基于可拓理論的某型火炮系統(tǒng)性能水平評估

張 凱，唐 克

(陸軍軍官學院 a.研究生管理大隊;b.二系炮兵教研室，合肥 232001)

進入21 世紀，科學技術(shù)飛速發(fā)展，火炮性能水平逐步得到改善，其性能水平直接影響著炮兵戰(zhàn)斗力的大小，因此準確而直觀地評估火炮系統(tǒng)性能水平成為擺在我們面前的現(xiàn)實問題。對于大多實際裝備的火炮往往很難全部達到或滿足當初的設(shè)計規(guī)定的生產(chǎn)性能指標，這種火炮系統(tǒng)設(shè)計和裝備選擇使用過程中的性能水平評估問題，直接影響著火炮裝備的選擇和使用，從而影響著部隊戰(zhàn)斗力發(fā)揮。當前，火炮系統(tǒng)性能水平的評價方法一般是定性的描述其水平高低，如試驗統(tǒng)計學或由專家根據(jù)經(jīng)驗分析評定，而基于可拓理論的評估方法為如何定量地評估火炮系統(tǒng)性能水平提供了一種新的途徑。

1 建立廣義的火炮系統(tǒng)性能水平可拓模型

可拓分析理論根據(jù)可拓集合的觀點，把邏輯值從{0，1}拓展到{-∞，+∞}，并用關(guān)聯(lián)度的量值來描述元素與集合的從屬關(guān)系，這就使原先經(jīng)典數(shù)學中“屬于”和“不屬于”某集合的模糊定性描述拓展成定量的描述，從而表達了集合對元素的滿意程度，即關(guān)聯(lián)度?？赏乩碚摪咽挛铩⑻卣骱土恐等呗?lián)系起來，對具體的事物進行多指標參數(shù)的綜合分析，為解決評估火炮系統(tǒng)性能水平問題提供了數(shù)學保障。

在此，不妨把性能水平分為4 個等級:優(yōu)秀(D1)、良好(D2)、合格(D3)和不合格(D4)，并將4 個等級的關(guān)系從模糊的定性描述拓展為定量的關(guān)聯(lián)度量值描述。在確定各等級的數(shù)據(jù)范圍后(一般通過數(shù)據(jù)庫或?qū)＜以u審確定)，即可把待評火炮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(可拓集合)代入到各等級的集合中進行評定。評定結(jié)果按其與各等級集合關(guān)聯(lián)度的量值大小進行確定，關(guān)聯(lián)度量值越大，其與某等級的符合程度就越高。

1.1 確定評估等級的可拓集合域

對于給定的事物(M)，如果Moj表示所劃分的j 個評價分類，Ci為(i=1，2，…，n)為Moj的n 個不同的特征，其特征量值范圍X0ji=(a0ji，b0ji)表示對應(yīng)的Ci取值范圍，則經(jīng)典域物元:

節(jié)域物元:

其中RM是評價類別的全體，Xmi= (amn，bmn)表示P0對Ci的量值范圍，i=1，2，…，n;j=1，2，…，m。

式(3)中P 為所評定的等級，Qi為P 的特征;yi為P 關(guān)于Qi的量值，是待評系統(tǒng)特征參數(shù)的具體量值，一般由試驗測出。

1.2 確定待評物元域的關(guān)聯(lián)度

待評物元域的關(guān)聯(lián)度為

其中?i為權(quán)系數(shù)，

其中

1.3 系統(tǒng)性能水平等級評估

由式(4)、(5)、(6)、(7)求得K(yi)后，當K(yi)≥0 時，r∈RM即P∈P0.若0≤j≤m，K(yij)=max K(yi)，r(R0j，即p∈Moj可以是對物元r 分析的評估結(jié)果，其中K(yi)越大越好，最大者即為評估結(jié)果。當K(yi)＜0 時，則有r?RM，P?P0的評定結(jié)果，應(yīng)舍去。

2 實例分析

現(xiàn)以某型火炮系統(tǒng)性能水平評估為例，更加直觀地介紹該方法的應(yīng)用過程。火炮系統(tǒng)的性能水平一般由威力C1、機動性C2、反應(yīng)能力C3和生存能力C4組成。威力又由`彈丸對目標的毀傷效能C11、射程C12、射擊精準度C13和火力密度C14構(gòu)成;機動性由槍炮運載的機動能力C21和火力的機動能力C22決定;反應(yīng)能力一般包括武器系統(tǒng)行軍戰(zhàn)斗狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的時間C31、武器系統(tǒng)進入戰(zhàn)斗狀態(tài)時對陣地選擇和設(shè)置的難易C32、對目標的發(fā)現(xiàn)探測和跟蹤能力C33以及射擊準備的速度C34;生存能力主要取決于有無采用偽裝措施和隱身技術(shù)C41、有無采用裝甲和襯里防護C42、是否具有三防設(shè)備C43、是否具有防火滅火抑爆逃生功能C44、是否具備迅速脫離戰(zhàn)斗的能力C45及是否具備電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)的能力C46?，F(xiàn)根據(jù)實驗測試、試驗統(tǒng)計學或?qū)＜医?jīng)驗得出該型火炮評估特征、量值和相對權(quán)重，如表1 所示。

表1 評估特征量值和相對權(quán)重

由上述數(shù)據(jù)，經(jīng)式(5)、(6)、(7)計算可得該型火炮系統(tǒng)主特征對于4 個等級的關(guān)聯(lián)度值，再由式(4)經(jīng)過加權(quán)計算，可知該型火炮系統(tǒng)總體性能水平等級，如表2 所示。

表2 某型火炮關(guān)于各等級的關(guān)聯(lián)度

表2 中，只有K(D2)=0.075 ＞0，其余皆為負數(shù)，應(yīng)舍去。依據(jù)可拓理論可知該型火炮系統(tǒng)總體評估等級為良好。

3 結(jié)束語

本文運用可拓理論，建立了火炮系統(tǒng)性能水平評估物元模型，然后通過實例分析加以驗證，將火炮系統(tǒng)性能分析由定性描述轉(zhuǎn)化定量描述，使分析層次更清晰、邏輯性更強，有力地提升了評估結(jié)果的客觀性和真實性。

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