融合多元信息的武器装备性能评估方法

doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2020.07.14

系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (7): 1527-1533.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.07.14

融合多元信息的武器装备性能评估方法

陈雷雨(), 周志杰(), 唐帅文(), 曹友()

火箭军工程大学导弹工程学院, 陕西西安 710025

收稿日期:2019-10-24 出版日期:2020-06-30 发布日期:2020-06-30
作者简介:陈雷雨(1990-),男,博士研究生,主要研究方向为证据推理、故障检测与诊断与装备试验鉴定。E-mail:chenleiyu2013@163.com|周志杰(1978-),男,教授,博士研究生导师,博士,主要研究方向为置信规则库、证据推理、动态系统建模、动态系统故障诊断。E-mail:zhouzj04@tsinghua.org.cn|唐帅文(1996-),男,博士研究生,主要研究方向为证据推理。E-mail:631845201@qq.com|曹友(1994-),男,博士研究生,主要研究方向为可解释深度置信规则库。E-mail:936756268@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(61773388);国家自然科学基金(61751304);国家自然科学基金(61833016);国家自然科学基金(61702142)

Weapon equipment performance evaluation method with multi-information fusion

Leiyu CHEN(), Zhijie ZHOU(), Shuaiwen TANG(), You CAO()

College of Missile Engineering, Rocket Force University of Engineering, Xi'an 710025, China

Received:2019-10-24 Online:2020-06-30 Published:2020-06-30
Supported by:
国家自然科学基金(61773388);国家自然科学基金(61751304);国家自然科学基金(61833016);国家自然科学基金(61702142)

摘要/Abstract

摘要：

针对武器装备结构层次复杂、评估指标多元等问题,采用一种融合多元信息的性能评估方法对武器装备性能进行评估。该方法考虑装备指标信息的可靠度和权重,构建了多层评估指标体系。基于证据推理规则将多元信息进行融合,得到装备性能评估结果,从而为解决装备性能评估问题提供决策依据。最后,对某型装备中激光惯性组合(inertial measurement unit, IMU)的性能进行评估,验证了所提方法的有效性。

关键词: 多元信息, 武器装备, 性能评估, 证据推理, 激光惯性组合

Abstract:

To solve the problem of complex levels of the weapon equipment structure and multiple evaluation indexes, a performance evaluation method by fusing multiple information is adopted to evaluate the performance of the weapon equipment. The method considers the reliability and weight of the equipment index information. A multi-level evaluation index system is constructed. The results of the equipment performance evaluation are obtained on the condition that the multiple information is fused by using the evidential reasoning (ER) rule, which are used to provide decision-making basis for solving the equipment performance evaluation problem. Finally, the method is used to evaluate the performance of the laser inertial measurement unit (IMU) belonging to a kind of weapon equipment, and the effectiveness of the proposed method is verified.

Key words: multiple information, weapon equipment, performance evaluation, evidential reasoning (ER), laser inertial measurement unit (IMU)

中图分类号:

R587.1

陈雷雨, 周志杰, 唐帅文, 曹友. 融合多元信息的武器装备性能评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(7): 1527-1533.

Leiyu CHEN, Zhijie ZHOU, Shuaiwen TANG, You CAO. Weapon equipment performance evaluation method with multi-information fusion[J]. Systems Engineering and Electronics, 2020, 42(7): 1527-1533.

