構(gòu)型無(wú)人機(jī)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),大的不均衡,從而導(dǎo)致作戰(zhàn)效能較低。方案3、方案4和方案5由于采用了不同類型的無(wú)人機(jī)配置,其作戰(zhàn)效能較高,這說明采用不同構(gòu)型無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能夠顯著提升無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的效能。同時(shí)在方案3、方案4和方案5中,方案3獲得了最大選擇1的效能。這說明在當(dāng)前所具有的無(wú)人機(jī)中,架A型無(wú)人機(jī)和3架B型無(wú)人機(jī)能夠達(dá)到最高的由于當(dāng)前想定中敵方數(shù)量較多。作戰(zhàn)效能。此外,因此,需要無(wú)人機(jī)編隊(duì)具備強(qiáng)大的打擊能力,從而能夠保證打擊目標(biāo)的效率。在當(dāng)前想定中目標(biāo)位且沒有難以探測(cè)的目標(biāo),因此,不需攜帶較置確定,多的探測(cè)設(shè)備。根據(jù)以上分析可見,方案3中采用1架A型無(wú)人機(jī)和3架B型無(wú)人機(jī)能最大程度上保證協(xié)同感知能力,同時(shí)保證武器打擊能力滿足需是一種合理的方案配置。本文提出的無(wú)人機(jī)協(xié)求,同效能評(píng)估指標(biāo)體系能有效體現(xiàn)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的各種能力,能夠?yàn)橹笓]決策人員提供合理的無(wú)人具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)方案配置,其無(wú)人機(jī)編隊(duì)配置可  假設(shè)共出動(dòng)4架無(wú)人機(jī),能有如下幾種:①4架A型無(wú)人機(jī);②4架B型無(wú)人機(jī);③1架A型無(wú)人機(jī)和3架B型無(wú)人機(jī);④3架A型無(wú)人機(jī)和1架B型無(wú)人機(jī);表3 多種無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)配置方案下的效能值Tab.3 EffectivenessvaluesofUAVcollaborativecombatinvariousconfiurationschemesg效能指標(biāo)協(xié)同感知能力協(xié)同通信能力協(xié)同策劃能力協(xié)同打擊能力協(xié)同組隊(duì)能力總效能配置方案方案12.77491.26761.61841.10441.29111.4775方案21.44421.26761.61842.38941.29111.5410方案31.77691.26761.61842.06821.97661.7101方案42.44221.26761.61841.42571.97661.6784方案52.10951.26761.61841.74691.97661.69425 結(jié)論針對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估指標(biāo)體系設(shè)計(jì)問題,基于OODA環(huán)分析了無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)各個(gè)階段的特點(diǎn),建立了一套完整的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系,基于該體系建立了無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估數(shù)學(xué)模型。仿真實(shí)例中,分析了2種攜帶不同載荷的無(wú)人機(jī)協(xié)同配置方案,采用本文所提出的無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估模型對(duì)4架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)配置方案進(jìn)行了效能評(píng)估,仿真實(shí)驗(yàn)證明了本文Copyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.

