海洋環(huán)境下武器作戰(zhàn)效能評(píng)估模型的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國(guó)正面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的國(guó)際及周邊環(huán)境，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的地區(qū)沖突和挑釁，我國(guó)正積極進(jìn)行軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)，尤其是海軍的發(fā)展最為顯著。海軍作戰(zhàn)環(huán)境為浩瀚的海洋，海洋環(huán)境復(fù)雜多變，對(duì)武器的作戰(zhàn)效能會(huì)產(chǎn)生較大影響，使得海軍武器效能的評(píng)估難度較大。所以，建立客觀高效的武器作戰(zhàn)效能評(píng)估模型，具有重要而實(shí)用的研究?jī)r(jià)值。
　　目前，武器效能評(píng)估方法的理論框架并不完善，主要有專(zhuān)家評(píng)估法、試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、層次分析法和解析評(píng)估法。專(zhuān)家評(píng)估法受主觀因素影

2、響較大;資金消耗大和試驗(yàn)周期長(zhǎng)限制了試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法的使用范圍;層次分析法定性成分過(guò)多，結(jié)果不能令人信服;解析評(píng)估法一般為線性模型。而針對(duì)本文海洋環(huán)境下武器作戰(zhàn)效能的復(fù)雜非線性評(píng)估問(wèn)題，上述方法均不能給出滿意的效果。
　　支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在武器作戰(zhàn)效能評(píng)估問(wèn)題上都具有好的表現(xiàn)。支持向量機(jī)在處理小樣本時(shí)具有優(yōu)勢(shì)，但在處理大樣本時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有更好的性能。初期樣本數(shù)據(jù)相對(duì)較少，適宜采用支持向量機(jī)建立評(píng)估模型，但是隨著武器試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷增加

3、，將會(huì)有越來(lái)越多的樣本數(shù)據(jù)，這樣建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的武器效能評(píng)估模型同樣具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文將前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用到海洋環(huán)境下武器作戰(zhàn)效能的評(píng)估問(wèn)題中，以影響武器效能的海洋環(huán)境要素為輸入，以武器作戰(zhàn)效能為輸出，基于標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別建立武器效能評(píng)估模型。針對(duì)BP算法在模型訓(xùn)練中速度慢的缺點(diǎn)，給出一種其改進(jìn)算法RPROP(Resilient Backpropagation)算法，并基于該算法建立評(píng)估模型。針對(duì)BP神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易陷入局部極小值問(wèn)題，使用具有較好全局尋優(yōu)能力的GA算法對(duì)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，建立起基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的武器效能評(píng)估模型，并與基于標(biāo)準(zhǔn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的武器效能評(píng)估模型進(jìn)行對(duì)比和分析。另外，針對(duì)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模過(guò)程中隱含層神經(jīng)元數(shù)目及基函數(shù)中心難以客觀確定的問(wèn)題和各海洋環(huán)境要素重要性可能不同的問(wèn)題，提出一種基于樣本統(tǒng)計(jì)信息的聚類(lèi)算法，基于該算法建立改進(jìn)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型。改進(jìn)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型采用基于樣本相似度的聚類(lèi)

5、算法，以加權(quán)歐氏距離為樣本相似性度量方法，通過(guò)對(duì)樣本進(jìn)行聚類(lèi)處理確定RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層參數(shù)，進(jìn)而建立武器效能評(píng)估模型。對(duì)于每一種評(píng)估模型，使用相同實(shí)例驗(yàn)證模型的可行性，并對(duì)各模型之間的性能進(jìn)行比較并分析原因。對(duì)評(píng)估模型的軟件實(shí)現(xiàn)中需要使用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、聚類(lèi)算法和矩陣操作，分別設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、遺傳算法工具箱、聚類(lèi)算法工具箱和矩陣操作類(lèi)。
　　在對(duì)上述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的武器效能評(píng)估模型理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)評(píng)估模型建立過(guò)