徐秋坪, 周潔靜, 季 海, 耿 明, 樂(lè)園園

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所, 江蘇 南京 210007)

0 引 言

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息數(shù)據(jù)量日益增大,從積累的大量態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)中分析挖掘其潛在價(jià)值,歸納目標(biāo)典型活動(dòng)規(guī)律,提取敵典型作戰(zhàn)運(yùn)用知識(shí),為實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)分析研判、作戰(zhàn)指揮決策提供有力支撐,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)研究課題[1-3]?；诜e累的海量目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù),可分析挖掘出空襲重點(diǎn)目標(biāo)[4],可對(duì)目標(biāo)歷史活動(dòng)航跡特征進(jìn)行聚類分析,挖掘出目標(biāo)典型活動(dòng)規(guī)律[5-6]以輔助支撐軌跡預(yù)測(cè)[7-8],但是對(duì)于深層次的目標(biāo)間協(xié)同作戰(zhàn)編隊(duì)知識(shí)的分析挖掘研究相對(duì)較少。因此,有必要開展從海量歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)里分析敵目標(biāo)間關(guān)聯(lián)關(guān)系并挖掘出目標(biāo)編隊(duì)的算法模型研究。

針對(duì)從歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)中自動(dòng)分析挖掘空中目標(biāo)編隊(duì)知識(shí)問(wèn)題,目前國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)很少,大多側(cè)重于實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)下編隊(duì)目標(biāo)識(shí)別判性、編隊(duì)威脅評(píng)估以及編隊(duì)隊(duì)形識(shí)別等方面研究。文獻(xiàn)[9-14]針對(duì)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)下編隊(duì)目標(biāo)屬性、類型等基本信息識(shí)別,以及與編隊(duì)目標(biāo)頻繁起批相關(guān)問(wèn)題開展了研究,并提出了相應(yīng)解決算法模型。文獻(xiàn)[15-23]針對(duì)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)編隊(duì)威脅分析評(píng)估方面做了相關(guān)研究工作,運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)知識(shí)從不同維度構(gòu)建了編隊(duì)目標(biāo)威脅綜合評(píng)價(jià)模型,分析實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)威脅態(tài)勢(shì)。文獻(xiàn)[24-28]針對(duì)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)下艦艇編隊(duì)隊(duì)形識(shí)別問(wèn)題,從模板匹配、圖形處理等不同層面提出了不同的編隊(duì)隊(duì)形識(shí)別模型。上述研究主要是針對(duì)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)下進(jìn)行目標(biāo)編隊(duì)分析的,考慮日常記錄的目標(biāo)歷史活動(dòng)信息為非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并且是無(wú)規(guī)則的離散數(shù)據(jù)集,存在活動(dòng)時(shí)間跨度大、活動(dòng)區(qū)域分布廣等特征,如何快速?gòu)暮Ａ繗v史活動(dòng)數(shù)據(jù)中自動(dòng)分析出目標(biāo)之間的編隊(duì)信息是文本研究的重點(diǎn)工作。

本文綜合考慮掌握的目標(biāo)歷史活動(dòng)信息有限、活動(dòng)航跡分布廣及離散性特征,分析基于非實(shí)時(shí)歷史活動(dòng)航跡數(shù)據(jù)的目標(biāo)間關(guān)聯(lián)特征,構(gòu)建兩兩目標(biāo)關(guān)聯(lián)識(shí)別以及多目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)提取模型,提出了一種簡(jiǎn)單、易于工程實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)識(shí)別算法,可為敵目標(biāo)作戰(zhàn)編隊(duì)規(guī)律知識(shí)和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法知識(shí)挖掘、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)事后分析以及實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)編隊(duì)?wèi)B(tài)勢(shì)識(shí)別等方面的實(shí)際工程應(yīng)用提供一定的技術(shù)支撐,具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。

1 問(wèn)題描述

本文提出的目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘算法運(yùn)用數(shù)據(jù)為每日積累的敵空中目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)。考慮目標(biāo)掌握信息有限,該數(shù)據(jù)主要包含兩類信息:①基本信息,由標(biāo)識(shí)、國(guó)家地區(qū)、名稱、任務(wù)、發(fā)現(xiàn)時(shí)間、消失時(shí)間、活動(dòng)陣位等要素組成;②離散航跡點(diǎn)信息,由時(shí)間、位置、速度等要素組成。

