基于FAHP的遠(yuǎn)距離支援干擾效能評估研究

吳曉降，崔　偉，李云鵬

(1.中國西南電子設(shè)備研究所，成都 610036；2.空軍航空大學(xué)，長春 130022)

基于FAHP的遠(yuǎn)距離支援干擾效能評估研究

吳曉降1，崔偉2，李云鵬2

(1.中國西南電子設(shè)備研究所，成都 610036；2.空軍航空大學(xué)，長春 130022)

摘要：針對遠(yuǎn)距離支援干擾評估模型中評估指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，分析了影響遠(yuǎn)距離干擾效能的因素，提出了基于模糊層次分析法(FAHP)的遠(yuǎn)距離支援干擾效能評估指標(biāo)體系，構(gòu)建了干擾效能評估模型并對評估模型進(jìn)行了分析和求解，計(jì)算結(jié)果表明了該評估模型的合理性和有效性。

關(guān)鍵詞：模糊層次分析法；指標(biāo)體系；效能評估

0引言

遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)是雷達(dá)對抗的重要組成，對其進(jìn)行效能評估研究是評估雷達(dá)對抗作戰(zhàn)能力的重要方面。目前，我國在其效能分析及研究方面尚處于起步階段，針對遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)的效能研究相對較少，缺乏系統(tǒng)的理論研究及合理的評估方法。

文獻(xiàn)[1]對遠(yuǎn)距離支援干擾的有效性影響因素進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[2]對遠(yuǎn)距離支援干擾性能進(jìn)行了分析與研究。文獻(xiàn)[3]對遠(yuǎn)距離支援干擾對雷達(dá)的壓制效能進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[4]對遠(yuǎn)距離支援干擾的效能進(jìn)行了總體仿真和研究。而這些文獻(xiàn)都沒有對遠(yuǎn)距離支援干擾的總體效能進(jìn)行分析。模糊層次分析法(FAHP)是一種建立在多層次評估指標(biāo)體系基礎(chǔ)上的模糊綜合評判法，它將模糊數(shù)學(xué)與傳統(tǒng)的層次分析法[5](AHP)相結(jié)合，可以較好地對系統(tǒng)進(jìn)行定性與定量相結(jié)合的合理評估。

本文把FAHP引入遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)干擾效能指標(biāo)權(quán)重的確定中，并通過標(biāo)度方法求解得到影響干擾效能的各指標(biāo)的權(quán)重，利用隸屬度函數(shù)對干擾效能進(jìn)行最終評估。結(jié)果表明，F(xiàn)AHP能有效地評估遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)干擾效能，具有良好的科學(xué)性和適用性。

1FAHP評估分析

運(yùn)用FAHP法進(jìn)行綜合評判的步驟為：

(1) 建立因素集。影響系統(tǒng)效能的各種因素構(gòu)成的集合稱為因素集：U={u1，u2，…，un}，ui為影響系統(tǒng)的一個因素。

(2) 建立權(quán)重集。各個因素在評判中所具有的重要程度是不同的，按其重要程度對各個因素給出不同的權(quán)數(shù)wi，通常要求wi滿足wi≥0，Σwi=1。由各權(quán)重wi組成的一個模糊集合W，即為權(quán)重集：W=(w1，w2，…，wn)。

(3) 確定評語集。評判對象可能做出的評判結(jié)果所組成的集合：V={v1，v2，…，vn}。

(4) 單因素模糊評判。單獨(dú)從一個因素集出發(fā)進(jìn)行評價，以確定評價對象對評價集的隸屬度，稱為單因素模糊評價。設(shè)評價對象按因素集U中的第i個因素ui進(jìn)行評價，對評價集中的第j個因素vj的隸屬度為rij，則按ui的評價結(jié)果可用模糊集合表示：Ri=(ri1，ri2，…，rin)。

對所有因素都進(jìn)行分別評價后，即可得到因素集與評價集之間的模糊關(guān)系矩陣：

(1)

式中:rij=μR(ui,uj)，為評判對象在考慮了因素ui后做出的評判結(jié)果；Ri為考慮了第i個因素ui后的單因素評判集。

引入C=(C1，C2，…，Cn)T這一分?jǐn)?shù)集，其中Cj(j=1， 2，…，n)表示第j級的評語的分?jǐn)?shù)，則：

(2)

式中:R′為單因素的評估結(jié)果。

(5) 基于上面的推導(dǎo)，可得模糊綜合評判集B：

B=WoR′

(3)

式中:W為評價指標(biāo)權(quán)重集；o為模糊算子。

(6) 對于多層次系統(tǒng)來說，可由底層向上遞推計(jì)算上一層次指標(biāo)的評價結(jié)果，根據(jù)所算出的數(shù)據(jù)向上遞推直到目標(biāo)層。

2基于FAHP的遠(yuǎn)距離支援干擾能力評價分析

遠(yuǎn)距離支援干擾機(jī)的雷達(dá)干擾系統(tǒng)效能受多種條件制約，例如：戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用因素、人為因素、載機(jī)因素、氣象因素、偵察情報因素、干擾因素等等。綜合各種因素，遠(yuǎn)距離支援干擾評價指標(biāo)分三大類：信號分析能力、干擾管控能力和協(xié)同能力。

