復(fù)雜艦船目標(biāo)毀傷評(píng)估模型建立方法研究

馬曉明，晏衛(wèi)東，劉延青

（解放軍92941部隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125001）

0 引言

艦船作為海戰(zhàn)中重要的作戰(zhàn)平臺(tái)，一直受到各個(gè)國(guó)家的高度重視，其毀傷效果的評(píng)估是一項(xiàng)極為重要的工作［1］。目標(biāo)毀傷效果評(píng)估是指依據(jù)作戰(zhàn)目的對(duì)目標(biāo)實(shí)施一定火力打擊后，對(duì)目標(biāo)毀傷效果或程度進(jìn)行定性或定量評(píng)定。艦船目標(biāo)的多樣性，艦船本身各系統(tǒng)規(guī)模龐大，同時(shí)反艦導(dǎo)彈要對(duì)艦船目標(biāo)造成一定程度的毀傷，命中目標(biāo)只是前提條件，因?yàn)榉磁瀸?dǎo)彈的毀傷能力還與戰(zhàn)斗部威力、命中艦船目標(biāo)的部位、船體防護(hù)模式以及艦船目標(biāo)的任務(wù)性質(zhì)等多種因素有關(guān)。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（Bayesian Networks）可以根據(jù)已知的不確定或不完整的信息對(duì)所要研究的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確的推理，同時(shí)可對(duì)實(shí)彈試驗(yàn)或仿真試驗(yàn)中獲取的多種毀傷結(jié)果信息進(jìn)行多層次處理，較好地降低了由于毀傷環(huán)境的復(fù)雜性和毀傷結(jié)果的不確定性造成的信息融合結(jié)果的不確定性［1］，可使其較好地被用在靶場(chǎng)或戰(zhàn)場(chǎng)上根據(jù)各種可知的不確定或不完整的目標(biāo)艦船毀傷信息，對(duì)敵艦船目標(biāo)毀傷效果進(jìn)行綜合評(píng)估［2］。為此，本文將基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)復(fù)雜艦船目標(biāo)毀傷效果評(píng)估模型的建立方法及應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是一種概率網(wǎng)絡(luò)，以貝葉斯公式為基礎(chǔ)，將基于概率推理網(wǎng)絡(luò)圖形化。所謂概率推理就是通過(guò)已知一些變量的信息，通過(guò)分析變量間的關(guān)系獲取其他未知的變量概率信息的過(guò)程，基于概率推理的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是為了解決不確定性和不完整性問(wèn)題而提出來(lái)的，已廣泛地應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域［3］，對(duì)于解決復(fù)雜系統(tǒng)的毀傷狀態(tài)評(píng)估有很大的優(yōu)勢(shì)。

1.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)表示

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是用來(lái)表示一組變量之間概率依賴關(guān)系的有向無(wú)環(huán)圖S=＜N，A，Θ＞，這里每個(gè)節(jié)點(diǎn)n∈N表示域中各個(gè)變量，每條邊a∈A表示每?jī)蓚€(gè)變量之間相互關(guān)系的依賴性，同時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有各自的條件概率分布（Conditional Probability Distribute table，CPT），它明確了該節(jié)點(diǎn)（變量）與其所有父節(jié)點(diǎn)之間的概率相互依賴的數(shù)量關(guān)系，Θ表示CPT參數(shù)。從定性的角度分析，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)采用有向弧線表示節(jié)點(diǎn)間的直接因果關(guān)系。因此，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)能夠較好地表達(dá)和解釋那些事件之間相互關(guān)系無(wú)法明確表示和處理的問(wèn)題。從定量角度分析，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是各變量間概率關(guān)系信息的載體，是變量概率聯(lián)合分布的圖形化表示［3］。

1.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理問(wèn)題

推理是依據(jù)某種規(guī)律進(jìn)行計(jì)算來(lái)回答查詢的過(guò)程。貝葉斯理論是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理的原理，利用隨機(jī)變量間的條件獨(dú)立性，將一個(gè)事件總的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合概率分布直觀形象地表達(dá)成一個(gè)圖形結(jié)構(gòu)和一系列節(jié)點(diǎn)的條件概率表，經(jīng)消元（消除變量）計(jì)算可計(jì)算推導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)中任一變量的概率分布或部分變量的概率分布，其核心內(nèi)容是計(jì)算網(wǎng)絡(luò)后驗(yàn)條件概率分布。在已知網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)變量證據(jù)的取值情況下，可計(jì)算推理出關(guān)心的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)變量或節(jié)點(diǎn)變量集合的條件概率分布。

