反导任务规划技术丨研究前沿

弹道导弹具有作战性能优和军事效益高的特点，世界各国都将其作为未来战争的 “撒手锏” 武器，放在军事力量发展的首位。有矛必有盾，与此同时，世界各国也在不遗余力地根据自己的国情，从国家战略需要和技术水平出发，建立具有各自特色的反导防御体系。反导任务规划是一门辅助决策技术，是一个统筹安排所属反导装备高效完成反导任务的方法。反导任务规划技术作为反导指挥控制作战管理系统的核心，是反导系统的 “神经中枢”，是武器装备作战能力的 “倍增器”。

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《反导任务规划技术——基于案例推理》将案例推理技术引入反导作战领域，针对反导作战特点，研究设计基于案例推理的反导任务规划方法，可为基于案例应用的反导任务规划问题提供有效的解决方法，有助于充分发挥反导作战预案对于指挥决策的重要作用；将人工智能技术与反导作战领域相结合，通过对预案表示、组织索引、检索匹配、修正评价等关键技术的深入研究，探索针对反导任务规划问题的智能化求解方法，可为反导指控系统及其相关技术的发展提供推动力，为空军联合作战规划系统中的地面防空作战部队任务规划系统提供技术支撑。与此同时，也可为无人机协同任务规划和巡航导弹任务规划等相关军事领域的研究提供方法借鉴。

 

《反导任务规划技术——基于案例推理》共分为 8 章。

第 1 章主要对反导作战体系、反导作战过程、反导任务规划的相关概念、流程、关键问题、特点以及国内外研究现状进行介绍。

第 2 章主要介绍案例推理技术的起源与发展、应用情况以及案例推理的基础理论，为反导任务规划提供方法基础。

第 3 章主要介绍案例推理技术的问题求解过程，论证案例推理方法对于反导任务规划的适用性，进而建立反导任务规划实现框架。

第 4 章分析反导作战预案的组成要素，在有机结合系统建模语言、本体语言和案例标记语言等的基础上，提出具有模型验证环节的反导预案表示方法。

第 5 章提出一种基于融合裕度和否决权的反导作战预案相似度量方法，设计基于谱聚类算法和集成技术的反导作战预案聚类划分算法以及基于树形索引的反导作战预案高维数据索引方法。

第 6 章提出基于高维索引的反导作战预案检索方法和基于修正最小二乘支持向量机的反导作战预案检索方法。

第 7 章以预案修正的需求分析为切入点，结合离线和在线规则学习策略，提出基于双线规则学习的反导作战预案修正方法，以集对分析方法为指导理论，给出反导作战预案评估方法。

第 8 章介绍基于案例推理的反导任务规划系统的设计与实现方法。

本文摘选自邢清华、范海雄著《反导任务规划技术——基于案例推理》一书。

《反导任务规划技术——基于案例推理》

邢清华、 范海雄 著

ISBN: 9787030613790

北京：科学出版社，2019.6

责任编辑：杨丹

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内容简介

反导任务规划是目前正在兴起的一个研究领域, 本书以反导作战体系为研究对象，以反导任务规划方案的制定为研究目标, 以反导作战理论、案例推理技术及其他相关人工智能技术、优化方法等为理论基础，研究基于案例推理的反导任务规划技术。全书分 8 章，分别介绍反导作战任务规划基础理论及研究现状、案例推理技术、基于案例推理的反导任务规划框架、反导作战预案表示技术、反导作战预案组织与索引技术、反导作战预案检索技术、反导作战预案修正和评估技术以及基于案例推理的反导任务规划系统设计与实现。