图/表 10

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参考文献 18

1	王亮. 武器装备作战试验评估方法研究[J]. 装备学院学报, 2016, 27 (2): 117- 122. doi: 10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.025
	WANG L . Study on the assessment method of weapon operational test[J]. Journal of Equipment Academy, 2016, 27 (2): 117- 122. doi: 10.3783/j.issn.2095-3828.2016.02.025
2	梁家林, 熊伟. 基于作战环的武器装备体系能力评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41 (8): 1810- 1819.
	LIANG J L , XIONG W . Capabilities assessment of the weapon system based on combat ring[J]. Systems Engineering and Electronics, 2019, 41 (8): 1810- 1819.
3	张迪, 郭齐胜, 李智国, 等. 基于型号性能指标的武器装备体系作战能力评估方法[J]. 火力与指挥控制, 2015, 40 (5): 12- 16. doi: 10.3969/j.issn.1002-0640.2015.05.004
	ZHANG D , GUO Q S , LI Z G , et al. Evaluation method for weapon equipment system of operation capability based on performance index of type[J]. Fire Control & Command Control, 2015, 40 (5): 12- 20. doi: 10.3969/j.issn.1002-0640.2015.05.004
4	王易南, 陈康, 闫杰. 三捷联惯组冗余系统故障检测阈值设计方法[J]. 固体火箭技术, 2014, 4, 458- 462.
	WANG Y N , CHEN K , YAN J . Dynamic threshold design for fault detection of the redundant strap-down inertial navigation system[J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2014, 4, 458- 462.
5	贾惟, 赵福佳, 王伟. 基于数学模型的航空发动机控制系统安全性评估方法[J]. 科学技术与工程, 2018, 18 (31): 91- 98. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2018.31.014
	JIA W , ZHAO F J , WANG W . Safety evaluation method of aeroengine control system based on mathematical model[J]. Science Technology and Engineering, 2018, 18 (31): 91- 98. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2018.31.014
6	张邦成, 步倩影, 周志杰, 等. 基于置信规则库专家系统的司控器开关量健康状态评估[J]. 控制与决策, 2019, 34 (4): 805- 810.
	ZHANG B C , BU Q Y , ZHOU Z J , et al. A state estimation method for driver controller's micro-switch based on belief rule base[J]. Control and Decision, 2019, 34 (4): 805- 810.
7	潘泉. 多源信息融合理论及应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2013.
	PAN Q . Multi-source information fusion theory and its application[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2013.
8	陈英武, 高妍方. 贝叶斯网络扩展研究综述[J]. 控制与决策, 2008, 23 (10): 1081- 1086. doi: 10.3321/j.issn:1001-0920.2008.10.001
	CHEN Y W , GAO Y F . Survey of extended Bayesian networks[J]. Control and Decision, 2008, 23 (10): 1081- 1086. doi: 10.3321/j.issn:1001-0920.2008.10.001
9	韩德强, 杨艺, 韩崇昭. DS证据理论研究进展及相关问题探讨[J]. 控制与决策, 2014, 29 (1): 1- 11.
	HAN D Q , YANG Y , HAN C Z . Advances in DS evidence theory and related discussions[J]. Control and Decision, 2014, 29 (1): 1- 11.
10	YANG J B , WANG Y M , XU D L , et al. The evidential reasoning approach for MADA under both probabilistic and fuzzy uncertainties[J]. European Journal of Operational Research, 2006, 171 (1): 309- 343. doi: 10.1016/j.ejor.2004.09.017
11	YANG J B , XU D L . Evidential reasoning rule for evidence combination[J]. Artificial Intelligence, 2013, 205, 1- 29. doi: 10.1016/j.artint.2013.09.003
12	XU D L , YANG J B , WANG Y M . The evidential reasoning approach for multi-attribute decision analysis under interval uncertainties[J]. European Journal of Operational Research, 2006, 174 (3): 1914- 1943. doi: 10.1016/j.ejor.2005.02.064
13	VALIS D . Contribution to reliability and safety assessment of systems[J]. Safety & Reliability, 2016, 27 (3): 23- 35.
14	YANG J B , LIU J , WANG J , et al. Belief rule-base inference methodology using the evidential reasoning approach-RIMER[J]. IEEE Trans.on Systems Man and Cybernetics-Part A Systems and Humans, 2006, 36 (2): 266- 285. doi: 10.1109/TSMCA.2005.851270
15	YANG J B , SINGH M G . An evidential reasoning approach for multiple attribute decision making with uncertainty[J]. IEEE Trans.on Systems, Man and Cybernetics, 1994, 24 (1): 1- 18.
16	CHANG L L , ZHOU Z J , YOU Y , et al. Belief rule based expert system for classification problems with new rule activation and weight calculation procedures[J]. Information Science, 2016, 336
17	HU C H , SI X S , YANG J B . System reliability prediction model based on evidential reasoning algorithm with nonlinear optimization[J]. Expert Systems with Applications, 2010, 37 (3): 2550- 2562. doi: 10.1016/j.eswa.2009.08.024
18	HE W , LIU L C , YANG J P . Reliability analysis of stiffened tank-roof stability with multiple random variables using minimum distance and Lagrange methods[J]. Engineering Failure Analysis, 2013, 32, 304- 311. doi: 10.1016/j.engfailanal.2013.04.002