若設(shè)網(wǎng)絡(luò)所有變量的集合為X，證據(jù)變量的集合為E，查詢變量的集合為Q，則貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理的任務(wù)就是計(jì)算在給定的證據(jù)變量集合E=e的情況下計(jì)算推導(dǎo)出查詢變量Q的條件概率［4］?？尚问交枋鰹椋?/p>

2 目標(biāo)艦船各艙室命中概率分析

導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)艦船的命中情況直接影響艦船的毀傷結(jié)果，其中對(duì)各艙室的命中概率決定了評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)底層節(jié)點(diǎn)的初始概率分布參數(shù)，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行分析研究。通過(guò)采用蒙特卡洛法進(jìn)行導(dǎo)彈模擬打靶并對(duì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，得到目標(biāo)艦船各毀傷工況的發(fā)生概率，即對(duì)目標(biāo)艦船各艙室單元的命中概率，并將其融合到最終的毀傷結(jié)果評(píng)估中。

2.1 蒙特卡洛法模擬打靶試驗(yàn)

蒙特卡洛法又稱統(tǒng)計(jì)模擬法或隨機(jī)模擬法，是一種利用隨機(jī)變量的隨機(jī)模擬試驗(yàn)求近似解的數(shù)值方法。對(duì)于導(dǎo)彈武器射擊誤差評(píng)定來(lái)說(shuō)，導(dǎo)彈飛行打靶試驗(yàn)復(fù)雜而又耗費(fèi)巨大，且試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不足，應(yīng)用蒙特卡洛法在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模擬打靶，預(yù)測(cè)命中精度，可以較好地解決此問(wèn)題，從而達(dá)到輔助求解導(dǎo)彈射擊誤差的目的［5］。

圖1 艦船目標(biāo)空間統(tǒng)計(jì)單元?jiǎng)澐质疽鈭D（n=50）

表1 目標(biāo)艦船艙室命中數(shù)仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

對(duì)艦船目標(biāo)模型進(jìn)行空間劃分，將船體縱向每一個(gè)艙室作為一個(gè)統(tǒng)計(jì)命中點(diǎn)的分析單元，共劃分為50個(gè)單元（n=50）；具體劃分的示意圖見(jiàn)圖1所示，將目標(biāo)艦船簡(jiǎn)化為對(duì)稱中軸面的長(zhǎng)方體空間，取中軸面y坐標(biāo)為0，整艘艦船的坐標(biāo)原點(diǎn)取在船舯底部，空間坐標(biāo)劃分見(jiàn)表1。采用國(guó)外某型導(dǎo)彈制導(dǎo)飛行通用數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)方程，將各隨機(jī)干擾變量的抽樣值輸入系統(tǒng)方程，進(jìn)行模擬打靶，獲得導(dǎo)彈落點(diǎn)的樣本觀察值。

根據(jù)獲得的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)和艙室坐標(biāo)判斷每次模擬打靶的命中艙室情況，統(tǒng)計(jì)得到艦船目標(biāo)各艙室命中次數(shù)及命中概率估值。

3 艙室內(nèi)爆毀傷規(guī)律分析

導(dǎo)彈命中某一艙室后，艦船各艙室具體毀傷程度及規(guī)律，需通過(guò)具體試驗(yàn)或仿真計(jì)算等手段獲取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用對(duì)簡(jiǎn)單艙室內(nèi)爆超壓和典型艦船毀傷工況的沖擊環(huán)境進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，評(píng)估艙室的毀傷情況，總結(jié)該型導(dǎo)彈命中該目標(biāo)艦船后艙室的毀傷規(guī)律，為確定毀傷評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)底層節(jié)點(diǎn)參數(shù)提供支持。

