CN107644055A - 一种基于训练数据的通信保障能力生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于联合作战仿真推演系统领域，提供一种基于训练数据的通信保障能力生成方法，包括：对作战过程中可能交互的部队进行编号，通过编号进行组合得到通信编号，然后在训练过程中统计各通信编号对应的在干扰环境下和理想环境下的通信延迟数据，存入作战训练历史数据库；对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录；在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力。本发明采用真实的部队训练数据，经过较有效的数据处理，可以生成准确的通信保障能力，为作战指挥人员拟制出科学的作战方案提供有力支撑。

Description

一种基于训练数据的通信保障能力生成方法

技术领域

本发明属于联合作战仿真推演系统领域，尤其涉及一种基于训练数据的通信保障能力生成方法。

背景技术

在联合作战推演过程中经常需要使用的部队通信保障能力会随着作战时节、作战地点、作战人员和作战环境的改变而发生变化，如何较为准确地描述通信保障能力，对于提高作战模拟的可信性、达到推演目的至关重要。

以往通信保障能力的生成一般基于通信装备性能、数量和状态等参数，采用专家定性评估的方法，经简单的数学处理计算得出。由于缺乏对作战人员、作战时节和作战地点等复杂因素的考虑，导致计算出的通信保障能力与实际有较大的出入。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于训练数据的通信保障能力生成方法，旨在解决现有通信保障能力计算方法得到的结果与实际误差加大的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

所述基于训练数据的通信保障能力生成方法，包括下述步骤：

对作战过程中可能交互的部队进行编号，将信息发送方部队编号和信息接收方部队编号进行组合，得到通信编号，然后在训练过程中统计各通信编号对应的在干扰环境下和理想环境下的通信延迟数据，存入作战训练历史数据库的干扰通信训练表和理想环境通信训练表中；

对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录；

在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力。

进一步的，所述对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录步骤，具体包括：

针对每个通信编号分组，将同类型的通信延迟数据进行大小排序，包括干扰环境下和理想环境下的数据排序；

记录其中数值最大的通信时延数据；

删除排序后前后两极一定数量的通信延时数据，然后求得剩下通信延迟数据的平均通信时延；

最后以通信编号为主键，根据得到的干扰环境、理想环境两种情况下的平均通信时延以及最大通信时延数据生成通信保障能力数据表，并保存至作战模拟数据库。

进一步的，所述在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力步骤，具体包括：

在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据双方的部队编号确定相应的通信编号；

根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据；

根据获取到的平均通信时延生成指数分布随机数；

将所述指数分布随机数和获取到的最大通信时延数据中最小的数据作为最终通信时延。

进一步的，所述根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据步骤，具体包括：

根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表；

判断部队双方当前是否受到干扰；

若受到干扰，则从通信保障能力数据表获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据；

若没有收到干扰，则从通信保障能力数据表获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

进一步的，所述根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据步骤，具体包括：

判断部队双方当前是否受到干扰；

若受到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据；

若没有收到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

本发明的有益效果是：本发明在部队是否受到干扰等特定训练环境下，统计真实的通信时延训练数据，对其进行分类、筛选、转换等信息处理与提取，形成基准数据库，在模拟应用时，依据作战环境和作战对象，从基准数据库中提取对应数据并处理，生成得出通信延迟值，从而提高了通信保障能力的准确性，提高联合作战模拟结果的真实性，有助于作战指挥人员制定合理的作战方案。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于训练数据的通信保障能力生成方法的流程图；

图2是通信编号的数据格式图；

图3是建立作战模拟数据库的具体流程图；

图4是联合作战仿真模拟的一种实现方式流程图；

图5是联合作战仿真模拟的另一种实现方式流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，本实施例提供的基于训练数据的通信保障能力生成方法，包括下述步骤：

