【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地雷数据分析，更具体地说，本专利技术涉及一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法。
技术介绍
1、地雷是一种通常设置于地表或地面以下，通过压力、拉力等机械应力或者磁、声音、震动等信号来触发的爆炸性障碍武器，能够攻击步兵和坦克装甲车辆，割裂敌人进攻阵型，迟滞、阻碍敌人的进攻速度，阻挡敌人退却方向，冲击波压力采集和显示是地雷效能分析的必要步骤，在进行扫雷测试工作时，有效的冲击波压力传感数据采集和毁伤效应数据采集能够对地雷的工作效能产生良好的分析和预测作用，基于冲击波压力传感器和毁伤效应测试仪的冲击波压力采集显示子系统能够实现分布式测量、存储式记录以及无线传输，进而实现雷场的远程状态监测，毁伤效应测试仪能够在进行扫雷作业测试时对冲击波的压力特征值进行分析，将分析得出的冲击波压力特征值传输给上位机，可视化显示爆破空气冲击压力波压力场在地面的分布，而现有研究中对地雷爆炸产生的温度场和冲量的测量也是非常欠缺，无法利用冲击波的特征分析雷场的温度场和冲量，进而为雷场的毁伤范围提供数据基础，以便于规划扫雷测试行动，优化扫雷测试效果。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，利用冲击波的特征分析雷场的温度场和冲量，进而为雷场的毁伤范围提供数据基础，以便于规划扫雷测试行动，优化扫雷测试效果。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，包括如下步骤：p>
4、步骤一，冲击波数据采集：在地雷测试引发爆炸时，采集并记录冲击波传感数据，并经过信号调理，实现冲击波分析数据采集；
5、步骤二，获取测量点位冲击波特征数据：分析冲击波数据，获取冲击波能流图和压力分布等高图，获取预设测量点位的超压数值、正压作用时间及冲量，同时根据冲击波能流图和压力分布等高图获取每个地雷的爆炸中心及测量点距离最近爆炸中心的距离；
6、步骤三，分析冲击波特征数据，获取冲击波特征毁伤效应评估值；
7、步骤四，获取测量点温度及热辐射通量：利用机器学习预测冲击波对应特征值下的温度值，并利用预测获得的测量点温度值评估测量点的热辐射通量；
8、步骤五，分析测量点热辐射通量，获取热辐射毁伤效应评估值；
9、步骤六，利用冲击波特征毁伤效应评估值和热辐射毁伤效应评估值获取综合毁伤效应评估值；
10、在步骤六中，获取综合毁伤效应评估值的机制为，综合毁伤效应评估值等于冲击波特征毁伤效应评估值与热辐射毁伤效应评估值乘积的算术平方根的修正量，综合毁伤效应评估值的公式为：
11、
12、式中：bdes为综合毁伤效应评估值，bc为冲击波特征毁伤效应评估值，bh为热辐射毁伤效应评估值，α和β均为修正系数，通过历史数据进行数值分析获得。
13、作为本专利技术进一步的方案，在步骤一中，冲击波数据采集的具体实现流程包括如下步骤：
14、步骤a1，安装冲击波传感器，设置测量点位：在雷场或地雷测试区域，需要安装具有冲击波传感器，在雷场内或测试区域内，确定需要测量冲击波数据的点位；
15、步骤a2，触发地雷爆炸：使用遥控装置引发地雷的爆炸，进行地雷测试；
16、步骤a3，数据采集和记录：在地雷爆炸时，冲击波传感器将捕捉冲击波的数据，以数字格式记录这些数据；
17、步骤a4，信号调理及数据存储：对采集的原始数据进行信号调理，以去除噪音，采集、处理和调理后的数据进行妥善存储；
18、步骤a5，标记数据：对应的地雷爆炸事件、测量点位、时间戳信息正确标记每组数据。
19、作为本专利技术进一步的方案，在步骤a3中，采集的冲击波数据包括爆炸时的冲击波峰值超压、正压作用时间及爆速，同时人为记录测试地雷的炸药质量及炸药的tnt当量。
20、作为本专利技术进一步的方案，在步骤二中，获取测量点位冲击波特征数据的流程包括：
21、步骤c1，冲击波数据分析：使用步骤一中采集并信号调理的冲击波数据进行分析，这些数据应包括压力和时间信息，通常以波形形式表示，通过查找压力波形的最大值获取超压，通过波形分析获取超过超压之上的正压作用时间，将压力波形积分，从超压开始到正压结束获取冲量。
22、步骤c2，确定测量点位置：根据冲击波能流图和压力分布等高图，确定每个地雷的爆炸中心以及测量点位与最近的爆炸中心之间的距离，将获得的超压、正压作用时间和冲量与地雷的位置关联起来；
23、步骤c3，数据存储：将获取的超压数值、正压作用时间、冲量以及与地雷位置相关的信息记录和存储，确保将获得的数据与特定地雷事件和测量点位对应。
24、作为本专利技术进一步的方案，在步骤三中，分析冲击波特征数据，获取冲击波特征毁伤效应评估值的预设机制为，冲击波特征毁伤效应评估值为正压毁伤效应值、冲量毁伤效应值之和减去正压冲量叠合毁伤效应值，冲击波特征毁伤效应评估值的公式为：