目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)為活動(dòng)時(shí)間跨度大、活動(dòng)區(qū)域分布廣的離散數(shù)據(jù),如何從這些無(wú)規(guī)則離散數(shù)據(jù)中分析出深層次的目標(biāo)間關(guān)聯(lián)關(guān)系并自動(dòng)挖掘出空中目標(biāo)編隊(duì)信息是本文需要解決的問(wèn)題。本文綜合考慮目標(biāo)掌握信息有限、活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)區(qū)域的分散性以及單目標(biāo)活動(dòng)航跡的離散性,從歷史活動(dòng)信息中提取目標(biāo)間關(guān)聯(lián)特征,構(gòu)建兩兩目標(biāo)關(guān)聯(lián)識(shí)別以及目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)提取模型,提出一種簡(jiǎn)單、易于工程實(shí)現(xiàn)的基于歷史活動(dòng)信息的空中目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘算法。

2 目標(biāo)編隊(duì)分析挖掘

為解決上述問(wèn)題,首先需要從積累的目標(biāo)歷史活動(dòng)信息中分析目標(biāo)間的關(guān)聯(lián)特征?；谏鲜瞿繕?biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)集,存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的兩目標(biāo)具有如下特點(diǎn):兩目標(biāo)飛行時(shí)間上具有一定的重合度,在重合時(shí)段內(nèi)二者空間距離上需要具有一定的關(guān)聯(lián)度。因此,可從時(shí)間和空間兩個(gè)維度描述目標(biāo)關(guān)聯(lián)特征,并基于此特征構(gòu)建關(guān)聯(lián)評(píng)判模型。

(1) 時(shí)間維度:考慮目標(biāo)從出現(xiàn)到消失的整個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)是否與其他目標(biāo)存在時(shí)間交集,即時(shí)間重合度。如果兩目標(biāo)出現(xiàn)和消失的時(shí)間交集小于設(shè)定閾值,則考慮二者不滿足時(shí)間維度要求。

(2) 空間維度:目標(biāo)空間位置信息是飛行時(shí)間、速度、航向等特征的綜合效果;為避免特征冗余,忽略高度因素對(duì)目標(biāo)關(guān)聯(lián)性判別的影響,則可采用不同時(shí)刻的位置信息Hi(t,x,y)作為空間維度特征的描述。

空中目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘算法處理流程如圖1所示。首先,對(duì)無(wú)規(guī)則的目標(biāo)歷史活動(dòng)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,通過(guò)飛行時(shí)長(zhǎng)、航跡點(diǎn)數(shù)量、獨(dú)立飛行區(qū)域、獨(dú)立飛行時(shí)間等多個(gè)維度進(jìn)行分析過(guò)濾,并將各目標(biāo)航跡按照出動(dòng)時(shí)序排序。接著,基于時(shí)序出動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)集,提取目標(biāo)間的關(guān)聯(lián)特征,分析時(shí)間重合度、航跡關(guān)聯(lián)度并計(jì)算目標(biāo)間綜合關(guān)聯(lián)度,進(jìn)而構(gòu)建目標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣。然后,從目標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣中分割出若干關(guān)聯(lián)目標(biāo)群,針對(duì)每一個(gè)目標(biāo)群中目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性,運(yùn)用Prim算法思想構(gòu)建目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)提取模型,挖掘生成目標(biāo)編隊(duì)。最后,利用目標(biāo)基本信息特征構(gòu)建映射關(guān)系進(jìn)行匹配關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)間關(guān)聯(lián)關(guān)系識(shí)別和編隊(duì)類型研判。

圖1 空中目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘模型Fig.1 Automatic analysis and mining model of air target formation

模型具體設(shè)計(jì)過(guò)程描述如下。

步驟 1目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)處理

考慮目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)集的無(wú)規(guī)則性,不同目標(biāo)飛行時(shí)長(zhǎng)不同并且分散在較廣的區(qū)域范圍,為便于設(shè)計(jì)和減少計(jì)算量,可利用目標(biāo)的基本信息對(duì)數(shù)據(jù)集D進(jìn)行預(yù)處理。

