基于三標(biāo)度法的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估

蔡廣友，謝泉松

（海軍潛艇學(xué)院，山東青島 266071）

基于三標(biāo)度法的戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估

蔡廣友，謝泉松

（海軍潛艇學(xué)院，山東青島 266071）

總結(jié)出評(píng)估戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度的若干主要指標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)原理，通過(guò)三標(biāo)度法，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜度的影響程度，建立戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型。

三標(biāo)度法；電磁環(huán)境；評(píng)估

信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)，各種雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、強(qiáng)電磁輻射干擾機(jī)等武器裝備大量運(yùn)用，使電磁輻射的功率越來(lái)越強(qiáng)，占用電磁頻譜越來(lái)越寬，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜。并且隨著信息化程度的不斷提高，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)，特別是戰(zhàn)場(chǎng)感知、指揮控制、裝備效能和戰(zhàn)場(chǎng)生存等方面的影響和制約將不斷增大。因此，在作戰(zhàn)決策過(guò)程中，戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境已成為指揮機(jī)關(guān)必須關(guān)注的重要因素之一。通過(guò)科學(xué)的方法，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜度進(jìn)行定性與定量分析，可以幫助指揮機(jī)關(guān)準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地掌握戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì)，以及其對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)的影響，并據(jù)此做出正確的決策。

1 戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估指標(biāo)體系

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已有不少學(xué)者對(duì)電磁環(huán)境復(fù)雜程度的度量上進(jìn)行了探討，先后提出了信號(hào)強(qiáng)度、背景噪聲強(qiáng)度、用頻威脅度、頻率占用度、頻率重合度、電磁設(shè)備抗干擾度、電磁頻譜管控度等十多個(gè)度量指標(biāo)。經(jīng)過(guò)綜合衡量和反復(fù)比較，我們認(rèn)為選擇背景噪聲強(qiáng)度u1、信號(hào)功率強(qiáng)度u2、頻率占用度u3、頻率重合度u4和用頻威脅度u55個(gè)指標(biāo)，作為電磁環(huán)境復(fù)雜程度u的度量標(biāo)準(zhǔn)較為合理，建立戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估指標(biāo)體系。

各個(gè)評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算可分別用下列公式表示：

2 三標(biāo)度法確定各評(píng)估指標(biāo)權(quán)重的決策過(guò)程

2．1 構(gòu)造判斷矩陣

首先由專(zhuān)家給出在每一層次上各元素之間重要性程度的三標(biāo)度比較矩陣A＝（dij）n×n，其中：

從ri中找出最大值rmax和最小值rmin，再對(duì)rmax和rmin所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)元素進(jìn)行比較，給出所謂的基點(diǎn)比較標(biāo)度bm；最后通過(guò)下面的變換式將直接比較矩陣變換成間接判斷矩陣：

然后計(jì)算三標(biāo)度比較矩陣的行要素之和

2．2 計(jì)算重要性排序

針對(duì)所構(gòu)造的判斷矩陣，求出最大特征根所對(duì)應(yīng)的特征向量，所求特征向量即為評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性排序，也就是某層指標(biāo)相對(duì)其上一層指標(biāo)相對(duì)重要性權(quán)值。對(duì)于u1，u2，…，un，通過(guò)兩兩比較得到判斷矩陣A，采用方根法求解矩陣特征根AW＝λmaxW，所得到的W經(jīng)正規(guī)化后作為元素u1，u2，…，un在指標(biāo)u下的排序權(quán)重。λmax存在且唯一，W可以由正分量組成，除了差1個(gè)常數(shù)倍數(shù)外，W是唯一的。

2．3 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)

所求的權(quán)數(shù)分配是否合理，需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。為了檢驗(yàn)判斷矩陣的不一致性，定義平均特征值差作為它的一致性指標(biāo)（簡(jiǎn)記為CI），即有

