面向武器装备运用的领域知识表示方法研究

摘要

认知域继物理域、信息域之后，将成为下一个时代的主战场。认知域是人类知识、感知、经验、理解、信念和价值观存在的领域，是进行思考、判断、推理和决策的领域。在认知域的战争中，主体是人的认知能力，目标是削弱甚至是摧毁敌方的认知能力和意志。针对跨向认知域作战的新军事革命中所面临的众多困难，本文首先提出了面向知识的作战这一理念，作为联结信息域和认知域战争形态的桥梁。面向知识的作战建立在现有信息网络体系结构的基础上，聚焦于知识的表示、获取、储备、推理、分发、共享、阻碍、扰乱和攻击。将信息优势转化为知识优势，进而实现作战优势。面向知识的作战的初级阶段任务是研究构建军事知识基础设施，本文以其中的关键技术----知识表示为着眼点，列举参考了中外学者关于知识表示的多种理论，阐述了知识表示的基本原则，介绍了数类知识表示方法，进行了相关特点比较。采用混合本体构建方法对作战领域知识进行了概念建模，基于战场势模型进行定量性知识表示，以系统仿真技术作为综合体现方式，从技术层面进行了面向知识作战的初级应用研究。
　　本研究主要内容包括：⑴采用混合本体构建方法对作战领域知识进行了表示研究，以军事核心词表为基础构造核本体，并采用顶层本体与领域本体结合的方法，针对军事领域的各类典型概念和知识对应性地提出规范化表示方法。⑵为促进指挥员对武器装备运用知识的理解，熟悉武器装备性能和各型武器装备在不同目标、不同环境和不同任务要求下的适用性，掌握信息化条件下武器装备体系运用规律的知识，本文以武器装备体系运用仿真教学为背景，设计了基于领域本体的知识库，为仿真教学系统的知识表示和推理评估提供了支持。具体介绍了仿真教学系统的功能和框架结构；根据领域专家提供的武器装备运用的数据、信息和经验，提取了武器装备运用的核心知识要点；基于混合本体构建方法，构建了武器装备运用的领域知识模型，设计并实现了关于武器装备运用规则的知识库和专家系统模块；基于武器装备体系运用态势的仿真推演，体系运用方案推理评估等环节的实际应用，证明了所设计的知识库可以较好的应用于仿真教学系统，基本实现了知识完备性和一致性的统一。⑶为在面向知识的作战中更好的发挥指挥谋略能力，针对现有作战领域知识在表示定量式计算方面的不足，本文提出了战场势模型及相关算法流程。战场势模型是关于战场作战体系领域知识的概念模型，以可拓学中的复合元为表现形式，能够精确迅捷地表现出战场中“势”知识的强弱分布变化，辅助指挥员明确作战态势和制定决策，提高指挥谋略和作战计算以及从海量信息数据中获取知识的洞察甄别能力，是对于作战领域知识在定量式计算方面的完善。地形是作战中发扬和制约火力的重要因素，本文以现代地面战斗中的辅助决策研究为背景，采用战术兵棋的相关理念，首先提出了战场火力势算法，实现了对整个战场作战体系的火力强度分布的量化表示。在此基础上，提出了一种对战斗力指数公式中地形系数ru进行动态改进的方法，相比现有的固定系数设定方法，更加突出了体系对抗的整体性特点。以“坦克连进攻战斗”为例，说明了如何运用战场火力势算法来支持战术指挥员进行决策，对地形系数ru的改进作了效果评估，初步尝试了基于战场势模型的定量性知识表示与基于本体的战例知识表示的融合。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与论文结构

第二章 知识表示方法研究

2.1 知识表示的原则

2.2 知识表示的基本方法

2.3 本章小结

第三章 基于本体的作战领域知识表示

3.1 本体基础

3.2 作战领域知识模型

3.3 本章小结

第四章 基于战场势模型的知识表示

4.1 可拓学基础

4.2 战场火力势模型构建

4.3 本章小结

第五章 面向知识作战的初级应用

5.1 武器装备体系运用知识表示

5.2 战例与战场势模型知识表示

5.3 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

附录A 战斗力公式