步驟 1.1飛行時(shí)長(zhǎng)過(guò)濾

利用單目標(biāo)基本信息中的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,進(jìn)行飛行時(shí)長(zhǎng)過(guò)濾,可保證所有待分析目標(biāo)的掌握時(shí)長(zhǎng)均不小于設(shè)定的時(shí)間重合度最小閾值。具體過(guò)濾條件如下：

(1)

步驟 1.2航跡點(diǎn)數(shù)量過(guò)濾

利用單目標(biāo)基本信息中的航跡點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行過(guò)濾,可保證待分析的目標(biāo)具有一定的航跡點(diǎn)數(shù)量,同時(shí)可剔除在滿足飛行時(shí)長(zhǎng)條件下航跡點(diǎn)很少的異常情況。具體過(guò)濾條件如下：

n≥n*

(2)

式中：n*為設(shè)定的航跡點(diǎn)過(guò)濾閾值。

步驟 1.3獨(dú)立飛行時(shí)段過(guò)濾

利用目標(biāo)基本信息中的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,進(jìn)行獨(dú)立飛行時(shí)段過(guò)濾;用Δt表征第i個(gè)目標(biāo)與第j個(gè)目標(biāo)的時(shí)間獨(dú)立特征,則

Δt=min(tf(Ti)-t0(Tj),tf(Tj)-t0(Ti))

(3)

如果Δt≤0,則說(shuō)明第i個(gè)目標(biāo)與第j個(gè)目標(biāo)飛行時(shí)間獨(dú)立。如果第i個(gè)目標(biāo)與其他所有目標(biāo)均時(shí)間獨(dú)立,則說(shuō)明第i個(gè)目標(biāo)為獨(dú)立飛行時(shí)段的目標(biāo),需要過(guò)濾掉該目標(biāo)。

步驟 1.4獨(dú)立飛行區(qū)域過(guò)濾

利用目標(biāo)基本信息中的活動(dòng)陣位數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域過(guò)濾,剔除掉除自身外與其他所有目標(biāo)均無(wú)活動(dòng)陣位交集的目標(biāo)。

區(qū)域分布情況如圖2所示,圖中列出了第j個(gè)目標(biāo)相對(duì)于第i個(gè)目標(biāo)的5種可能活動(dòng)陣位分布,Tj|3～Tj|5分別描述了兩目標(biāo)橫向和縱向均無(wú)重合、縱向有重合而橫向無(wú)重合、以及橫向有重合而縱向無(wú)重合的分布情況,其中d*為設(shè)定的區(qū)域過(guò)濾閾值。活動(dòng)陣位關(guān)聯(lián)判別條件可描述為

(4)

如果滿足式(4)中任意一個(gè)條件，則可說(shuō)明該目標(biāo)為獨(dú)立飛行區(qū)域的目標(biāo)。

圖2 區(qū)域分布情況Fig.2 Regional distribution

步驟2兩目標(biāo)關(guān)聯(lián)研判

圖3 時(shí)間重合匹配順序Fig.3 Time coincidence matching sequence

步驟2.1時(shí)間重合度判別準(zhǔn)則

按照時(shí)序排列的目標(biāo)數(shù)據(jù)集中存在的時(shí)間重合情況分布，如圖4所示。

圖4 時(shí)間重合情況Fig.4 Time coincidence distribution

記當(dāng)前檢測(cè)目標(biāo)Ti的發(fā)現(xiàn)和結(jié)束時(shí)間分別為t10和t1f;待檢測(cè)目標(biāo)Ti+1的發(fā)現(xiàn)和結(jié)束分別為t20和t2f,且t10≥t20。計(jì)算目標(biāo)Ti和目標(biāo)Ti+1的重合時(shí)長(zhǎng):

t12=min((t1f-t20),(t2f-t20))

(5)

步驟2.2航跡關(guān)聯(lián)度判別準(zhǔn)則

考慮記錄航跡點(diǎn)時(shí)間不一致問(wèn)題,首先需要利用離散航跡點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特征對(duì)兩目標(biāo)進(jìn)行首位航跡點(diǎn)時(shí)刻對(duì)準(zhǔn),重合時(shí)間段內(nèi)航跡點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)情況如圖5所示。圖5中，A表征當(dāng)前目標(biāo)時(shí)序航跡點(diǎn)序列，B1和B2分別為與之進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析的目標(biāo)時(shí)序航跡點(diǎn)序列。然后,在重合段航跡內(nèi)互相插入虛擬航跡點(diǎn),根據(jù)兩航跡的時(shí)間、位置坐標(biāo)、速度等信息,預(yù)測(cè)虛擬航跡點(diǎn)位置,實(shí)現(xiàn)這兩條待檢測(cè)航跡之間時(shí)間重合部分的航跡點(diǎn)(含虛擬航跡點(diǎn))按時(shí)序一一對(duì)準(zhǔn)。

