基于CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达存储系统

王广巍，英　戈

（1. 91216部队，辽宁葫芦岛 121 005 ；2.海军陆战学院，广州 51000 6）

基于CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达存储系统

王广巍1，英戈2

（1. 91216部队，辽宁葫芦岛 121 005 ；2.海军陆战学院，广州 51000 6）

现代跟踪雷达能够自动连续地对飞行目标进行跟踪，并且测量数据能够自动地存储在雷达系统，这些数据对飞行教学案例形成有极大地帮助，对飞行经验积累起到决定性的作用。本文利用CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达系统工作，完善雷达存储信息数据案例分析，提高飞行教学组工作判读能力。

跟踪雷达CBRAHP飞行教学案例库

0　引言

跟踪雷达对飞行器进行不间断的自动跟踪，整个过程中，准确接收到飞机各种飞行状态信息［1］，产生的海量数据能够自动形成经验积累的案例库，尤其针对飞行教学发挥更加积极的作用。每次飞行教学的数据都经过数据分析自动存入雷达存储器中，存储信息包括：飞行时间、飞行距离、飞行角度，飞行速度，以及飞行航路信息等数量庞大。但大量的资料中准确提取所需信息无疑大海捞针，很难找到最适合分析的信息数据，而且盲目查找浪费时间。如果制作成相应的案例教学分析使用，提高雷达存储信息利用率，能够为飞行教学产生事半功倍的效果。本论文应用CBR/AHP系统案例库检索功能，融合CBR（案例库）与AHP（层次分析法）二者功能，完成系统结构中定性与定量双向分析，最快速、最优化地从雷达中选择所需案例，提高飞行教学分析决策工作质量。

1　CBR/AHP系统案例库检索模型设计

1.1CBR系统技术应用原理

CBR（case-based reasoning）系统是一种基于案例推理过程，是在解决新问题时，应用过去解决同类相似问题的方法，将好的处理过去经验和方法解决现在面临的问题，更加简便快捷地分析出相应问题［2］。其核心思想是用人们以往的经验和知识进行结构化存储形成案例库，通过访问案例库中过去相似案例的方案从而得到解决当前问题的一种推理模式。

CBR系统的表示方法多种多样，有谓词逻辑表示法、过程表示法、框架表示法等形式。这些方法都能够系统全面地分析案例内容，能够完成后期案例库中案例的索引、匹配和存储［3］，完善案例检索效率。

1.2CBR/AHP系统案例库在跟踪雷达系统上的应用评述

跟踪雷达是飞行教学设备中一项重要组成部分，内部存储系统能够长期存储飞行跟踪信息，记录着每一个环节数据形成每一个案例，使雷达数据案例应用能够准确修正航线，为飞行教学一体化完成提供有力保证。但从雷达设备存储单元中调阅最优的数据信息相当困难，使工作中略带有一定的局限性。CBR系统就非常适合解决这类问题。CBR系统不是通过复杂的知识推理，而是对自身所持经验信息的回忆，人类擅长凭借老经验来解决新问题，这点CBR系统可作为飞行经验丰富的“老飞行员”。“老飞行员”能够提供最优案例信息，给出飞行人员最需要的案例结果，提高飞行质量与效率。案例库以案例经验取代单一研讨固化思维解决问题，为每次飞行教学决策提供技术支持。飞行结束后将案例存储到案例库中，将各种飞行案例信息精细化管理，为飞行教学工作的“回头看”提供技术分析。

CBR系统会随着案例或案例属性增加，产生检索耗时、计算复杂的缺点，导致操作有一定的局限性，能够产生大量相似信息数据。AHP（层次分析法）具有科学的定性分析，检索过程需要CBR系统与AHP二者相互结合完善案例库分析，减少错误案例的检索误差，简化案例库存储案例，精细化检索最优相关案例。

2　基于CBR/AHP系统案例库检索跟踪雷达存储信息工作流程

CBR系统案例检索比较常用的方法有最近相邻法、知识引导法、归纳推理法等。这些方法都能够处理关于跟踪雷达存储信息案例库检索问题。如图1. CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达存储信息检索示意图所示。

图1　CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达存储信息检索示意图

查找雷达存储信息案例要经过多重案例库检索，检索出来的案例应数量少，得出案例最大化地与所输入的情况相似。以文字形式输入或通过计算公式计算出飞机所处飞行各个数据与案例库的案例各属性相似度进行比对，在比对进行中突出案例库中案例各属性（飞行距离、飞行角度、飞行速度、飞行航路信息）特征值，并以计算对相似度大的多个跟踪雷达数据案例进行排序［4］。如果CBR系统检索多个区分不明显的跟踪雷达数据案例时，AHP中的层次分析根据飞行状态各种情况进行权重评估，以相关数据重复比对雷达信息案例，排除相对带有错误或有一定偏差的案例，最终提供少数优劣排列不等的雷达存储信息案例，应用于飞行教学工作。