3.1 艙室內(nèi)爆超壓毀傷分析

選取目標(biāo)艦船模型中縱向相鄰的6個(gè)艙室，對(duì)模型進(jìn)行局部數(shù)值仿真計(jì)算。導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部在最右側(cè)艙室中央爆炸，模型工況如圖2所示。計(jì)算結(jié)果應(yīng)力響應(yīng)云圖如圖3所示。

圖2 艙室計(jì)算示意圖

圖3 應(yīng)力響應(yīng)云圖

從圖3中可以看出，當(dāng)t=0.05 ms時(shí)，載荷首先作用在命中艙的艙壁上；當(dāng)t=0.1 ms時(shí)，該艙壁的中央?yún)^(qū)域發(fā)生撕裂失效；當(dāng)t=0.15 ms時(shí)，在沖擊波作用下，爆源艙室艙壁出現(xiàn)大破口，沖擊波壓力傳播到了艙室1；當(dāng)t=0.3 ms時(shí)，艙室1的艙壁出現(xiàn)較大破口，隔板2發(fā)生塑性變形；當(dāng)t=0.5 ms時(shí)，隔板2的中央?yún)^(qū)域發(fā)生撕裂產(chǎn)生破口；隨著沖擊波載荷的傳播，在t=0.85 ms時(shí)，隔板3發(fā)生塑性變形，并未產(chǎn)生破壞。產(chǎn)生破口的艙室會(huì)對(duì)其內(nèi)部人員及設(shè)備造成巨大的破壞作用，同時(shí)對(duì)艦船的局部和總體強(qiáng)度有較大的影響，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性應(yīng)變的艙室涉及到內(nèi)部人員和設(shè)備的狀態(tài)變化，可對(duì)艙室損毀規(guī)律進(jìn)行分析歸納［6-7］。

3.2 艙室內(nèi)爆炸沖擊環(huán)境分析

為了進(jìn)一步分析總結(jié)艙室毀傷規(guī)律，有必要對(duì)沒(méi)有發(fā)生艙壁破口或撕裂的艙室進(jìn)行沖擊環(huán)境的分析，以總結(jié)出艙室及內(nèi)部設(shè)備的毀傷狀態(tài)。分別選擇船艏、船舯和船艉3個(gè)典型命中工況，進(jìn)行艙室內(nèi)部爆炸沖擊響應(yīng)計(jì)算，得到船體典型位置附近加速度等相關(guān)參數(shù)，并且采用沖擊譜對(duì)沖擊響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行處理。下頁(yè)圖4為船艏、船舯和船艉3種典型工況毀傷效應(yīng)仿真計(jì)算結(jié)果。

根據(jù)對(duì)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的影響程度，結(jié)合有關(guān)艦船毀傷試驗(yàn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)艙室毀傷狀態(tài)定義為4種等級(jí)：輕度（I級(jí)）、中度（II級(jí)）、重度（III級(jí)）、報(bào)廢（IV級(jí)）［6］。通過(guò)仿真數(shù)據(jù)分析可知第2鄰艙雖然艙壁沒(méi)有完全破損，但沖擊環(huán)境較為惡劣，同時(shí)受部分沖擊波超壓作用，在此種環(huán)境下艙內(nèi)人員會(huì)受到較為嚴(yán)重的傷害，所含設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重毀壞；第3鄰艙艙壁沒(méi)有破損，沖擊環(huán)境嚴(yán)酷度有所降低，在此種環(huán)境下艙內(nèi)人員會(huì)受到一定傷害，設(shè)備也會(huì)造成一定毀壞；第4鄰艙沖擊環(huán)境嚴(yán)酷度較低，在此種環(huán)境下艙內(nèi)人員會(huì)受到輕微傷害，設(shè)備完好率較高。因此，可總結(jié)出該型導(dǎo)彈命中該目標(biāo)艦船后艙室的毀傷規(guī)律：命中艙及相鄰艙為報(bào)廢級(jí)別；隔艙劃分為嚴(yán)重毀傷級(jí)別；第2隔艙劃分為中度毀傷級(jí)別；其他艙室劃分為輕度毀傷級(jí)別。