            440卷            西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)               第4,IEYudiSHENGHuaiie.WorkEfficiencvalua  XjyE]J.ShiboardElectronictionofDataLinkforUAV[p,():()Countermeasure2017,40239.inChinese[]葉廣慶,汪民樂.基于層次灰色決策理論的偵察6 劉剛,]戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù),:無(wú)人機(jī)系統(tǒng)效能評(píng)估[J.2005(2)44.,,IUGanYEGuaninWANGMinle.SstemEf  LggqgyfectivenessEvaluationofSUAVBasedonHiberarchyakinheorJ].TacticalMissileGraecision?mgTy[yD,():()2005244.inChineseTechnology]王琪.編隊(duì)協(xié)同對(duì)地攻擊總體作戰(zhàn)效能評(píng)估[7 吳靜,[]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,():J.2012,21383.,inWANGQi.OerationalEffectivenessEval  WUJgp[]uationforFormationAttackinroundTaretsJ.gGg,:2012,21(3)83.ComuterSstems&Alicationspypp()inChinese[]有人機(jī)/無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能評(píng)估研究[8D]. 陰小暉.南昌:南昌航空大學(xué),2013.INXiaohui.ResearchontheEffectivenessEvaluation  Y/forCooerativeCombatofMannedVehicleUnmannedp:D].NanchanNanchanankonAerialVehicle[ggHgg,()Universit2013.inChinesey[]王艷正,司光亞.集群式電子戰(zhàn)無(wú)人機(jī)的O9O 張陽(yáng),]火力與指揮控制,DA作戰(zhàn)環(huán)分析與建模[J.2018,43():831.,,HANGYanWANGYanzhenSIGuana.Anal  ZgggysisandModelinfOODACircleofElectronicWarygo]fareGrouJ.FireControl&CommandConpUAV[,():()trol2018,43831.inChinese提出的無(wú)人機(jī)協(xié)同效能評(píng)估指標(biāo)體系能夠有效體現(xiàn)無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的各種能力。參考文獻(xiàn):[]郭齊勝.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)效能評(píng)估[]火1J. 陳建榮,():力與指揮控制,2008,33545.,NJianronGUOQishen.EffectivenessAssess  CHEggmentofUnmannedAerialVehicleSstem[J].Firey,():2008,33545.Control&CommandControl)inChinese  (]周德云,俞吉.基于云模型的無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)效[2 潘潛,]指揮控制與仿真,():能評(píng)估[J.2012,34668.,,ANQianZHOUDeunYUJi.EffectivenessEval  PyuationofUnmannedAirVehicleCombatSstemy[]BasedonCloudModelJ.CommandControl&Sim,():()ulation2012,34668.inChinese[]董彥非,岳源.對(duì)地攻擊型無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)3 屈高敏,估[]火力與指揮控制,():J.2016,414145.,,aominDONGYanfeiYUEYuan.Oerational  QUGpEffectivenessEvaluationofGroundAttackUCAV[],:J.FireControl&CommandControl2016,41(4)()145.inChinese]董彥非,岳源,等.基于察打任務(wù)的無(wú)人機(jī)作[4 徐冠華,戰(zhàn)效能評(píng)估[]火力與指揮控制,():J.2016,41760.,,,uanhuaDONGYanfeiYUEYuanetal.The  XUG/RSmissionofUAVOerationalEffectivenessAsp,sessment[J].FireControl&CommandControl():()2016,41760.inChinese[]盛懷潔.無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈工作效能評(píng)估[]艦5J. 謝宇迪,():船電子對(duì)抗,2017,40239.(編輯、校對(duì) 張 超)檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪櫅殯櫅櫅櫅櫅殯櫅櫅櫅櫅殯簡(jiǎn) 訊該系統(tǒng)利用非接觸式三維激光測(cè)量原理實(shí)現(xiàn)義齒窩洞預(yù)備體的三維重構(gòu),在此基礎(chǔ)上手法等提提供預(yù)備體在制備過程中的反饋信息。在反饋信息的基礎(chǔ)上對(duì)臨床操作的姿勢(shì)、為口腔醫(yī)學(xué)從業(yè)者在臨床中熟練臨床操作技能提供評(píng)判依據(jù),從而提高了口腔出改進(jìn)意見,醫(yī)師操作技能的培養(yǎng)效率,降低人才培養(yǎng)成本。該系統(tǒng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的徑向拼合,有效提高了測(cè)量的精度及結(jié)果的客觀性;優(yōu)化了點(diǎn)云數(shù)據(jù)搜索算法,提高了系統(tǒng)速度;提出了基本操作技能訓(xùn)練方法。該成果填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白,具有廣闊的市場(chǎng)前景。張立新)(Copyright?博看網(wǎng) . All Rights Rerved.櫅殯義齒窩洞預(yù)備體數(shù)字化評(píng)估系統(tǒng)

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