基于權(quán)系數(shù)法的防空兵通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選*

劉順利 劉君亮 賈 姝

(防空兵指揮學(xué)院 鄭州 450052)

基于權(quán)系數(shù)法的防空兵通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選*

劉順利 劉君亮 賈 姝

(防空兵指揮學(xué)院 鄭州 450052)

防空兵通信系統(tǒng)是防空兵作戰(zhàn)指揮的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),是防空兵各作戰(zhàn)系統(tǒng)之間信息鏈接的紐帶和橋梁。通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣,主要是通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)的可能性兩大因素決定的。然而,性能好的方案實(shí)現(xiàn)卻很困難;反之,實(shí)現(xiàn)可能性大的方案性能又無法滿足要求。基于權(quán)系數(shù)法的方案優(yōu)選問題,旨在通過定量的綜合分析,尋求既滿足于系統(tǒng)需求又具有可實(shí)現(xiàn)價(jià)值的最佳方案。

權(quán)系數(shù)法;通信系統(tǒng);設(shè)計(jì)方案;優(yōu)選

Class NumberTN914

1 基于權(quán)系數(shù)的評(píng)估模型的建立

1.1 權(quán)系數(shù)的概率分布

其中,xi=1表示決策目標(biāo)重要,xi=-1表示決策目標(biāo)不重要。

正態(tài)分布曲線的橫坐標(biāo)為決策目標(biāo)的重要性(即權(quán)系數(shù)大小),縱坐標(biāo)為決策目標(biāo)的多少。若把縱坐標(biāo)分為刻度為 α,2α,3α,…的間隔,分別對(duì)應(yīng)目標(biāo)權(quán)系數(shù)的大小。就右半平面說,1α在橫軸上對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)最大,排隊(duì)等級(jí)為一,2α次之,排第二,3α排第三。左半平面正好相反。

為了使權(quán)系數(shù)具有統(tǒng)一的單調(diào)性且為正值?？砂炎蟀肫矫媲€過A且平行于橫軸的直線為軸對(duì)稱變換,再把縱軸變換左移3σ(近似認(rèn)為正態(tài)分布的區(qū)間在 ±3σ內(nèi)),得到我們的目的是根據(jù)目標(biāo)排列等級(jí)求目標(biāo)的權(quán)系數(shù),為了目標(biāo)權(quán)函數(shù)的計(jì)算方便,需要將縱坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為函數(shù),橫坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為自變量,如圖3所示。

1.2 函數(shù)關(guān)系的轉(zhuǎn)換

圖1表示的正態(tài)函數(shù)其密度函數(shù)為

圖3 排隊(duì)等級(jí)—權(quán)函數(shù)

因而,經(jīng)對(duì)稱和平移變換后得到圖2權(quán)系數(shù)—排隊(duì)等級(jí)曲線的函數(shù)關(guān)系式為

從式(2)中可以解出x關(guān)于f(x)的反函數(shù),即為圖3排隊(duì)等級(jí)—權(quán)函數(shù)函數(shù)關(guān)系表達(dá)式

1.3 權(quán)系數(shù)的計(jì)算公式

為了便于計(jì)算,采用最大權(quán)系數(shù)歸一表示。由以上分析可知,最大權(quán)系數(shù)ymax=6σ。最大權(quán)系數(shù)歸一后,第i個(gè)權(quán)系數(shù)wi的表達(dá)式為

表1 n為9時(shí)的權(quán)系數(shù)

表2 分級(jí)量化表

由式(6)可以看出,權(quán)系數(shù)只與決策目標(biāo)m和排隊(duì)等級(jí)i有關(guān)。只要排列好各個(gè)決策目標(biāo)的順序,就能夠方便的計(jì)算出每個(gè)目標(biāo)的權(quán)系數(shù)。設(shè)最大權(quán)系數(shù)歸一后用w0表示,即w0=1,對(duì)于n=9時(shí),計(jì)算出的權(quán)系數(shù)列于表1中。

1.4 評(píng)價(jià)結(jié)果的分級(jí)量化

要對(duì)一個(gè)具體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià),就必須對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)和量化。對(duì)一些目標(biāo)等級(jí)排在前面的有著決定性的重要目標(biāo),只要有一個(gè)達(dá)不到評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值即可判斷該方案為劣等方案,不再予以評(píng)價(jià)。

以六級(jí)評(píng)價(jià)等級(jí)為例,表2中給出分級(jí)量化的情況。

1.5 系統(tǒng)指數(shù)的計(jì)算

系統(tǒng)指數(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的定性描述。系統(tǒng)方案的優(yōu)劣主要有系統(tǒng)方案性能的優(yōu)劣程度和方案實(shí)現(xiàn)的難易程度所決定的,因此,系統(tǒng)指數(shù)也是由性能指數(shù)和實(shí)現(xiàn)指數(shù)兩個(gè)因子組成。從概率論的角度來講,性能和實(shí)現(xiàn)的可能性屬于積事件,系統(tǒng)指數(shù)由它們的乘積決定。