信號分析能力是操作人員對系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和截獲的敵方雷達(dá)目標(biāo)信號進(jìn)行分選合批、參數(shù)識別和頻譜監(jiān)控的能力；干擾管控能力是指進(jìn)行干擾的過程中操作人員對干擾源的選擇、干擾樣式及時切換和干擾效果監(jiān)控的能力；協(xié)同能力是指在實(shí)際戰(zhàn)場環(huán)境中，操作人員執(zhí)行命令和上通下報的能力。

2.1　確定因素集

通過對干擾能力的分析，可以得出圖1所示的遠(yuǎn)距離支援干擾能力指標(biāo)體系。

圖1　操作人員綜合能力指標(biāo)體系

2.2　確定各層指標(biāo)權(quán)重

FAHP是運(yùn)用層次分析法來確定各指標(biāo)權(quán)重。在層次分析法中，為了使決策判斷定量化，形成判斷矩陣，常根據(jù)一定的比率標(biāo)度將判斷定量化，本文采用1～9標(biāo)度方法。

根據(jù)專家評判及其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用構(gòu)造出的判斷矩陣及權(quán)重一致性檢驗(yàn)結(jié)果，便可以看到各指標(biāo)的權(quán)重，如表1所示。

表1　各指標(biāo)的權(quán)重

2.3　指標(biāo)評價集

根據(jù)10位專家對遠(yuǎn)距離支援干擾系統(tǒng)綜合干擾效能的各項(xiàng)指標(biāo)的評價建立如表2所示的指標(biāo)評價集。

表2　干擾效能指標(biāo)評價集

2.4　確定隸屬函數(shù)

本文依照指派法采用梯形模糊分布來確定隸屬函數(shù)。所以，隸屬函數(shù)為：

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

2.5　單因素模糊評價矩陣

對于頻譜監(jiān)控能力z11，把10位專家給出的分?jǐn)?shù)代入隸屬函數(shù)可得：頻譜監(jiān)控能力的隸屬度為(0.89，0.11，0，0，0)，信號分選合批能力的隸屬度為(0.78，0.22，0，0，0)；參數(shù)識別能力的隸屬度為(0.58,0.42，0，0，0)；干擾源選擇能力的隸屬度為(0.97，0.03，0，0，0)；干擾樣式切換能力的隸屬度為(0.93，0.07，0，0，0)；干擾效果監(jiān)控能力的隸屬度為(0.95，0.05，0，0，0)；執(zhí)行命令能力的隸屬度為(0.37，0.61，0.02，0，0)；上通下報能力的隸屬度為(0.34，0.60，0.06，0，0)。

經(jīng)整理，信號分析能力的判斷矩陣為：

干擾管控能力的判斷矩陣為：

協(xié)同能力的判斷矩陣為：

2.6　綜合評價

信號分析能力的綜合評價結(jié)果為:

B1=W1R1=(0.600 0,0.200 0,0.200 0)·

(0.806 0,0.194 0,0,0,0)

干擾管控能力的綜合評價結(jié)果為：

B2=W2R2=(0.157 1,0.593 6,0.249 3)·

(0.941 3,0.058 7,0,0,0)

協(xié)同能力的綜合評價結(jié)果為：

B3=W3R3=(0.5,0.5)·

(0.355 0,0.605 0,0.040 0,0,0)

最終，可以得到遠(yuǎn)距離支援干擾系統(tǒng)綜合能力評價的隸屬度為：

=(0.845 0,0.151,0.004,0,0)

可以看出，遠(yuǎn)距離支援干擾系統(tǒng)綜合能力隸屬度為0.845，屬于很好。由CZZ=BM可得：CZZ=88.464，即遠(yuǎn)距離支援干擾系統(tǒng)干擾效能評分為88.5分。

根據(jù)表1中各因素的權(quán)重可以看出，排在前四位的因素即最重要的4個因素依次為：干擾樣式切換能力；干擾效果監(jiān)控能力；頻譜監(jiān)控能力；干擾源選擇能力?？梢娺@幾個指標(biāo)對其發(fā)揮出優(yōu)良的電子干擾能力起著決定性的作用。對這些指標(biāo)進(jìn)行分析可以對遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)研制和使用有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3結(jié)束語

考慮到遠(yuǎn)距離支援干擾評估模型中評估指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，提出了模糊層次分析法的遠(yuǎn)距離支援干擾效能評估指標(biāo)體系和干擾效能評估模型，并對提出的評估模型進(jìn)行了求解和分析。結(jié)果表明FAHP能有效地評估遠(yuǎn)距離支援干擾的干擾效能，具有良好的科學(xué)性和適用性。同時該結(jié)論為遠(yuǎn)距離支援干擾總體效能評估奠定了基礎(chǔ)，具有一定的理論參考意義。

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Research into The Efficiency Evaluation of Long-range Support

Jamming Based on FAHP

WU Xiao-jiang1，CUI Wei2，LI Yun-peng2

(1.Southewest China Research Institute of Electronic Equipment,Chengdu 610036,China;

2.Aviation University of Air Force,Changchun 130022,China)

Abstract:Aiming at the mutual influence relation among evaluation indexes in the long-range support jamming evaluation model,analyzes the factors to affect long-range jamming efficiency,puts forward the evaluation index system of long-range support jamming efficiency based on fuzzy analytic hierarchy process (FAHP),constructs the evaluation model of jamming efficiency,and analyzes and resolves the evaluation model.The computation result indicates rationality and validity of the evaluation model.

Key words:fuzzy analytic hierarchy process;index system;efficiency evaluation

收稿日期:2015-02-05

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.03.021

中圖分類號：TN972.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：CN32-1413(2015)03-0077-04