步骤S101、建立作战训练历史数据库。对作战过程中可能交互的部队进行编号，将信息发送方部队编号和信息接收方部队编号进行组合，得到通信编号，然后在训练过程中统计各通信编号对应的在干扰环境下和理想环境下的通信延迟数据，存入作战训练历史数据库的干扰通信训练表和理想环境通信训练表中。

首先对部队集合中的各个部队进行编号，这些部队是作战过程中可能需要信息交互的部队。本实施中，编号长度为12位，对于交互的部队双方，其中一方为信息发送方，另一方为信息接收方。本步骤需要将部队集合中任意两个可能进行信息交互的部分进行组合，形成通信编号。具体形式如图2所述，通信编号为24位，发送方编号在前，接收方编号在后。

然后在平时训练过程中，统计各个通信编号对应的在受到和没有受到干扰的通信延迟数据，本实施例中，受到干扰情况称之为干扰环境下，没有受到干扰情况称之为理想环境下，然后将得到的通信延迟数据存入作战训练历史数据库的干扰通信训练表和理想环境通信训练表中。

作战训练历史数据库的理想环境通信训练表和干扰通信训练表分别保存了理想环境下和干扰环境下的记录ID(自增主键)、通信编号和通信延迟数据。

步骤S102、建立作战模拟数据库。对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录。

前述步骤S101中已经建立了作战训练历史数据库，本步骤需要对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，形成作战模拟数据库，以便后续作战仿真模拟过程的数据调用。

具体的，如图3所示，包括下述步骤：

S301、针对每个通信编号分组，将同类型的通信延迟数据进行大小排序，包括干扰环境下和理想环境下的数据排序。

对于一个通信编号分组，有干扰环境下的通信延迟数据和理想环境下的通信延时数据。对于两种类型的通信延迟数据的处理方式相同。下面以理想环境下的通信延迟数据处理为例，说明处理过程。

假设一个通信编号分组下的通信延迟数据有N个，为了保证模拟结果的准确性，本实施例中N>100。按照从小到大顺序，将通信延迟数据排序为：x₁…x_i…x_N(1<i<N)。

S302、记录其中数值最大的通信时延数据。

记录最大通信时延数据M_ideal＝x_N。

S303、删除排序后前后两极一定数量的通信延时数据，然后求得剩下通信延迟数据的平均通信时延。

数据排序后，前后两端的数据一般来讲误差略大，主要数据还是集中在中间段，为了保证准确率，需要将前后一定数量的通信延迟数据删除。剔除后的数据为：x_K…x_j…x_J(K<j<J)，下标为1至K-1以及J+1至N的通信数据被删除，这里设定其中[*]表示对*取整。