1.5.1 實(shí)現(xiàn)指數(shù)的求法

設(shè)系統(tǒng)的第n個(gè)設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)指數(shù)為γn1,則有

1.5.2 性能指數(shù)得求法

同理,系統(tǒng)第n個(gè)設(shè)計(jì)方案的性能指數(shù)計(jì)算公式為

1.5.3 系統(tǒng)指數(shù)的求法

系統(tǒng)第n個(gè)設(shè)計(jì)方案的系統(tǒng)指數(shù)γn的計(jì)算公式為

多個(gè)系統(tǒng)方案的系統(tǒng)指數(shù)γn都算出后,其中γn最大的就是最佳方案。

2 應(yīng)用舉例

對(duì)于某一防空兵通信系統(tǒng),共有三個(gè)總體設(shè)計(jì)方案,希望對(duì)這四個(gè)方案進(jìn)行優(yōu)選。

1)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)指標(biāo)共有四個(gè),根據(jù)它們對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要程度排序,依次為:價(jià)格、進(jìn)度、技術(shù)成熟度、設(shè)備國產(chǎn)還是進(jìn)口。用式(6)算出的權(quán)系數(shù)列于表3。

表3 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的權(quán)系數(shù)

每個(gè)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)在三種方案中的評(píng)價(jià)結(jié)果列于表4。

表4 三種方案實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果

將各實(shí)現(xiàn)目標(biāo)在每種方案中評(píng)價(jià)結(jié)果量化值及其實(shí)現(xiàn)指數(shù)列于表5。

表5 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的量化值與實(shí)現(xiàn)指數(shù)

2)系統(tǒng)的性能目標(biāo)共有五個(gè),根據(jù)它們的重要程度進(jìn)行排序,依次為:可用性、可靠性、生存能力、可擴(kuò)充性、可維修性。應(yīng)用式(6),可算出性能目標(biāo)的權(quán)系數(shù)列于表6。

表6 性能目標(biāo)的權(quán)系數(shù)

每個(gè)性能目標(biāo)在三種方案中的評(píng)價(jià)結(jié)果列于表7。

表7 三種方案性能目標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果

將性能目標(biāo)量化值及性能指數(shù)計(jì)算結(jié)果列于表8。

表8 性能目標(biāo)的量化值和性能指數(shù)

根據(jù)式(9),可計(jì)算出三種總體方案的系統(tǒng)指數(shù)的總體計(jì)算結(jié)果,并列于表9。

表9 系統(tǒng)指數(shù)

從表9中對(duì)目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果可以看出,方案2為防空兵體系系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳方案。

3 結(jié)語

該方案優(yōu)選的方法克服了傳統(tǒng)方案選擇偏重于定性分析的不足,通過科學(xué)的定量分析,有效的減少主觀因素的影響,提高評(píng)估結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。

[1]呂輝,賀正洪.防空兵指揮自動(dòng)化系統(tǒng)原理[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2003

[2]劉曙陽,程萬祥.C3I系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)[M].北京:國防大學(xué)出版社,1997

[3]譚樂祖,任東彥,李大鵬.灰色層次分析法在艦艇防空作戰(zhàn)方案優(yōu)選中的應(yīng)用[J].兵工自動(dòng)化,2010,29(1):40～42

[4]王利勇.軍隊(duì)指揮信息系統(tǒng)研究[M].北京:國防大學(xué)出版社,2007

[5]姚青春.指揮信息研究[M].北京:軍事科學(xué)出版社,2008:77～79

[6]郝強(qiáng).模糊灰色方法在防空兵作戰(zhàn)指揮分析中的應(yīng)用[M].北京:軍事科學(xué)出版社,1997:11

[7]唐興誠.防空兵作戰(zhàn)指揮自動(dòng)化[M].鄭州:防空兵指揮學(xué)院,1999

[8]劉曙陽.指揮中心體系結(jié)構(gòu)[M].北京:軍事科學(xué)出版社,1999,1

Weight Coefficient Based Communication System of Air Defense Troops of Design Optimization

Liu Shunli Liu Junliang Jia Shu
(Air Defense Conmand,Zhengzhou 450052)

Air defense communications system is operational command of the neural network is the air defense information link between the various operational systems of the bond and bridge.Advantages and disadvantages of communication system design,primarily in the communications system performance indicators and the possibility of achieving two major factors.However,the performance is very difficult to achieve a good solution;the other hand.The possibility of a large program to achieve the performance they can not meet the requirements.Coefficient method based on optimal selection of the right to issue a comprehensive quantitative analysis of aims,seeking both to meet the system requirements but also has the best value can be realized.

weight coefficient method,communication systems,design,select the best

TN914

2010年8月25日,

2010年9月27日

劉順利,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:防空兵作戰(zhàn)指揮自動(dòng)化。