本书可为军事运筹、指挥自动化系统、军事系统工程、人工智能军事应用、武器装备研制等领域的研究人员提供参考。

本书目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 反导作战体系 1
1.1.1 反导预警探测装备 2
1.1.2 反导指挥控制装备 8
1.1.3 反导拦截打击装备 10
1.1.4 综合保障系统 11
1.2 反导作战过程 11
1.2.1 “两段三层”反导作战过程 11
1.2.2 末段高低两层协同反导作战过程 13
1.3 反导任务规划 15
1.3.1 反导任务规划的相关概念 15
1.3.2 反导任务规划流程 16
1.3.3 反导任务规划的关键问题 18
1.3.4 反导任务规划特点 19
1.3.5 作战应用对于反导任务规划系统的要求 20
1.4 任务规划研究现状 21
1.4.1 任务规划的应用研究 22
1.4.2 任务规划的理论研究 23
1.4.3 反导任务规划研究现状 24
1.4.4 研究现状总结 25
第2章 案例推理技术 26
2.1 CBR技术概述 26
2.1.1 CBR技术的起源与发展 26
2.1.2 CBR技术的应用情况 26
2.1.3 CBR技术的基本思想 28
2.1.4 CBR技术的主要研究内容 28
2.2 案例表示技术 29
2.2.1 一阶谓词逻辑 30
2.2.2 产生式系统 30
2.2.3 语义网表示法 31
2.2.4 框架系统 32
2.2.5 SysML表示方法 34
2.2.6 OWL本体表示方法 36
2.2.7 XML表示方法 40
2.3 案例相似性度量技术 42
2.3.1 确定型数值属性相似性度量方法 42
2.3.2 区间型数值属性相似性度量方法 43
2.3.3 模糊属性相似性度量方法 44
2.3.4 文本属性相似性度量方法 44
2.3.5 案例整体相似性度量方法 45
2.4 案例组织索引技术 45
2.4.1 案例聚类方法 46
2.4.2 B+树索引方法 48
2.4.3 基于案例聚类的案例索引B+树构建方法 50
2.5 案例检索技术 52
2.5.1 基于k近邻的案例索引B+树检索方法 53
2.5.2 基于概率支持向量机的检索方法 56
2.6 案例修正技术 60
2.6.1 重用共异相似案例的修正技术 61
2.6.2 案例的评价技术 62
第3章 基于案例推理的反导任务规划框架 68
3.1 CBR方法的基础分析 68
3.1.1 CBR方法的问题求解过程 68
3.1.2 CBR方法的优势与不足 69
3.2 CBR应用于反导任务规划领域的可行性分析 72
3.2.1 CBR原理与反导任务规划的相似性 72
3.2.2 CBR方法对反导任务规划的适用性 72
3.2.3 反导任务规划中CBR基础假设的存在性 73
3.3 CBR的反导任务规划实现框架设计 74
3.3.1 基于指控过程视角的CBR过程模型改进 74
3.3.2 实现框架的总体设计 76
3.3.3 实现框架具体环节/模块 77
3.4 本章小结 78
第4章 反导作战预案表示技术 79
4.1 基本概念 79
4.1.1 作战方案与作战预案 79
4.1.2 反导作战预案的生成流程 80
4.2 反导作战预案的要素 81
4.2.1 反导作战目的 82
4.2.2 反导作战对象 82
4.2.3 反导作战实体 82
4.2.4 反导作战任务 86
4.2.5 反导作战行动 88
4.2.6 反导的其他条件和约束 89
4.3 基于案例观点的反导作战预案要素 89
4.4 反导作战预案表示的基本要求 90
4.5 具有验证环节的反导预案表示技术 92
4.5.1 预案表示技术流程 92
4.5.2 基于SysML的预案格式化建模 94
4.5.3 基于OWL DL的模型验证 98
4.5.4 基于CBML的预案形式化表示 102
4.5.5 基于关系型数据库的预案存储 111
4.6 本章小结 113
第5章 反导作战预案组织与索引技术 114
5.1 基本概念 114
5.1.1 反导作战预案相似度 114
5.1.2 关键属性和属性值裕度 115
5.2 反导作战预案相似性度量方法 115
5.2.1 相似性度量方法的基本思路 115
5.2.2 预案局部相似性度量 116
5.2.3 预案全局相似性度量 118
5.2.4 反导作战预案相似性度量方法对比实验 119
5.3 反导作战预案的聚类划分方法 121
5.3.1 现有方法对反导作战预案聚类的适应性 121
5.3.2 基于改进GRC和集成技术的作战预案聚类算法 122
5.3.3 算法性能实验与分析 124
5.4 反导作战预案聚类标签配准方法 127
5.4.1 预案聚类标签配准问题 127
5.4.2 现有方法对作战预案标签配准的适应性 128
5.4.3 基于规划模型的作战预案聚类标签配准算法 129
5.4.4 算法性能实验与分析 131
5.5 反导作战预案索引策略 134
5.5.1 现有方法对反导作战预案索引的适应性 134
5.5.2 反导预案BCS-Tree索引构建流程 135
5.5.3 BCS-Tree索引中的预案区位码 136
5.5.4 BCS-Tree索引中的预案 MBR 137
5.5.5 预案划分基点选择 138
5.5.6 基于双基点的预案 MBR分割 139
5.5.7 索引策略性能分析 140
5.6 本章小结 143
第6章 反导作战预案检索技术 144
6.1 反导作战预案检索及其要求 144
6.1.1 反导作战预案检索问题 144
6.1.2 现有方法对反导作战预案检索的适应性 144
6.2 基于BCS-Tree索引的反导作战预案检索 147
6.2.1 检索区域判断策略改进 147
6.2.2 基于BCS-Tree索引的检索算法设计 149
6.2.3 性能分析与实例验证 150
6.3 基于MPLS-SVM的反导作战预案检索 153
6.3.1 MPLS-SVM分类算法 153
6.3.2 基于MPLS-SVM的反导预案检索流程 156
6.3.3 基于MPLS-SVM的类属分类器构建 156
6.3.4 分类器概率结果合成 157
6.3.5 可行性分析和实例验证 158
6.4 两种方法性能对比试验与分析 161
6.5 本章小结 161
第7章 反导作战预案修正和评估技术 163
7.1 反导任务规划预案修正技术 163
7.1.1 反导作战预案修正问题及要求 163
7.1.2 基于双线规则学习的反导作战预案修正技术 163
7.1.3 修正技术实例验证与分析 166
7.2 反导作战预案评估方法 168
7.2.1 反导作战预案评估概述 168
7.2.2 反导作战预案评估指标 168
7.2.3 评估方法选择和度量依据设计 171
7.2.4 反导作战预案评估模型 173
7.2.5 方法实例验证与分析 176
7.3 本章小结 179
第8章 基于案例推理的反导任务规划系统设计与实现 180
8.1 系统总体设计 180
8.1.1 系统体系结构及运行流程 180
8.1.2 系统功能结构 181
8.2 数据库设计 182
8.2.1 预案库设计 182
8.2.2 基本数据库 184
8.2.3 规则数据库 186
8.3 系统公共类设计 187
8.3.1 数据库操作公共类设计 188
8.3.2 预案操作公共类设计 188
8.3.3 其他公共类设计 189
8.4 程序文件组织结构 189
8.5 人机界面设计 191
8.6 仿真实验案例 195
8.6.1 空袭想定设置 195
8.6.2 防御想定设置 196
8.6.3 其他约束情况设置 199
8.6.4 仿真运行参数设置 199
8.6.5 仿真运行结果 200
8.6.6 结果有效性分析 204
8.7 本章小结 205
参考文献 206
附录A 数据库操作公共类代码 216
附录B 预案操作公共类代码 221
附录C 其他公共类设计 231
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（本期编辑：王芳）

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