4 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型建立

4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定

根據(jù)目標(biāo)艦船及其設(shè)備物理結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)的組成，依據(jù)各系統(tǒng)工作流程確定各系統(tǒng)和設(shè)備的聚合關(guān)系、先決關(guān)系，構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。主要分為4個(gè)層次：艦船總體結(jié)構(gòu)、各主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備艙室層。根據(jù)各系統(tǒng)及所屬設(shè)備的劃分，分析確定各設(shè)備的艙室編號(hào)。應(yīng)用GeNIe貝葉斯推理軟件，依次將各艙室與所屬系統(tǒng)相連接，建立目標(biāo)艦船貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的確定和條件概率的確定兩方面內(nèi)容。節(jié)點(diǎn)條件概率分布的確定一般都比較復(fù)雜，通常由專家憑經(jīng)驗(yàn)確定或由統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)確定。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)必須明確定義每一個(gè)節(jié)點(diǎn)所有可能的狀態(tài)及依附在其上的條件概率。根據(jù)對(duì)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的影響程度將每個(gè)層次節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)均劃分為4種毀傷等級(jí)：輕度（L級(jí)）、中度（M級(jí)）、重度（H級(jí)）、報(bào)廢（F級(jí)）。設(shè)備艙室毀傷等級(jí)與所需維修時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)則制定如表2所示。

圖4 典型工況仿真計(jì)算結(jié)果

表2 各艙室毀傷級(jí)別準(zhǔn)則

4.2.1 第1層節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定

該網(wǎng)絡(luò)第1層節(jié)點(diǎn)主要由50個(gè)獨(dú)立的艙室組成，共有50個(gè)節(jié)點(diǎn)。綜合蒙特卡洛模擬打靶結(jié)果和對(duì)艦船艙室毀傷規(guī)律的結(jié)論，得到該層節(jié)點(diǎn)各等級(jí)毀傷概率，其中系統(tǒng)各設(shè)備的毀傷等級(jí)可等同于所屬艙室的毀傷等級(jí)。

如3號(hào)艙室的鄰艙分別為第2、4、15、16和17號(hào)艙室，根據(jù)艙室毀傷規(guī)律可知，這些艙室被導(dǎo)彈命中后，第3號(hào)艙室毀傷級(jí)別均為報(bào)廢狀態(tài)F，因此，求出它們的命中數(shù)之和N3F，再比上模擬打靶的總命中次數(shù)Nm就得到3號(hào)艙室報(bào)廢概率P3F，計(jì)算過(guò)程如下：

同理，3號(hào)艙室重度毀傷概率P3H：

3號(hào)艙室中度毀傷概率P3M：

3號(hào)艙室輕度毀傷概率P3L：

依照以上方法對(duì)目標(biāo)艦船1～50艙室各級(jí)毀傷概率計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)計(jì)。

將第1層各節(jié)點(diǎn)每個(gè)狀態(tài)及參數(shù)依次輸入貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)初始概率。

4.2.2 第2層節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定

網(wǎng)絡(luò)第2層節(jié)點(diǎn)主要由17個(gè)分系統(tǒng)組成，共有21個(gè)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況，假設(shè)其中每個(gè)分系統(tǒng)所含設(shè)備艙室均具有串行工作關(guān)系，它們的各毀傷狀態(tài)等級(jí)概率采用計(jì)算統(tǒng)計(jì)各自維修時(shí)間的方法進(jìn)行確定。

令分系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)（子節(jié)點(diǎn)）各種狀態(tài)的維修時(shí)限為Tsis～Tsie，相應(yīng)第1層節(jié)點(diǎn)（父節(jié)點(diǎn)）各種狀態(tài)的維修時(shí)限為 Tfis～Tfie。子節(jié)點(diǎn)最大維修時(shí)限為 Tss～Tse，且，則在父節(jié)點(diǎn)處于第i種毀傷度時(shí)，子節(jié)點(diǎn)發(fā)生某種毀傷度的條件概率計(jì)算方法為：

其中，Tsis為該子節(jié)點(diǎn)第i種狀態(tài)的最小維修時(shí)限；Tsie為該子節(jié)點(diǎn)第i種狀態(tài)的最大維修時(shí)限；Tfis為第i個(gè)父節(jié)點(diǎn)的最小維修時(shí)限；Tfie為第i個(gè)父節(jié)點(diǎn)的最大維修時(shí)限；Tss為子節(jié)點(diǎn)的最小維修時(shí)限；Tse為子節(jié)點(diǎn)的最大維修時(shí)限；Pa（A）為子節(jié)點(diǎn)A的父節(jié)點(diǎn)。