3　CBR/AHP系统案例检索分析步骤

3.1AHP基本原理

AHP（层次分析法）是按照结构中的指标间相互的隶属关系，将要素按不同层次结合，形成一个层次分析结构模型。同一层次内不同要素通过两两比较判断出相对重要性，利用数学方法确定每一层次要素相对权重，通过综合计算得到方案层对于目标层的相对组合权重［5］。层次分析法就方法本身来说是比较成熟的。

3.2构建优化雷达存储信息案例层次结构

AHP就是辅助CBR系统进行案例重新检索，以数值最大得出最优案例。AHP系统对存储信息数据所涉及的方面层次分析，如：飞行距离、飞行角度、飞行速度、飞行航路信息，重点突出定性分析改进CBR系统缺陷，以飞行教学组人员打分方式判断出各飞行案例要素的重要程度，解决各要素优劣程度不明显区分问题，经过多重结合构成一个判断矩阵，由计算得出数值最高的雷达存储信息案例。如图2优化雷达存储信息案例层次结构图所示。

3.3构造最优雷达存储信息案例判断矩阵

按照层次比较将互相间指标列出矩阵法，在判断矩阵时要使两两指标加以相互比较，以飞行教学组人员打分比较为标准，改变判断中单一定性指标数值，并通过判断矩阵得出相应的数值。AHP中间层分析提出飞行距离（B1）、飞行角度（B2）、飞行速度（B3）、飞行航路信息（B4）四种常见飞行需要的参数进行分析。假设飞行一定区域，指定环境下完成飞行教学，通过飞行航迹的各种数据分析，由飞行教学组人员打分方式，对（B1，B2，B3，B4）权重分析取值，得出最优雷达存储信息案例（A）。

图2　优化雷达存储信息案例层次结构图

CI接近于0，达到一致性。

权向量（特征向量）：

W=（0.0861，0.1251，0.3017，0.4587）

求得雷达存储信息案例重要程度排序；飞行航路信息（B4），飞行速度（B3）、飞行角度（B2）、飞行距离（B1）。

各案例（P1，P2，P3）分别关于飞行距离（B1）、飞行角度（B2）、飞行速度（B3）、飞行航路信息（B4）的两两比较，得到各层次判断矩阵如下：

根据题意得出CI接近于0，达到一致性。根据分析总排序一致性验证

结合飞行距离、飞行角度、飞行速度、飞行航路信息进行雷达存储信息案例最优选择，飞行中最优存储信息案例依次是： P1、P2、P3，P1权重是0.5133。案例P1为CBR/AHP系统检索最优雷达存储信息案例，最优结果应用飞行教学工作。

4　结束语

CBR/AHP系统案例库优化跟踪雷达存储信息科学地分析飞行教学相关要素的权重，及时提供飞行相关的最优案例，直接能够为飞行航线与科目设定提供信息支持，能够指导繁重的飞行教学工作。日后在技术改进中，可以运用AHP层次分析中定量分析完善精细化飞行教学信息案例库，突出案例库信息向“增质量、而减体重”结构发展，使越来越丰富的案例库信息得以简化。CBR/AHP系统不仅提高飞行教学组决策指挥能力，而且及时分析飞行教学中缺陷、不足，增强案例库信息管理 ，是飞行教学工作智能决策的新思路。

［1］ 孙晓丹.单脉冲跟踪雷达跟踪测量技术应用［D］. 西安电子科技大学硕士学位论文，2011.

［2］ 张英菊，仲秋雁，叶鑫，曲晓飞. 基于案例推理的应急辅助决策方法研究［J］.计算机应用研究，2009.

［3］ 蔡新梅. CBR/AHP系统案例库优化电子海图解决航行安全问题［J］. 舰船电子工程，2013，（12）：62-63.

［4］ 蔡新梅.CBR/VTS融合系统及其应用［J］. 船海工程，2012.

Optimization of Radar Storing Information Using Database of CBR/AHP System.

Wang Guangwei1，Ying Ge2
（1. No. 91370 Troops of PLA，Huludao 121005，Liaoning，China； 2. Marine Institute，Guangzhou 510006，China）

Modern tracking radar is capable of tracking flying objectives automatically and continually. Measured data can be automatically stored in the radar system. The data are greatly helpful to teaching cases of flying, and play a decisive role in the flight. In order to complete the data cases of radar storing information and improve interpretation skills of flight team, this paper tracks the working condition of a radar system using the database optimization of CBR/AHP system.

tracking radar; CBR; AHP;flight teaching; case database

TN 95

A

1003-4862（2015）09-0015-04

2015-03-09

王广巍（1979-），男，工程师。研究方向：雷达工程。