设备	指标	可靠度	权重
加速度计	X累计脉冲s_{1, 1}	0.633 0	0.326 1
	Y累计脉冲s_{1, 2}	0.665 4	0.284 4
	Z累计脉冲s_{1, 3}	0.668 2	0.389 5
陀螺仪	X累计脉冲s_{2, 1}	0.728 2	0.315 5
	Y累计脉冲s_{2, 2}	0.714 4	0.270 8
	Z累计脉冲s_{2, 3}	0.722 5	0.413 7

设备	指标	参考等级	参考值
加速度计	X累计脉冲s_{1, 1}	(良好,一般,较差)	(2.035×10⁶, 1.97×10⁶, 1.871×10⁶)
	Y累计脉冲s_{1, 2}	(良好,一般,较差)	(1 712, 1 624, 1 408)
	Z累计脉冲s_{1, 3}	(良好,一般,较差)	(-436, -734, -952)
陀螺仪	X累计脉冲s_{2, 1}	(良好,一般,较差)	(2 768, 573, 2 359)
	Y累计脉冲s_{2, 2}	(良好,一般,较差)	(1 141, 928, 752)
	Z累计脉冲s_{2, 3}	(良好,一般,较差)	(2 962, 2 757, 2 624)

参考值	参考等级
参考值	好	中	差
取值/m	5	50	200

[1]	赵长啸, 李二帅, 何锋, 王鹏. TSN时间敏感流量带宽分配与优化[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(6): 2027-2034.
[2]	罗弋洋, 赵青松, 李华超, 李勇, 孙建彬. 武器装备运用知识框架及建模方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(3): 841-849.
[3]	钱立炜, 徐向前, 豆亚杰, 谭跃进. 基于RIMER方法的体系能力需求推荐方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(12): 3719-3727.
[4]	陈启宏, 赵青松, 邱薇, 陈甲. 基于动态博弈的武器装备体系发展规划论证方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(10): 3124-3133.
[5]	陈志伟, 王靖, 谷长超, 章健淳, 钟季龙. 考虑动态重构的装备体系可用性及弹性分析[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(8): 2347-2354.
[6]	白静, 陈业华, 石蕊, 张亚明. 基于概率语言赋权交叉熵信度分配的应急决策[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(2): 476-486.
[7]	张玉廷, 肖淼, 张亮, 周怀安, 吕争. 基于近场扫描的移动通信卫星EMC性能评估[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(9): 1897-1902.
[8]	马钧文, 张安, 高飞, 毕文豪. 基于置信规则推理的武器装备体系贡献度评估[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(7): 1519-1526.
[9]	李岩, 陈云翔, 罗承昆, 蔡忠义. 基于概率犹豫-直觉模糊熵和证据推理的多属性决策方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(5): 1116-1123.
[10]	潘党飞, 刘文学, 葛建, 袁洪, 袁超. GNSS接收机射频前端电路相位噪声评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(3): 536-543.
[11]	李岩, 陈云翔, 罗承昆, 蔡忠义. 基于FA-ER的装备保障资源供给能力评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(3): 630-637.
[12]	刘鹏, 赵丹玲, 谭跃进, 杨克巍, 豆亚杰. 面向多任务的武器装备体系贡献度评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41(8): 1763-1770.
[13]	陈文英, 张兵志, 杨克巍. 支撑新型装备系统需求论证的体系贡献度评估[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41(8): 1795-1801.
[14]	林木, 李小波, 王彦锋, 朱一凡. 基于QFD和组合赋权TOPSIS的体系贡献率能效评估[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41(8): 1802-1809.
[15]	梁家林, 熊伟. 基于作战环的武器装备体系能力评估方法[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41(8): 1810-1819.

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Weapon equipment performance evaluation method with multi-information fusion

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