當(dāng)CI＝0，即λmax＝n時(shí)，稱(chēng)矩陣具有完全一致性；CI的值越大，判斷矩陣的完全一致性越差。一般CI≤0．1就認(rèn)為矩陣具有滿(mǎn)意的一致性；否則應(yīng)修改判斷矩陣，直到滿(mǎn)意為止。

3 戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估模型

3．1 確定指標(biāo)權(quán)重

建立評(píng)價(jià)指標(biāo)集，設(shè)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)價(jià)集為U＝｛u1，u2，…，un｝。利用三標(biāo)度法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集，評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集為W＝｛w1，w2，…，wn｝，其中元素wi（i＝1，2，…，n）是評(píng)價(jià)指標(biāo)集中第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。

3．2 確定評(píng)語(yǔ)集

評(píng)語(yǔ)集是對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象可能作出的評(píng)價(jià)結(jié)果所組成的集合，可表示為V＝｛v1，v2，…，vp｝。

其中，vk（i＝1，2，…，p）是可能作出的第k個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度可能的評(píng)價(jià)表述，將戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境分為簡(jiǎn)單電磁環(huán)境和復(fù)雜電磁環(huán)境兩類(lèi)，其中每一類(lèi)又分為輕度、中度和重度，共6個(gè)等級(jí)，分別用1，2，3，4，5，6數(shù)值來(lái)表示它們。建立戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度及度量指標(biāo)表，見(jiàn)表1。

表1 電磁環(huán)境復(fù)雜程度及度量指標(biāo)表

3．3 綜合評(píng)判

設(shè)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度評(píng)估考慮指標(biāo)ui作出評(píng)判結(jié)果為rik（i＝1，2，…，n；k＝1，2，…，p），則評(píng)判矩陣可表示為

于是，采用M（·，＋）模型，則綜合評(píng)判可表示為

計(jì)算出對(duì)應(yīng)于綜合指標(biāo)的總得分S，獲得戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度的評(píng)估結(jié)論。

4 應(yīng)用舉例

海軍某艦隊(duì)組織海上聯(lián)合作戰(zhàn)演練，根據(jù)所建立的評(píng)估指標(biāo)體系，運(yùn)用上述綜合評(píng)判的方法對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜程度進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)計(jì)算，得出背景噪聲強(qiáng)度S為7 dB，信號(hào)功率強(qiáng)度E為22 dB，頻率占用度60%，頻率重合度25%，用頻威脅度40%。

利用三標(biāo)度法建立u關(guān)于u1，u2，u3，u4，u5的判斷矩陣，見(jiàn)表2。

表2 判斷矩陣

則rmax＝9；rmin＝1；bm＝5，由公式（1）得間接判斷矩陣：

運(yùn)用近似計(jì)算判斷矩陣特征值的方根法，求得指標(biāo)權(quán)重W1＝（0．263 0．417 0．062 0．098 0．160）；由A1W1＝λmaxW1，得λmax＝5．068；由CI＝（λmax－n）／（n－1），得CI＝0．017＜0．1，滿(mǎn)足一致性要求。由S＝），得綜合判斷得分：

根據(jù)綜合判斷得分，可以認(rèn)為戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境程度為4級(jí)，屬于復(fù)雜電磁環(huán)境中的輕度，基本符合實(shí)際情況。

［1］ XU Ze－shui．The generalized mixed least square methods for the estimation of weights in AHP［J］．Journal of Systems Science and Systems Engineering，1998（7）：385－392．

［2］ 宋裕農(nóng)，李長(zhǎng)軍，綦 輝，等．作戰(zhàn)指揮·軍事模擬·教育研究專(zhuān)題論文集［C］．北京：海潮出版社．2000．

［3］ 陳行勇，張殿宗，王 袆，等．面向?qū)ο蟮膽?zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜度評(píng)估［J］．電子信息對(duì)抗技術(shù)，2010，25（2）：17－21．

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1008－1542（2011）12－0021－03

2011－06－20；責(zé)任編輯：馮 民

蔡廣友（1975－），男，江蘇淮安人，講師，碩士，主要從事作戰(zhàn)指揮方面的研究。