بخشی از مقاله
چکیده
ارزیابی تهدید مسئلهای سطح بالا در تلفیق داده و پر اهمیت در حوزه نظامی است. این فرآیند مقدمه و پایه تخصیص سلاح نیروهای خودی به نیروهای دشمن است. برای این منظور پارامترهای مهم ارزیابی تهدید شناسایی شده و برای هر کدام با توجه به بازه تغییرات آن ها مجموعههای فازی مناسب تشکیل شدهاست. دانش عملیاتی به صورت قوانین اگر-آنگاه فازی مدلسازی شدهاند و در نهایت سیستم پیشنهادی پس از تلفیق داده دریافتی از سنسورها، میزان تهدید را در هر لحظه به صورت عددی بین صفر و یک تعیین می کند. با شبیهسازی حرکت چهار کشتی و محاسبه تهدید آنها کارآیی سیستم ارزیابی تهدید پیشنهادی بررسی شده است.
-1 مقدمه
ارزیابی تهدید یکی از مهمترین بخشهای سامانه مدیریت نبرد1 و مربوط به سطح سه در مدل تلفیق داده JDL2 است - Steinberg, et al, 1999 - درمواردی که چندین هدف3 در صحنه نبرد وجود دارد، رتبهبندی اهداف از اهمیت بهسزایی برخوردار است. برای این منظور اطلاعات اهداف از سنسورها دریافت شده و با استفاده از الگوریتمهای مختلف استنتاج میشود و در نهایت سیستم ارزیابی تهدید به اهداف شناساییشده توسط سنسور، درجه تهدیدی بین صفر تا یک اختصاص میدهد
علیرغم اهمیت بالای ارزیابی تهدید، مقالات کمی در این زمینه انتشار یافته است. زیرا تحقیقات مورد نیاز برای ایجاد سیستم ارزیابی تهدید بسیار زمانبر و هزینهبر است و معمولا به صورت سری نگه داشته میشود
تحقیقات انجام گرفته توسط لیبهابر4 و فهر - Liebhaber, 5 et al, 2002 - در رده اولین تحقیقات کاربردی در زمینه ارزیابی تهدید است. در این تحقیقات نویسندگان تجربیات خبرگان نظامی نبرد هوایی را با استفاده از پرسشنامه مدلسازی نموده اند
از قواعد استنتاج فازی برای ارزیابی تهدید استفاده نمود. به دلیل کارآمدی منطق فازی در تصمیم گیری مبتنی بر دانش انسانی، بسیاری از مقالات به ارزیابی تهدید با استفاده از روش فازی پرداخته اند. شبکه بیزین نیز مورد توجه برخی از محققان قرار گرفته است
اغلب تحقیقات گزارش شده در زمینه ارزیابی تهدید به نبرد هوایی و سطحی محدود شده است و کار قابل توجهی در زمینه نبرد زیرسطحی گزارش نشده است. لذا مقاله حاضر به ارزیابی تهدید برای نبرد زیر سطحی پرداخته است.
در ادامه مقاله، در بخش دو پارامترهای موثر در ارزیابی تهدید زیرسطحی بررسی میشوند. در بخش سه روال کلی ارزیابی تهدید و روش پیشنهادی معرفی میشود. در بخش چهار شبیهسازی های مختلف انجام می شود و در نهایت نتایج در بخش نتیجهگیری مرور میشوند.
-2 شمای کلی سیستم ارزیابی تهدید پیشنهادی
ارزیابی تهدید به دانش عملیاتی و درکی که فرمانده از شرایط دارد بسیار وابسته است. با توجه به این مهم در سامانه مدیریت نبرد باید از روشی استفاده نمودکه توانایی بالاتری در مدلسازی دانش انسانی داشته باشد. از میان روشهای مورد استفاده در ارزیابی تهدید، منطق فازی بهتر می تواند دانش انسانی را مدلسازی کند. لذا در سیستم ارزیابی تهدید پیشنهادی از منطق فازی استفاده شده است.
در طراحی سیستم فازی ابتدا قوانین و دانش عملیاتی فرماندهان باتجربه زیردریایی به قواعد اگر- آنگاه فازی تبدیل شده است. سپس ورودیهای مورد نیاز قواعد شناسایی شده و راهکارهای مناسب برای تامین ورودیها از اطلاعات سنسوری اندیشیده شده است. بعد از آن مجموعههای فازی مقتضی برای هر ورودی با در نظر گرفتن شرایط عملی تشکیل شده است. لازم به ذکر است که مهمترین و حساسترین مراحل در تشکیل سیستم فازی، ایجاد مجموعههای فازی و قواعد فازی است که با نظر عملیاتی کارشناسان نظامی انجام گرفته و در نهایت با شبیهسازیهای مختلف مورد ارزیابی و صحت سنجی واقع شده است.
زیردریایی با توجه به شرایط عملیاتی و عمق حرکتی امکان استفاده از تمام سنسورها را ندارد. لذا اطلاعات ورودی و در نتیجه قواعد مورد استفاده برای ارزیابی تهدید متاثر از این شرایط خواهند شد. بنابراین با در نظر گرفتن این مشکل دو نوع سیستم ارزیابی تهدید طراحی شده است. در سیستم اول فرض بر این است که فقط اطلاعات سوناری موجود است. در سیستم دوم فرض بر این است که مساله سینماتیک هدف به صورت کامل حل شده و اطلاعات زاویه نسبی، فاصله، سرعت و کورس هدف مورد نظر موجود است. شکل 1 نمای کلی سیستم ارزیابی تهدید را نشان می دهد.
شکل 1 نمای کلی سیستم ارزیابی تهدید
ارزیابی تهدید اولیه
در این حالت فقط داده های سونار شامل سمت نسبی هدف و تغیرات سمت نسبی هدف در دسترس است. هدف اصلی از ارزیابی تهدید اولیه شناسایی اهدافی است که با توجه به اطلاعات سمت نسبی و تغییرات سمت خطرناک به نظر میرسند و باید پیشنهاد حل مساله سینماتیک برای این اهداف داده شود.
1-1-2 توابع عضویت مورد استفاده در ارزیابی تهدید اولیه
· سمت نسبی هدف : - theta_B - زاویهای که بین راستای حرکت زیردریایی خودی و هدف در جهت عقربههای ساعت ساخته میشود. این زاویه در طرفین یک مفهوم دارد.
· تغییرات سمت نسبی هدف : - theta_dot_B - تغییرات سمت با فاصله و سرعت هدف رابطه دارد. بنابراین بازه تغییرات این دو پارامتر در نظر گرفته میشود. کمترین سرعت 10 knot و بیشترین سرعت 25 knot در نظر گرفته میشود. کمترین فاصله 3 mile و بیشترین فاصله 10 mile فرض می شود. با توجه به آن توابع عضویت برای تغییرات سمت نسبی هدف تشکیل می شود.
