TOPSIS法對(duì)聯(lián)合火力打擊手段選擇的優(yōu)化與應(yīng)用*

陳慶龍 張治幫

(陸軍軍官學(xué)院 合肥 230031)

TOPSIS法對(duì)聯(lián)合火力打擊手段選擇的優(yōu)化與應(yīng)用*

陳慶龍 張治幫

(陸軍軍官學(xué)院 合肥 230031)

論文以TOPSIS法為研究方法,建立逼近理想法模型,挑選四種典型打擊手段,采取逼近理想法的排序法挑選出最有利的打擊手段,通過(guò)對(duì)四種作戰(zhàn)方式的比較排序,最后確定最優(yōu)的打擊手段。

逼近于理想的排序解法; 聯(lián)合火力; 選擇打擊手段

Class Number E837

1 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng),戰(zhàn)斗節(jié)奏快,戰(zhàn)場(chǎng)上的目標(biāo)繁雜,聯(lián)合作戰(zhàn)中司令部需要根據(jù)打擊目標(biāo)清單挑選最有可能完成任務(wù)的作戰(zhàn)單元來(lái)完成作戰(zhàn)任務(wù),力爭(zhēng)最大可能、最小代價(jià)、最大限度的打擊目標(biāo)。那么在確定了目標(biāo)價(jià)值、分析了參戰(zhàn)部隊(duì)的作戰(zhàn)參數(shù)基礎(chǔ)上,如何根據(jù)不同的目標(biāo)選擇最優(yōu)的打擊手段必將對(duì)加快戰(zhàn)斗進(jìn)程產(chǎn)生較大的影響。

2 TOPSIS法模型的建立

逼近理想解(TOPSIS法)的排序法是一種借助多屬性決策問(wèn)題的“理想解”和“負(fù)理想解”把它與每個(gè)策略作個(gè)對(duì)比,根據(jù)其遠(yuǎn)近程度對(duì)策略集中的各個(gè)策略進(jìn)行排序,排在最前面的策略即為最優(yōu)策略[1]。

1) 確定決策因素指標(biāo)

目標(biāo)集S=(s1,s2,…,sn),就是確定打擊可供選擇手段的集合。屬性集F=(f1,f2,…,fn),即對(duì)打擊手段各個(gè)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)進(jìn)行考慮的因素。

2) 構(gòu)造決策度量矩陣

首先,根據(jù)N個(gè)手段的M個(gè)屬性構(gòu)建決策矩陣表,對(duì)于每個(gè)目標(biāo)Si,在每個(gè)屬性Fj下都有一個(gè)度量值Uij,如表1所示。

表1 決策表

其次,根據(jù)決策表,可以構(gòu)建決策度量矩陣,記U為

3) 構(gòu)造加權(quán)的規(guī)范決策度量矩陣

首先,將矩陣U化為標(biāo)準(zhǔn)形式:

加權(quán)的規(guī)范決策度量矩陣：

4) 確定理想解和負(fù)理想解

5) 計(jì)算各個(gè)備選方案到理想解和負(fù)理想解的距離

策略ti到理想解的距離為

策略t到負(fù)理想解的距離為

6) 計(jì)算備選方案ti相對(duì)理想解的接近度

7) 依據(jù)相對(duì)接近度進(jìn)行排序

3 聯(lián)合火力打擊手段選擇中的優(yōu)化與應(yīng)用

以聯(lián)合火力打擊敵地面核武器相關(guān)設(shè)施及地下武器系統(tǒng)為作戰(zhàn)目的,以常規(guī)地地導(dǎo)彈、武裝直升機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、遠(yuǎn)程火箭炮四種作戰(zhàn)力量實(shí)體作為打擊手段進(jìn)行研究。

·s1:常規(guī)地地導(dǎo)彈(以BGM109為例)對(duì)敵實(shí)施中遠(yuǎn)程精確打擊,若采取它作為打擊手段則假定導(dǎo)彈射擊前不易遭到敵發(fā)現(xiàn)與摧毀,飛行時(shí)間內(nèi)可能被敵攔截,而一旦成功則對(duì)目標(biāo)造成致命打擊。

·s2:武裝直升機(jī)(以米28為例,攜機(jī)彈200發(fā),兩個(gè)20枚80mm火箭彈)對(duì)敵采取空中打擊,直升機(jī)的特點(diǎn)是對(duì)打擊的目標(biāo)直接射擊毀傷,在存活時(shí)間內(nèi)可進(jìn)行持續(xù)打擊直到完成任務(wù),不利在于易遭到敵防空火力反擊,且逃生機(jī)率與完成任務(wù)程度成反比關(guān)系。

