基于AHP的電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)評(píng)估模型*

趙 健 黃振和

(電子工程學(xué)院 合肥 230037)

1 引言

電子對(duì)抗裝備在信息作戰(zhàn)中的地位凸顯重要,電子對(duì)抗裝備表現(xiàn)出易受敵精確打擊,裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,戰(zhàn)損率高等特點(diǎn),使得電子對(duì)抗裝備保障對(duì)象多,保障內(nèi)容雜,指揮組織協(xié)調(diào)困難。隨著以計(jì)算機(jī)為核心的高技術(shù)在電子對(duì)抗戰(zhàn)裝備保障領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,如何合理的判斷電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)的性能成為了一個(gè)重要的研究課題。電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)性能的高低,直接影響到保障任務(wù)的完成。筆者根據(jù)層次分析方法,以電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)為測(cè)評(píng)對(duì)象,結(jié)合電子對(duì)抗裝備維修保障的特點(diǎn),建立了一種基于層次分析法的評(píng)估模型,該模型將決策者的主觀判斷和邏輯推理聯(lián)系起來(lái),對(duì)決策者的推理過(guò)程進(jìn)行量化描述,為科學(xué)評(píng)估電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)和基本思路。

2 電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)評(píng)估的層次結(jié)構(gòu)

層次分析法(Analytic Hierachy Process,簡(jiǎn)稱AHP)是國(guó)外20世紀(jì)70年代末提出的一種定性、定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策的分析方法。這種方法適用于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、決策準(zhǔn)則較多而且不易量化的決策問(wèn)題。其基本內(nèi)容是:首先根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和要求,提出一個(gè)總的目標(biāo),然后將問(wèn)題按層次分解,對(duì)同一層次的諸因素通過(guò)兩兩比較的方法確定相對(duì)于上一層目標(biāo)的各自的權(quán)系數(shù)。這樣層層分析下去,直到最后一層,即可給出所有因素相對(duì)于總目標(biāo)而言的按重要性程度的一個(gè)排序。

結(jié)合電子對(duì)抗裝備維修保障的特點(diǎn),找出影響電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)性能的各種因素,將這些因素按目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案進(jìn)行分類,得出如圖1所示層次結(jié)構(gòu)示意圖。本文著重探討電子對(duì)抗群裝備維修保障系統(tǒng)的能力評(píng)估模型和方法。電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)的構(gòu)成要素主要包括指揮機(jī)構(gòu)編成、指揮員決策能力、維修人員的素質(zhì)、器材儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)、器材倉(cāng)庫(kù)的配置、配備的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)及故障自動(dòng)檢測(cè)或診斷設(shè)備等[1]。為便于說(shuō)明問(wèn)題,圖中選取了現(xiàn)有的和擬建的系統(tǒng)D1、D2、D3共三個(gè),分別體現(xiàn)了上述要素組合的數(shù)量及質(zhì)量的差異(詳略)。

3 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

3.1 基本原理

影響電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)評(píng)估的因素眾多,在評(píng)估模型中主要考慮了3個(gè)決策因素的影響。其中保障指揮能力是衡量系統(tǒng)作為指揮主體完成指揮保障任務(wù)所必備的決策因素,是維修保障信息傳遞的關(guān)鍵,是偏重于指揮主體能力的指標(biāo);裝備維修保障和器材保障是戰(zhàn)時(shí)電子對(duì)抗裝備維修保障指揮的主要內(nèi)容,也是裝備維修保障活動(dòng)的關(guān)鍵所在,它們的能力水平不僅依賴于指揮客體,即維修、器材保障分隊(duì),更主要的是依賴于系統(tǒng)的指揮主體人的作用。因此衡量這兩個(gè)指標(biāo),能夠準(zhǔn)確地反映出系統(tǒng)關(guān)鍵要素在總體效能指標(biāo)中的作用。它們又分別受到各子決策因素的影響,采用專家打分法對(duì)各層因素分別進(jìn)行兩兩比較,并引入1～9的標(biāo)度將這種比較結(jié)果進(jìn)行量化,構(gòu)成判斷矩陣。

圖1 電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)評(píng)估層次結(jié)構(gòu)示意圖

