Hava hedefleri için bulanık mantık ile tehdit algılama ve silah atama algoritması geliştirilmesi
Development of a threat detection and weapon assignment algorithm with fuzzy logic for air targets
Yazar: TAYLAN ÖZGÜR ÜLTEN
Danışman: PROF. DR. ÖMER FARUK BAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Değerlendirme = Evaluation ; Silah atama modeli = Weapon-target assigment model ; Tehdit = Threat

Özet:
Muharebe alanında çok karmaşık yapıda, çeşitte ve sayıda tehdit unsurları yer almaktadır. Aynı zamanda bu tehdit unsurlarına karşı kullanılabilecek kısıtlı sayıda kaynak bulunmaktadır. Kısıtlı sayıda kaynağın etkili ve verimli kullanılabilmesi ve uygulanabilecek prosedürlerin belirlenebilmesi için bir dizi karar süreçleri gerekmektedir. Savaş ortamında yoğun stres altında karar verebilmek için güçlü bir muhâkeme yeteneği ve uzun yıllar sonucunda elde edilmiş tecrübe gerektirmektedir. Günümüzün gelişmiş tehdit unsurlarını tespit edebilmek ve silah yeteneklerinin etkin bir şekilde kullanılabilmesi için sadece operatör deneyim ve yetenekleri yeterli olmamaktadır. Bu sebeple operatör deneyimlerinin yanı sıra ilave karar destek sistemlerine de ihtiyaç duyulmaktadır. Tehdit Değerlendirme ve Silah Atama (TDSA) sistemi hava hedeflerinin tehdit derecesinin belirlenmesinde ve tespit edilen hava hedeflerine karşı uygun kaynakların tahsis edilmesinde operatöre katkı sunan bir karar destek sistemidir. Bu çalışmada operatörlere karar verme süreçlerinde katkı sağlamayı hedefleyen bir karar destek sistemi tasarlanmıştır. Karar destek sistemi için Microsoft Visual Studio kullanılarak C# programlama dili yardımıyla tehdit değerlendirme ve silah atama arayüzü tasarlanmıştır. Tasarlanan arayüzde hesaplamalar, bulanık mantık yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Arayüzde öncelikle tehdit olarak sınıflandırılan hava hedeflerine ait hız, irtifa, mesafe ve manevra parametreleri kullanılarak, bulanık mantık yardımıyla iki adet senaryo çerçevesinde hedeflere ait tehdit derecesi hesaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Sonrasında ise hesaplanan tehdit derecesi dikkate alınarak ve hedefe ait parametreler kullanılarak, katmanlı hava savunma sistemi oluşturacak şekilde envanterde bulunan üç adet silah sisteminden uygun olanı; bulanık mantık yöntemi ile hesaplanarak, operatöre önerilmiştir. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen tehdit derecesi hesaplamalarının ve silah atama önerilerinin kişisel tecrübeleri ve yeteneği kapsamında çok sayıda ve belirsiz özellikteki veri ile gerçek zamanlı ve hızlı kararlar vermek zorunda olan operatöre katkı sunduğu değerlendirilmiştir. Ayrıca, daha önceki çalışmalarda olduğu gibi tehdit değerlendirme ve silah atama süreçlerinde doğası gereği eksik ve belirsiz olarak nitelendirilen verilerle karar vermek için bulanık mantık yönteminin kullanımının uygun olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In the war area, there are very complex and various number of threat elements. At the same time, there is a limited number of resources that can be used against these threats. A series of decision processes are required in order to use the limited number of resources effectively and efficiently and to determine the procedures that can be applied. In order to be able to make decisions under intense stress in a war area, it requires a strong reasoning ability and experience gained as a result of many years. Operator experience and skills alone are not enough to detect today's advanced threat elements and to use weapon capabilities effectively. For this reason, additional decision support systems are needed as well as operator experiences. Threat Evaluation and Weapon Assignment (TEWA) system is a decision support system that contributes to the operator in determining the threat level of air targets and allocating appropriate resources against detected air targets. In this study, a decision support system is designed to contribute to the decision making processes of the operators. A threat assessment and weapon assignment interface was designed with the help of C# programming language using Microsoft Visual Studio for the decision support system. Calculations in the designed interface are carried out with Fuzzy Logic method. Using the speed, altitude, distance and maneuver parameters of the air targets classified as threats in the interface, the threat level of the targets was calculated within the framework of two scenarios with the help of Fuzzy Logic. Then, using the calculated threat level and the parameters of the target, the appropriate one of the three weapon systems in the inventory to form a layered air defense system; it was calculated by Fuzzy Logic method and suggested to the operator. It has been evaluated that the threat degree calculations and weapon assignment suggestions made within the scope of the study contribute to the operator, who has to make real-time and fast decisions with a large number of uncertain data within the scope of his personal experience and ability. In addition, as in previous studies, it has been observed that the use of Fuzzy Logic method is appropriate for making decisions with data that is inherently incomplete and uncertain in threat assessment and weapon assignment processes.