圖5 時(shí)間重合段航跡點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)情況Fig.5 Alignment of track points in time coincident segment

采用線性插值方法計(jì)算虛擬航跡點(diǎn)位置,設(shè)虛擬時(shí)間間隔參數(shù)為Δty,假設(shè)時(shí)序?qū)?zhǔn)序列中某一時(shí)刻ti位于tp和tq之間,tp時(shí)刻航跡點(diǎn)信息為(xp,yp,vp),tq時(shí)刻航跡點(diǎn)信息為(xq,yq,vq),則預(yù)測(cè)虛擬點(diǎn)ti時(shí)刻位置信息為

(6)

記Nij為時(shí)序?qū)?zhǔn)的兩目標(biāo)航跡點(diǎn)數(shù)量。在得到時(shí)序?qū)?zhǔn)的兩目標(biāo)重合時(shí)段航跡之后,計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)刻航跡點(diǎn)距離并判別計(jì)算航跡點(diǎn)匹配分值。兩目標(biāo)航跡對(duì)應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)距離Li可采用歐氏距離計(jì)算。

(7)

當(dāng)η≥ηN時(shí),則說(shuō)明兩目標(biāo)滿足航跡關(guān)聯(lián)度要求,其中ηN為設(shè)定的航跡關(guān)聯(lián)點(diǎn)數(shù)量閾值。

步驟2.3綜合關(guān)聯(lián)度計(jì)算

當(dāng)不滿足時(shí)間重合度要求時(shí),或者滿足時(shí)間重合度要求而不滿足航跡關(guān)聯(lián)度要求時(shí),兩目標(biāo)間綜合關(guān)聯(lián)度值為0。

當(dāng)滿足時(shí)間重合度要求和航跡關(guān)聯(lián)度要求時(shí),從圖5中可以看出,記兩目標(biāo)的最短飛行時(shí)長(zhǎng)為tijmin,則

tijmin=min((t0f-t0),(t2f-t20))

(8)

以評(píng)分的方式計(jì)算時(shí)間重合度關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)Pt。記Ptmin和Ptmax為滿足時(shí)間重合度要求下的時(shí)間關(guān)聯(lián)最小和最大分值,當(dāng)任意目標(biāo)飛行時(shí)間完全重合，則Pt=Ptmax,當(dāng)僅滿足時(shí)間重合閾值時(shí)，Pt=Ptmin,當(dāng)重合時(shí)間位于二者之間的情況時(shí),按照時(shí)間重合比重計(jì)算分值。因此,時(shí)間重合度關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)Pt可表征為

(9)

(10)

進(jìn)一步,航跡關(guān)聯(lián)度得分Ps可表示為

(11)

兩目標(biāo)間綜合關(guān)聯(lián)度Pij可計(jì)算為

Pij=Pt+Ps

(12)

記兩目標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度閾值為P*,則矩陣λ中實(shí)際記錄的兩目標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度可表示為

(13)

步驟3目標(biāo)編隊(duì)挖掘

圖6 編隊(duì)自動(dòng)提取模型處理流程Fig.6 Processing flow of formation automatic extraction model

步驟4編隊(duì)特征分析

考慮掌握的歷史活動(dòng)信息有限,本文主要對(duì)提取的目標(biāo)編隊(duì)中目標(biāo)間關(guān)系特征和編隊(duì)類型特征進(jìn)行識(shí)別分析。利用戰(zhàn)勤值班人員積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)構(gòu)建編隊(duì)特征識(shí)別映射關(guān)系,通過(guò)對(duì)編隊(duì)目標(biāo)的基本信息匹配關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)間關(guān)系識(shí)別和編隊(duì)類型研判。