由兩兩對(duì)比得到的判斷矩陣,通常是根據(jù)人們主觀判斷得到的,免不了帶有估計(jì)誤差,出現(xiàn)判斷上的不一致性,導(dǎo)致特征值及特征向量也有偏差。因而需要利用一致性指標(biāo)C.I.進(jìn)行檢驗(yàn),其中:

式中,n是判斷矩陣的維數(shù);λmax是各判斷矩陣的最大特征值。

一般只要C.I.≤0.1,就可以認(rèn)為判斷矩陣是滿意的。

判斷矩陣的維數(shù)n越大,判斷的一致性將越差。于是引入隨機(jī)一致性指數(shù)R.I.,其數(shù)值如表1所示。

表1 隨機(jī)一致性指數(shù)

然后得出相對(duì)一致性指數(shù)C.R.,其中:

若C.R.＞0.1,則應(yīng)修改判斷矩陣。

對(duì)于判斷矩陣的最大特征根和相應(yīng)的特征向量,可利用一般的線性代數(shù)的方法進(jìn)行計(jì)算。但從實(shí)用的角度看,一般采用近似方法計(jì)算。較理想的是方根法,基本原理簡(jiǎn)述如下[2]:

式中,aij是采用專家打分法對(duì)同一層因素兩兩比較得到的判斷矩陣中的數(shù)值。

wi即特征向量w的第i個(gè)分量。

3)求λmax

3.2 判斷矩陣A-B

對(duì)于目標(biāo)層A:電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)效能評(píng)估的判斷矩陣如表2所示,其中W是根據(jù)式(3)、(4)計(jì)算得到的特征向量,表的最后一欄列出了按式(1)、(2)、(5)計(jì)算的 C.I.、C.R.和 λmax,其余同。

表2 判斷矩陣A-B

3.3 判斷矩陣B-C

3.3.1 判斷矩陣B1-C

對(duì)于保障指揮能力,其各準(zhǔn)則層的因素兩兩比較得到的判斷矩陣如表3所示。

表3 判斷矩陣B1-C

3.3.2 判斷矩陣B2-C

對(duì)于維修保障能力,其各準(zhǔn)則層的因素兩兩比較得到的判斷矩陣如表4所示。

表4 判斷矩陣B2-C

3.3.3 判斷矩陣B3-C

對(duì)于器材保障能力,其各準(zhǔn)則層的因素兩兩比較得到的量化判斷矩陣如表5所示。

表5 判斷矩陣B3-C

3.4 判斷矩陣Ci-D

同理求3個(gè)電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)相對(duì)于上述子準(zhǔn)則層的11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中每一個(gè)的全系數(shù)。對(duì)圖1中的D1、D2、D3三個(gè)電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng),成對(duì)比較得到判斷矩陣Ci-D,(i=1,2,…,11),如表6所示。

表6 判斷矩陣Ci-D

由各屬性按列組成的相應(yīng)特征向量矩陣D。

4 層次總排序及電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)效能比較結(jié)果

通過(guò)以上分析計(jì)算可得到子準(zhǔn)則層C對(duì)目標(biāo)層A的權(quán)重為:W=[0.3072 0.0576 0.1728 0.1024 0.0780 0.1248 0.0208 0.0364 0.0132 0.0715 0.0363]T,可按權(quán)重進(jìn)行排序?yàn)?指揮員決策能力、指揮手段能力、機(jī)動(dòng)搶修能力、指揮機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率、伴隨維修能力、器材儲(chǔ)備情況、計(jì)算機(jī)輔助決策、后送維修能力、器材補(bǔ)給能力、遠(yuǎn)程支援維修能力、器材消耗預(yù)計(jì)能力。

從而有3個(gè)電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)的相對(duì)權(quán)重D3

由上可知3個(gè)電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)中性能排序?yàn)镈1(電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)1)、D2(電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)2)、D3電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)3)。

5 結(jié)語(yǔ)

采用層次分析法對(duì)電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)評(píng)估的問(wèn)題進(jìn)行了分析,確定了影響電子對(duì)抗裝備維修保障系統(tǒng)各因素的權(quán)重,并運(yùn)用這一科學(xué)方法評(píng)估了幾個(gè)現(xiàn)有的和擬建的維修保障系統(tǒng),為決策提供了依據(jù),實(shí)踐證明所選的系統(tǒng)在實(shí)際中確實(shí)呈現(xiàn)了好的效果,較好地驗(yàn)證了該方法的科學(xué)性、真實(shí)性。

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