25、bc＝bzy+bcl-bzycl
26、式中：bzy为正压毁伤效应值，bcl为冲量毁伤效应值，bzycl为正压冲量叠合毁伤效应值，其中，正压冲量叠合毁伤效应值为正压毁伤效应值、冲量毁伤效应值的乘积与正压毁伤效应值、冲量毁伤效应值之和的比值，正压冲量叠合毁伤效应值的公式为：
27、
28、作为本专利技术进一步的方案，在步骤四中，获取测量点温度及热辐射通量的具体实现步骤包括：
29、步骤d1，数据收集与准备：收集具有冲击波特征值、温度和热辐射通量的数据集，这个数据集包括已知特征值、相应的温度值和热辐射通量值；
30、步骤d2，数据预处理：对数据进行清洗、去除异常值、归一化及标准化的预处理步骤；
31、步骤d3，特征工程：从冲击波数据中提取超压、正压作用时间、冲量，这些特征作为模型的输入，确定合适的特征选择和特征工程方法；
32、步骤d4，数据分割：将数据集按照7:3的比例分为训练集和测试集，训练集用于训练机器学习模型，测试集用于评估模型的性能；
33、步骤d5，模型选择和训练：选择神经网络模型作为机器学习算法的模型，使用训练集来训练机器学习模型，以建立冲击波特征值与温度之间的关联。模型用于学习如何将冲击波特征映射到温度值；
34、步骤d6，模型验证和评估：使用测试集来验证和评估模型的性能，包括使用均方误差、平均绝对误差、相关系数来评估模型的准确性；
35、步骤d7，温度估计：使用训练好的模型预测测量点位的温度，将冲击波数据中提取的特征值输入到模型中，模型返回一个温度值的估计。
36、步骤d8，热辐射通量计算：利用预先设定的热辐射通量公式进行热辐射通量计算。
37、作为本专利技术进一步的方案，在步骤d8中，预先设定的热辐射通量公式获取热辐射通量的机制为，热辐射通量与测量点温度估计值正相关，与地雷的炸药本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤一中，冲击波数据采集的具体实现流程包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤A3中，采集的冲击波数据包括爆炸时的冲击波峰值超压、正压作用时间及爆速，同时人为记录测试地雷的炸药质量及炸药的TNT当量。
4.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤二中，获取测量点位冲击波特征数据的流程包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤三中，分析冲击波特征数据，获取冲击波特征毁伤效应评估值的预设机制为，冲击波特征毁伤效应评估值为正压毁伤效应值、冲量毁伤效应值之和减去正压冲量叠合毁伤效应值，冲击波特征毁伤效应评估值的公式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤四中，获取测量点温度及热辐射通量的具体实
7.根据权利要求6所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤D8中，预先设定的热辐射通量公式获取热辐射通量的机制为，热辐射通量与测量点温度估计值正相关，与地雷的炸药质量及炸药TNT当量的乘积正相关，与测量点位同最近的爆炸中心之间的距离正相关，热辐射通量的公式为：
8.根据权利要求7所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤五中，热辐射毁伤效应评估值与热辐射通量线性正相关，热辐射毁伤效应评估值的公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤一中，冲击波数据采集的具体实现流程包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤a3中，采集的冲击波数据包括爆炸时的冲击波峰值超压、正压作用时间及爆速，同时人为记录测试地雷的炸药质量及炸药的tnt当量。
4.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤二中，获取测量点位冲击波特征数据的流程包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于冲击波数据的雷场毁伤效应分析方法，其特征在于，在步骤三中，分析冲击波特征数据，获取冲击波特征毁伤效应评估值的预设机制为，冲击波特...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂建刚，王延烽，徐成，张忠源，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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