步驟4.1編隊(duì)類型研判

定義編隊(duì)類型主要包括:戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)、轟炸機(jī)編隊(duì)、預(yù)警機(jī)編隊(duì)、偵察機(jī)編隊(duì)、干擾機(jī)編隊(duì)、殲擊機(jī)編隊(duì)、直升機(jī)編隊(duì)、復(fù)合編隊(duì)、其他編隊(duì)。本文主要針對(duì)這些編隊(duì)類型進(jìn)行分析研判。

研判具體思路為:首先,根據(jù)戰(zhàn)勤值班人員積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),構(gòu)建目標(biāo)名稱與所屬型號(hào)類型的映射關(guān)系模型以及所屬型號(hào)類型與編隊(duì)類型的映射關(guān)系模型;然后,以編隊(duì)中k個(gè)目標(biāo)的基本信息中名稱特征為輸入數(shù)據(jù)G={S1 m,S2m,…,Skm},根據(jù)映射關(guān)系判別各目標(biāo)所屬的型號(hào)類型,并統(tǒng)計(jì)型號(hào)類型J={J1,J2,…,Jl},1≤l≤k;進(jìn)一步,根據(jù)編隊(duì)類型映射關(guān)系,判別各型號(hào)類型對(duì)應(yīng)的編隊(duì)類型B={B1,B2,…,Bl},1≤l≤k,如果編隊(duì)類型數(shù)量大于1則輸出編隊(duì)類型為復(fù)合編隊(duì);否則輸出為映射的編隊(duì)類型。具體的編隊(duì)類型研判模型處理流程如圖7所示。

圖7 編隊(duì)類型研判模型處理流程Fig.7 Processing flow of formation type judgment model

步驟4.2目標(biāo)間關(guān)系識(shí)別

定義目標(biāo)間關(guān)系類型主要包括:協(xié)同關(guān)系、指控關(guān)系、信息支援關(guān)系、空中加油關(guān)系。本文主要針對(duì)這些關(guān)系類型進(jìn)行識(shí)別。

識(shí)別具體思路為:首先,根據(jù)戰(zhàn)勤值班人員積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),結(jié)合目標(biāo)名稱與所屬型號(hào)類型的映射關(guān)系模型,建立目標(biāo)間關(guān)系識(shí)別規(guī)則庫(kù)。例如:當(dāng)兩目標(biāo)屬于同一型號(hào)類型時(shí),則識(shí)別為協(xié)同關(guān)系,當(dāng)兩目標(biāo)中存在加油機(jī)時(shí),則識(shí)別為加油機(jī),當(dāng)兩目標(biāo)中存在偵察機(jī)且另一目標(biāo)不屬于加油機(jī)時(shí),則識(shí)別為信息支援關(guān)系,當(dāng)兩目標(biāo)中存在預(yù)警機(jī)且另一目標(biāo)不屬于偵察機(jī)和加油機(jī)時(shí),則識(shí)別為指控關(guān)系。然后,以兩關(guān)聯(lián)目標(biāo)的基本信息中名稱特征為輸入數(shù)據(jù){Sim,Sjm},根據(jù)目標(biāo)名稱與所屬型號(hào)類型的映射關(guān)系模型,判別兩目標(biāo)分別所屬的型號(hào)類型。進(jìn)一步,根據(jù)構(gòu)建的型號(hào)類型與目標(biāo)間關(guān)系映射知識(shí)準(zhǔn)則,自動(dòng)識(shí)別兩目標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系類型，具體的識(shí)別模型處理流程如圖8所示。

圖8 目標(biāo)間關(guān)系識(shí)別模型處理流程Fig.8 Processing flow of target relationship recognition model

上述構(gòu)建的目標(biāo)關(guān)系和編隊(duì)類型等編隊(duì)特征自動(dòng)識(shí)別模型,可視為已經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。因目前掌握的歷史活動(dòng)信息要素以及積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)有限,若能提供更多的信息要素,則可對(duì)上述編隊(duì)類型模型和目標(biāo)關(guān)系識(shí)別模型進(jìn)行擴(kuò)展,或者運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模型訓(xùn)練學(xué)習(xí),識(shí)別更多的編隊(duì)類型或關(guān)系,甚至構(gòu)建更深層次的編隊(duì)任務(wù)特征識(shí)別模型,豐富目標(biāo)編隊(duì)識(shí)別信息。