由此可以计算出平均通信时延：

同理也可以计算出当前通信编号在干扰环境下的最大通信时延数据M_jam和平均通信时延P_jam。

S304、最后以通信编号为主键，根据得到的干扰环境、理想环境两种情况下的平均通信时延以及最大通信时延数据生成通信保障能力数据表，并保存至作战模拟数据库。

最后，以通信编号ID为主键，将P_ideal、M_ideal、P_jam和M_jam存入通信保障能力数据表，具体格式内容如下表1所示。

表1通信保障能力数据表

步骤S103、联合作战仿真模拟步骤。在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力。

在联合作战仿真模拟过程中，如果部队之间需要信息交互，则依托作战模拟数据库中的通信保障能力数据表中的数据，采用随机化处理的方式生成通信保障能力。

作为一种具体的实现方式，如图4所示，包括下述步骤：

S401、在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据双方的部队编号确定相应的通信编号。

S402、根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表。

S403、判断部队双方当前是否受到干扰。

S404、若受到干扰，则从通信保障能力数据表获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

S405、若没有收到干扰，则从通信保障能力数据表获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

假设最后得到的通信编号当前环境下对应的最大通信延迟数据为M和平均通信延迟为P。

S406、根据获取到的平均通信时延生成指数分布随机数。

以P为根据生成指数分布随机数R。在某种环境下对应的平均通信时延为P，指数分布随机数R可以表示为即以为参数的指数分布，其概率密度函数为：其中x>0。

S407、将所述指数分布随机数和获取到的最大通信时延数据中最小的数据作为最终通信时延。

由于通信延迟不可能无限大，所以需要将R与最大通信时延M进行对比，取最小数值作为最终通信时延D_l。

作为另一种具体的实现方式，如图5所示，包括下述步骤：

S501、在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据双方的部队编号确定相应的通信编号。

S503、判断部队双方当前是否受到干扰。

S503、若受到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

S504、若没有收到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

S505、根据获取到的平均通信时延生成指数分布随机数。

S506、将所述指数分布随机数和获取到的最大通信时延数据中最小的数据作为最终通信时延。

此实现方式与前述实现方式基本相同，区别在于：本实现方式中在确定双方通信编号后，先判断是否受到干扰，然后从战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并获取该环境下平均通信时延以及最大通信时延数据。而前述实现方式中，在确定双方通信编号后，是先从战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，然后再判断是否受到干扰，根据干扰情况直接从获取的通信保障能力数据表中得到相应环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。两者本质上是一样的，只是执行先后顺序不同。

综上，本发明充分考虑了作战中的各种因素，采用真实的部队训练数据，经过较有效的数据处理，可以生成通信保障能力，为作战指挥人员拟制出科学的作战方案提供有力支撑。本发明较以往各种方法更能真实描述通信保障能力，与以往方法相比极大地提高了准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于训练数据的通信保障能力生成方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

对作战过程中可能交互的部队进行编号，将信息发送方部队编号和信息接收方部队编号进行组合，得到通信编号，然后在训练过程中统计各通信编号对应的在干扰环境下和理想环境下的通信延迟数据，存入作战训练历史数据库的干扰通信训练表和理想环境通信训练表中；

对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录；

在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力。

2.如权利要1所述基于训练数据的通信保障能力生成方法，其特征在于，所述对作战训练历史数据库进行数据处理和提取，生成作战模拟数据库的数据记录步骤，具体包括：

针对每个通信编号分组，将同类型的通信延迟数据进行大小排序，包括干扰环境下和理想环境下的数据排序；

记录其中数值最大的通信时延数据；

删除排序后前后两极一定数量的通信延时数据，然后求得剩下通信延迟数据的平均通信时延；

最后以通信编号为主键，根据得到的干扰环境、理想环境两种情况下的平均通信时延以及最大通信时延数据生成通信保障能力数据表，并保存至作战模拟数据库。

3.如权利要求2所述基于训练数据的通信保障能力生成方法，其特征在于，所述在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据所述作战模拟数据库的数据记录，采用随机化处理方式生成通信保障能力步骤，具体包括：

在联合作战仿真模拟过程中，对于需要信息交互的部队双方，根据双方的部队编号确定相应的通信编号；

根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据；

根据获取到的平均通信时延生成指数分布随机数；

将所述指数分布随机数和获取到的最大通信时延数据中最小的数据作为最终通信时延。

4.如权利要求3所述基于训练数据的通信保障能力生成方法，其特征在于，所述根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据步骤，具体包括：

根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表；

判断部队双方当前是否受到干扰；

若受到干扰，则从通信保障能力数据表获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据；

若没有收到干扰，则从通信保障能力数据表获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。

5.如权利要求2所述基于训练数据的通信保障能力生成方法，其特征在于，所述根据通信编号以及当前部队双方是否受到干扰的情况，从作战模拟数据库中找到通信编号对应的通信保障能力数据表，并从通信保障能力数据表中找打干扰情况对应的平均通信时延以及最大通信时延数据步骤，具体包括：

判断部队双方当前是否受到干扰；

若受到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取干扰环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据；

若没有收到干扰，则从根据通信编号从作战模拟数据库中找到对应的通信保障能力数据表，并获取理想环境下的平均通信时延以及最大通信时延数据。