以反艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)毀傷條件概率計(jì)算為例，當(dāng)反艦導(dǎo)彈武器系統(tǒng)所屬艙室節(jié)點(diǎn)（21、22、31）毀傷狀態(tài)均為 L（輕損）時(shí)，根據(jù)式（3），該系統(tǒng)此種狀態(tài)下的各個(gè)毀傷狀態(tài)的條件概率計(jì)算如下：

即輕損L概率為0.3333，中損M概率為0.6667，重?fù)pH和報(bào)廢F的概率為0。同理依次計(jì)算出該分系統(tǒng)所屬艙室節(jié)點(diǎn)各不同毀傷狀態(tài)組合（共64種）的各毀傷等級(jí)條件概率。

根據(jù)艙室分布統(tǒng)計(jì)和實(shí)際工作流程分析，可知分系統(tǒng)所包含設(shè)備均具有串行工作關(guān)系，采用以上方法依次計(jì)算出各分系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)條件概率。

4.2.3 第3層節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定

網(wǎng)絡(luò)第3層節(jié)點(diǎn)主要由五大系統(tǒng)組成，共有5個(gè)節(jié)點(diǎn)。

1）串聯(lián)關(guān)系系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)條件概率

如推進(jìn)系統(tǒng)所包含的3個(gè)分系統(tǒng)能源發(fā)生系統(tǒng)、推進(jìn)機(jī)組和推進(jìn)保障系統(tǒng)工作流程上具有串行關(guān)系，因此，該系統(tǒng)毀傷狀態(tài)各等級(jí)概率采用統(tǒng)計(jì)計(jì)算維修時(shí)間的方法進(jìn)行確定。依次計(jì)算出該系統(tǒng)所屬分系統(tǒng)的各不同毀傷狀態(tài)組合下（共64種組合）的各毀傷等級(jí)條件概率。

2）并聯(lián)關(guān)系系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)條件概率計(jì)算

除了推進(jìn)系統(tǒng)，其他4個(gè)系統(tǒng)武器系統(tǒng)、船體結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)和警戒與指揮系統(tǒng)所包含的分系統(tǒng)工作流程上均具有并行關(guān)系，此4個(gè)系統(tǒng)毀傷狀態(tài)各等級(jí)概率采用1～9標(biāo)度對(duì)比的方法進(jìn)行權(quán)重確定。以武器系統(tǒng)為例，構(gòu)造其各分系統(tǒng)判斷矩陣如表3所示，權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 武器系統(tǒng)各分系統(tǒng)判斷矩陣

表4 武器系統(tǒng)1～9標(biāo)度權(quán)重計(jì)算結(jié)果

由此可得武器系統(tǒng)所包含的4個(gè)分系統(tǒng)各種不同毀傷狀態(tài)組合下（共256種組合）的各毀傷等級(jí)條件概率，計(jì)算結(jié)果如表5所示。

表5 武器系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)毀傷條件概率參數(shù)計(jì)算結(jié)果（部分）

4.2.4 第4層節(jié)點(diǎn)參數(shù)確定

網(wǎng)絡(luò)第4層只包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)即評(píng)估的最終的目標(biāo)艦船總體毀傷節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)中五大系統(tǒng)分別具有不同的作戰(zhàn)功能，在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)過(guò)程中擔(dān)負(fù)不同的使命任務(wù)，各系統(tǒng)間工作流程相對(duì)獨(dú)立［8-10］，因此，艦船總體毀傷節(jié)點(diǎn)的各等級(jí)毀傷狀態(tài)概率采用1～9標(biāo)度權(quán)重對(duì)比的方法進(jìn)行確定。

根據(jù)1～9標(biāo)度對(duì)比的方法，各系統(tǒng)判斷矩陣構(gòu)造如表6所示，計(jì)算結(jié)果如表7所示。

表6 艦船總體各系統(tǒng)判斷矩陣

由此可得艦船總體所包含的4個(gè)分系統(tǒng)各種不同毀傷狀態(tài)組合下（共1 024種組合）的各毀傷等級(jí)條件概率。計(jì)算結(jié)果如表8所示。