·s3:戰(zhàn)斗機(jī)(以F-15E為例,攜4枚GBU-28型激光制導(dǎo)鉆地彈),打擊效果明確,不易遭到敵電磁干擾及其它外境環(huán)境影響,一旦擊中則毀傷目標(biāo)[3]。

·s4:遠(yuǎn)程火箭炮(俄“龍卷風(fēng)”),殺傷面積比較大,不受電磁等外界干擾。

各個(gè)打擊手段與完成此次射擊任務(wù)相對(duì)屬性因素可歸納為以下五個(gè)方面:

1) 暴露遭敵打擊可能(f1)主要考慮火力單位暴露發(fā)射陣地或發(fā)射武器后被敵偵察,武器遭到反擊可能受到的毀傷程度,分為0毀傷,20%毀傷,40%毀傷,60%毀傷。

2) 對(duì)目標(biāo)破壞程度(f2)主要考慮火力單位造成的破壞性,分為摧毀,長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù),短時(shí)間可修復(fù)。

3) 受作戰(zhàn)環(huán)境影響程度(f3)決定于該武器對(duì)電磁,天候等外界的依賴程度,分為影響嚴(yán)重,較為嚴(yán)重,一般影響。

4) 被敵攔截?fù)p耗(f4)主要決定于所選擇武器在完成任務(wù)過(guò)程中可能因被敵攔截而造成的損毀價(jià)值。

5) 武器費(fèi)用(f5)包括武器在作戰(zhàn)中的損耗量的造價(jià),(在這里武裝直升機(jī)與轟炸機(jī)僅需考慮彈藥的消耗費(fèi)用)如表2所示[6]。

表2 各武器與相應(yīng)可能導(dǎo)致的消耗情況

根據(jù)表2,可以構(gòu)建決策度量矩陣,記U為

將其化為標(biāo)準(zhǔn)矩陣為

1) 構(gòu)造加權(quán)矩陣

采用層次分析法計(jì)算各因素的權(quán)重向量

w=(0.21,0.26,0.17,0.20,0.16,)

則加權(quán)矩為

2) 確定理想解和負(fù)理想解

t*={0.21,0.26,0.17,0.2,0.16}

t-={0.069,0.174,0.116,0.002,0.048}

3) 計(jì)算各個(gè)備選方案到理想解和負(fù)理想解的距離

備選方案到理想解的距離(0.075,0.228,0.235,0.176)

備選方案到負(fù)理想解的距離(0.241,0.121,0.172,0.208)

4) 計(jì)算備選方案對(duì)理想解的相對(duì)接近度

各個(gè)備選方案的相對(duì)接近度為(0.762,0.346,0.443,0.792)

5) 由排序可知選擇第四種手段為最優(yōu)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

本文利用TOPSIS法,運(yùn)用數(shù)學(xué)模型,對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)打擊手段的選擇進(jìn)行了量化分析,通過(guò)綜合考慮不同武器的優(yōu)點(diǎn)及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的各種可能影響,針對(duì)特定的目標(biāo)選擇了最優(yōu)的打擊手段,以便使得指揮員的決策更為科學(xué)和合理,確保選擇出最優(yōu)的方案。

[1] 陳慶龍.作戰(zhàn)指揮理論與方法[M].北京.解放軍出版社,2012:151-160.

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[5] 張全勝.火力打擊目標(biāo)價(jià)值分析應(yīng)把握的幾個(gè)問(wèn)題[J].裝甲兵,2008(1):38-40.

[6] 王振宇,馬亞平,李柯.聯(lián)合火力打擊火力分配方案優(yōu)化方法研究[J].軍事運(yùn)籌與系統(tǒng)工程,2005,19(2):12-17.

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Optimization and Application of TOPSIS Method in Joint Fire Choice

CHEN Qinglong ZHANG Zhibang

(Army Officer Academy of PLA, Hefei 230031)

Regarding TOPSIS method as the research method, close to the ideal method of model is set up, and four kinds of classic assault are picked out, most advantageous way are chosen by sorting method of close to ideal method. Through comparing the sorting, the most optimal way is determined.

TOPSIS method, joint fires, assault optimization and application

2014年4月2日,

2014年5月27日

陳慶龍,男,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:軍隊(duì)指揮基礎(chǔ)理論與方法。張治幫,男,碩士研究生,研究方向:軍隊(duì)指揮基礎(chǔ)理論。

E837

10.3969/j.issn1672-9730.2014.10.006