基于灰色决策理论的电子对抗装备保障能力综合评估

基于灰色决策理论的电子对抗装备保障能力综合评估

屈进军

中国船舶重工集团有限公司第七一 0研究所 湖北 宜昌 443003

摘 要：电子对抗装备保障能力评估对于电子对抗装备的管理、保障和控制可提供科学的信息支持。本文对电子对抗装备保障能力的评估指标进行了分析，运用灰色决策理论建立了综合评估模型，给出了电子对抗装备保障能力的量化评估方法，并进行了实例验证。

关键词：电子对抗装备；保障能力；灰色综合评估

1 引言

随着信息化武器装备的发展，武器装备的技术复杂程度越来越高，随之带来的是对武器装备试验鉴定所需的测控装备种类逐渐增多，所用技术更为先进和复杂，装备保障方面的问题也更为突出。如何科学、全面、准确、客观地评价多种类电子对抗装备的试验保障能力，为装备建设的管理、保障和控制提供科学的信息支持，确保试验实施效果，成为电子对抗面临的一项新课题。

灰色系统理论是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的方法^[1]。在测控装备保障能力评价过程中，存在着指标的相关性、关系不确定性，评估认定的差异性、非唯一性等；而且，由于装备保障能力的评价指标多为主观性指标，对这类指标的评价，大多是建立在评价者的知识水平、认识能力和个人偏好、经验之上，难以排除人为因素带来的偏差，使评价中提供的评价信息不够确切，即评价中很多因素是灰色、模糊、难以量化的^[2]。因而，采用传统的、单一的评价方法难以给出正确、合理的评价结果。本文运用灰色决策理论进行装备保障能力的综合评估。

2 灰色评估模型

2.1 定性评价语言变量数值化

设有t个评委组成专家组E={ek}(k=1,2,…,t)，待评估的装备保障方案有m个，组成方案集O={Oi}(i=1,2,…,m)；评价指标共有n个，组成指标集D={dj}(j=1,2,…,n)。评委对参评装备各指标进行定性描述评价，按表1所示对定性的语气算子进行量化处理。

表1 定性评价指标的量化处理

2.2 建立评价矩阵

假设第k个评委对第i个方案的评价在第j个指标下相应的值为 。则可建立第k个专家的评价矩阵为： 。

2.3 建立各评价灰类的白化权函数

建立评价灰类就是确定灰类的等级数、灰数及白化权函数。本文采用5个灰类，记灰类集为G=(g1,g2,g3,g4,g5)={很差，差，中，良，优}，记第j个指标属于第s个灰类的白化权函数为 （j=1,2,…,n；s=1,2,3,4,5）。则：

对于第1灰类“很差”，s=1，白化权函数 为：

对于第2灰类“差”，s=2，白化权函数 为：

对于第3灰类“中”，s=3，白化权函数 为：

对于第4灰类“良”，s=4，白化权函数 为：

对于第5灰类“优”，s=5，白化权函数 为

2.4 计算灰色评价权

设第i个方案在指标j下赋值 属于第s个评价灰类的灰色评价灰数为：

评价指标属于各个灰类的总灰色评价灰数为：

因此，第i个方案在第j个指标下属于第s个评价灰类的评价权为：

则
组成的灰色评价矩阵为： 。

2.5 评价指标的灰色定量化处理

通过对评估信息的定量化处理，使其成为统一的、量化的、标准的、无量纲的评估信息。设各评价灰类的等级值向量 ，分别对应灰类s=1,2,3,4,5，则可得评价指标的定量化向量为 ，所组成的定性评价指标的定量化矩阵为 。

2.6 定量化向量的规范化处理

记第i个方案第j个定性指标的定量化值为x_i(j),j=1,2,…,n,则

，其中，

均值化矩阵为 。

2.7 因素指标的权重向量

权重系数可通过AHP（层次分析法）或AHP法的改进方法来确定^[3]，本文采用一种通过模糊群灰关联度计算权重向量的方法^[4]。

2.7.1 计算模糊群灰关联度

记 为模糊群关联度，表示指标d_j与除d_j外所有指标的灰关联程度。其中， ，表示指标d_j与d_h的关联系数。

2.7.2 计算各指标的相对权重

定义 为指标d_j的权重。记 为权重向量。

2.8 综合评估

综合评估结果为

通过归一化处理，可使 。

3 目标评估指标体系

不同种类的测控装备由于其使命任务、工作原理、组成结构等的不同，使用保障所涉及的因素不尽相同。为对不同种类的测控装备保障能力进行评估，应遵循系统、全面、客观的原则，从各自具体的保障因素中抽象出一般、通用性指标。通过分析研究，最终确定测控装备保障能力的评估指标见下图：

（1）保障方案：保障方案是否完善、科学、可行，方案预案是否考虑周全；

（2）保障机构：保障机构是否健全，机构人员配备是否合理，职能划分是否明确、清晰、全面；

（3）资源供给：保障所需经费、设备、备品备件、技术工房等的供应配套情况；

（4）技术资料：装备保障、维修所需技术资料、处置方案是否完整、齐全；

（5）人员技术能力：所配备人员的技术水平、保障能力、经验和知识储备是否足以完成装备的各项保障任务。

4 应用实例

设某型电子对抗装备靶场试验中，需用到光测、内测、遥测、电测等测控装备四套，为对这四套装备的综合保障能力做出科学评估，邀请五位专家组成评估组，在对装备进行实地检查、问卷调查、考试考核、实装演练等程序后，对装备的保障能力指标进行打分，各专家评价矩阵分别为：

通过计算各方案5个指标的灰色评价权，得到各方案的灰色评价矩阵为：

各评价指标的量化处理结果为：

对量化结果进行规范化处理，处理结果见表2所示：

表2 电子对抗装备保障能力的均值化处理结果

然后，根据群灰关联度及各指标相对权重的计算公式，计算各指标的相对权重为：

计
算综合评估结果并经归一化，得：

经过综合评估可知，在此次的装备试验中，电测装备的综合保障能力优于其它装备；而内测装备由于属异地作战，在资源供给、保障机构的建立方面存在一定差距；尽管对于本次试验而言，遥测装备相关资料不够充足、完善，但技术人员的素质、能力、经验水平较高，因此，综合评价成绩较好，优于内测和光测装备。上述评估结果与装备试验的实际情况是相符的。

5 结论

由于电子对抗装备保障能力评价指标的灰色、模糊和不确定性，因此，对其进行综合评估容易产生偏差。本文对评价指标体系进行了分析，阐述了灰色综合评估的算法模型，并进行了实例验证，取得了科学、可信的评估结果。在实际分析中，可针对装备的具体情况，在本评价指标模型的基础上相应地增加其它指标。

参考文献

[1] 邓聚龙.灰色系统基本方法[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.

[2] 郭煌，郭建胜等.灰色理论和模糊数学相结合的装备保障能力评估模型[J].火力与指挥控制,2009,34(3):75-78.

[3] 朱敏，贾京林等.基于层次分析法的导弹命中点选择研究[J].海军航空工程学院学报，2007，22（3）：369-372.

[4] 周林，王君等.军事装备管理预测与决策[M].北京：国防工业出版社，2007.