3 仿真分析

本節(jié)通過(guò)若干案例來(lái)分析驗(yàn)證所提出的空中目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘算法的可行性和有效性。在C++環(huán)境下進(jìn)行仿真驗(yàn)證,每日積累的歷史活動(dòng)信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中約幾百條,模型參數(shù)設(shè)置如表1所示。仿真中涉及距離計(jì)算時(shí)需將經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成投影坐標(biāo)系[29]。

表1 模型參數(shù)

以某一日記錄的目標(biāo)歷史活動(dòng)數(shù)據(jù)為例,自動(dòng)分析挖掘出3個(gè)目標(biāo)編隊(duì),分別為:①地區(qū)1的1架F-16和1架IDF組成的戰(zhàn)斗編隊(duì)1;②地區(qū)2的1架E-2C、1架EP-3和1架F-15組成的復(fù)合編隊(duì)2;③地區(qū)3的1架RC-135與1架KC-135組成的復(fù)合編隊(duì)3,詳細(xì)結(jié)果如表2所示。

表2 目標(biāo)編隊(duì)挖掘結(jié)果

編隊(duì)1中目標(biāo)間關(guān)聯(lián)關(guān)系以及綜合關(guān)聯(lián)度如表3所示,相應(yīng)的歷史活動(dòng)航跡如圖9所示?？梢钥闯?F-16飛行一段時(shí)間之后發(fā)現(xiàn)IDF,然后組成協(xié)同關(guān)系一起飛行,二者飛行軌跡相似度很高,其綜合關(guān)聯(lián)度評(píng)分相對(duì)較高,并且二者都屬于戰(zhàn)斗機(jī)類型,故自動(dòng)研判為戰(zhàn)斗編隊(duì)。

表3 編隊(duì)1的目標(biāo)關(guān)系及綜合關(guān)聯(lián)度

圖9 編隊(duì)1目標(biāo)歷史運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)航跡Fig.9 Target historical motion association trajectories of formation 1

編隊(duì)2中目標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及綜合關(guān)聯(lián)度如表4所示,相應(yīng)的歷史活動(dòng)航跡如圖10所示。可以看出,E-2C、F-15和EP-3相繼出現(xiàn),該編隊(duì)中存在預(yù)警機(jī)、偵察機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)等多種類型飛機(jī),自動(dòng)研判為復(fù)合編隊(duì)。根據(jù)目標(biāo)間關(guān)系識(shí)別規(guī)則,E-2C分別與F-15組成指控關(guān)系,與EP-3組成信息支援關(guān)系。

表4 編隊(duì)2的目標(biāo)關(guān)系及綜合關(guān)聯(lián)度

圖10 編隊(duì)2目標(biāo)歷史運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)航跡Fig.10 Target historical motion association trajectories of formation 2

編隊(duì)3中目標(biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及綜合關(guān)聯(lián)度如表5所示,相應(yīng)的歷史活動(dòng)航跡如圖11所示?？梢钥闯?編隊(duì)3中存在加油機(jī),KC-135與RC-135組成空中加油關(guān)系;在運(yùn)動(dòng)航跡的中間段,加油機(jī)KC-135與偵察機(jī)RC-135航跡相似度很高,考慮到二者屬于的不同飛機(jī)類型,故自動(dòng)研判為復(fù)合編隊(duì)。

表5 編隊(duì)3的目標(biāo)關(guān)系及綜合關(guān)聯(lián)度

圖11 編隊(duì)3目標(biāo)歷史運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)航跡Fig.11 Target historical motion association trajectories of formation 3

4 結(jié) 論

本文提出的空中目標(biāo)編隊(duì)自動(dòng)分析挖掘算法能夠快速、有效地從無(wú)規(guī)則的目標(biāo)歷史活動(dòng)信息中挖掘出深層次的目標(biāo)編隊(duì),并能夠?qū)δ繕?biāo)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及編隊(duì)類型等編隊(duì)特征進(jìn)行有效識(shí)別。該方法簡(jiǎn)單可行,易于工程實(shí)現(xiàn),能夠?yàn)楹Ａ磕繕?biāo)關(guān)聯(lián)規(guī)律知識(shí)挖掘、敵典型戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法分析、實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)大規(guī)模作戰(zhàn)編隊(duì)識(shí)別研判等方面的態(tài)勢(shì)智能化分析提供一定的技術(shù)支撐,具有較大的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。