將以上4層節(jié)點(diǎn)所包含的條件概率分布參數(shù)輸入所建立的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型相應(yīng)節(jié)點(diǎn)后，得到該典型艦船目標(biāo)毀傷評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，如圖5所示。

該艦船目標(biāo)毀傷評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型共包含77個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，308個(gè)毀傷等級(jí)狀態(tài)，84條節(jié)點(diǎn)因果關(guān)系射線，3 218個(gè)毀傷狀態(tài)組合和12 872個(gè)狀態(tài)參數(shù)。

表7 警戒與指揮控制系統(tǒng)1～9標(biāo)度權(quán)重計(jì)算結(jié)果

表8 艦船總體毀傷條件概率參數(shù)計(jì)算結(jié)果（部分）

4.3 全工況毀傷概率推理計(jì)算

圖5 典型艦船目標(biāo)毀傷評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型

通過(guò)4.2節(jié)的各毀傷工況仿真計(jì)算結(jié)果，統(tǒng)計(jì)出該型艦船各艙室的毀傷規(guī)律，并結(jié)合表5中對(duì)艦船目標(biāo)的艙室分布統(tǒng)計(jì)，利用建立好的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，輸入各工況的初始狀態(tài)，即反艦導(dǎo)彈命中某一艙室后的全艦各個(gè)艙室的毀傷狀態(tài)，通過(guò)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)出艦船總體的各毀傷概率。

以031工況為例，當(dāng)導(dǎo)彈命中第31艙時(shí)，本艙和臨艙 21、22、31、32 為報(bào)廢狀態(tài)，隔艙 7、8、9、20、30、39 為重度毀傷狀態(tài)，第 2 隔艙 6、19、23、33、38、40、43、44、45為中度毀傷狀態(tài)，其他艙室為輕度毀傷狀態(tài)。將此時(shí)1～50艙室狀態(tài)作為證據(jù)輸入貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行推理計(jì)算，更新網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)，得到艦船目標(biāo)總體毀傷概率P（A）為：

即輕度毀傷概率0.0755，中度毀傷概率0.2574，重度毀傷概率0.216 8，報(bào)廢概率0.450 3。

分別將001～050工況下1～50艙室狀態(tài)作為證據(jù)依次輸入所建立的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型，并依次推理更新網(wǎng)絡(luò)其他各系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)毀傷狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而得到每種工況下的目標(biāo)艦船總體毀傷概率，如表9所示。

表9 全工況艦船總體毀傷概率計(jì)算結(jié)果（部分）

導(dǎo)彈命中該艦船目標(biāo)時(shí)，001～050每種工況的發(fā)生概率（即每個(gè)艙室的命中概率）P（mi），可由表3得到。則艦船目標(biāo)各毀傷等級(jí)概率：

輕度毀傷概率：

中度毀傷概率：

重度毀傷概率：

報(bào)廢概率：

艦船目標(biāo)的毀傷概率分布如圖6所示。

圖6 艦船目標(biāo)被擊中后毀傷概率分布圖

5 結(jié)論

利用該評(píng)估貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，較好地推理計(jì)算了模型中所有可能工況的毀傷結(jié)果，得到全工況艦船目標(biāo)總體毀傷狀態(tài)表，在實(shí)際應(yīng)用中，作戰(zhàn)指揮人員可根據(jù)實(shí)際的打擊工況快速評(píng)估艦船的毀傷狀態(tài)，為制定下一步作戰(zhàn)計(jì)劃提供參考。艦船設(shè)計(jì)人員可根據(jù)推理結(jié)果，分析確定較為嚴(yán)重和較輕的工況，合理排布艦船各系統(tǒng)設(shè)備的分布設(shè)置，或提高艦船敏感部位的防護(hù)等級(jí)，以提高艦船在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)過(guò)程中的生存能力，提升綜合作戰(zhàn)效能。該方法為艦船毀傷和導(dǎo)彈威力的評(píng)估提供有效途徑，充分利用了數(shù)值仿真計(jì)算的海量數(shù)據(jù)，挖掘出隱藏于數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系并充分加以利用。