基于AHP-灰色關(guān)聯(lián)分析的數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系組網(wǎng)效能評估*

馬 遷 謝涌紋

(1.海軍大連艦艇學院 大連 166018)(2.91917部隊 北京 100841)

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基于AHP-灰色關(guān)聯(lián)分析的數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系組網(wǎng)效能評估*

馬 遷1謝涌紋2

(1.海軍大連艦艇學院 大連 166018)(2.91917部隊 北京 100841)

從實際作戰(zhàn)需求出發(fā),結(jié)合單網(wǎng)絡(luò)功能特點,建立了多網(wǎng)系的效能評估指標體系;針對其效能評估多任務(wù)多指標的特點,基于灰色關(guān)聯(lián)度理論,結(jié)合層次分析法,提出了數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系組網(wǎng)效能評估方法。

數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系; 效能評估; 灰色關(guān)聯(lián)度; 層次分析法

Class Number TP311

1 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)廣泛使用,提高了作戰(zhàn)兵力間相互協(xié)同能力和體系作戰(zhàn)效能[1],數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的效能評估也受到重視。在數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)實際使用過程中,為實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息分發(fā)和對作戰(zhàn)節(jié)點的有效指揮控制[2],往往采用多網(wǎng)絡(luò)建鏈的方法來組織運用數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)。本文根據(jù)作戰(zhàn)需求,在參戰(zhàn)平臺警戒探測能力與火力打擊能力相對固定的基礎(chǔ)上,結(jié)合單網(wǎng)絡(luò)功能特點,建立了多網(wǎng)系的效能評估指標體系;針對其效能評估多任務(wù)多指標的特點,基于灰色關(guān)聯(lián)度理論,結(jié)合層次分析法,提出了數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系效能評估方法。

2 數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系效能評估指標體系

根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)場形式及作戰(zhàn)任務(wù)對戰(zhàn)場信息傳輸需求,在選擇各節(jié)點間的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)時,其前提是滿足一體化特征[3],即能夠覆蓋作戰(zhàn)區(qū)域及參戰(zhàn)兵力,具備與各軍種參戰(zhàn)兵力的兼容能力[4],否則數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)就無法發(fā)揮其作用,對數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)的評估也失去現(xiàn)實意義。建立多網(wǎng)絡(luò)性能指標體系時,為方便指標值的獲取,考慮到作戰(zhàn)平臺相對固定,應(yīng)在綜合各單網(wǎng)絡(luò)特性的基礎(chǔ)上[5],建立簡化的多網(wǎng)系數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)性能指標體系[6～7],如圖1所示。

3 基于AHP—灰色關(guān)聯(lián)分析的效能評估方法

AHP-灰色關(guān)聯(lián)分析的評估算法,在利用層次分析法建立評估對象的遞階層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,求取n個評估指標體系底層指標的組合權(quán)重;然后根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析模型得到被評價m個對象的綜合評判結(jié)果向量。

圖1 多網(wǎng)系數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)性能指標體系

具體步驟如下[8]:

1) 計算評估指標體系指標權(quán)重。根據(jù)權(quán)重的計算方法,得到各層指標權(quán)重向量W:

W={ω1,ω2,…,ωn}

2) 對各指標值進行預處理;

3) 確定比較數(shù)列(組網(wǎng)方案)和參考數(shù)列(評價標準):

Xi={xi(k)|k=1,2,…,n}i=1,2,…,m

參考序列為

X0={x0(k)|k=1,2,…,n}

4) 計算關(guān)聯(lián)系數(shù):

(1)

式中,參數(shù)i、k取值范圍同上;其中ξ為分辨系數(shù),ξ∈[0,1]人為確定,越小分辨率越大,通常情況下取0.5。

根據(jù)計算關(guān)聯(lián)系數(shù)公式rik(i=1,2,…,m;k=1,2,…,n)得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣:

5) 計算單層次的關(guān)聯(lián)度:

由于各指標的重要程度不同,所以關(guān)聯(lián)度計算的方法采取權(quán)重乘以關(guān)聯(lián)系數(shù),根據(jù)公式:

R=W×ET

得到某一層指標的關(guān)聯(lián)度。

6) 計算多層次評價系統(tǒng)的最終關(guān)聯(lián)度:

(2)

7) 根據(jù)關(guān)聯(lián)度值大小進行排序,關(guān)聯(lián)度的大小順序即為數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)效能次序。

4 效能評估實例

假設(shè)需進行戰(zhàn)場多網(wǎng)系數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng),共有三種多網(wǎng)系數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)備選方案?，F(xiàn)對三個組網(wǎng)方案進行滿意度效能評估,通過計算機仿真和咨詢專家得到各方案的指標參數(shù),如表1所示。

表1 三種組網(wǎng)方案效能指標

注:指標*值括號內(nèi)數(shù)字表示9位專家對該方案的該項指標各評價等級的評判頻數(shù),順序為:優(yōu)秀、優(yōu)良、良好、好、一般。

4.1 計算各層級權(quán)重指標向量

結(jié)合層次分析法及專家咨詢法,確定各層級權(quán)重指標向量[9]:

1) 特征層權(quán)重的指標向量:

W1={0.142,0.429,0.429}

2) 能力層權(quán)重的指標向量:

W21={0.5,0.5},W22={0.75,0.25},

W23={0.64,0.10,0.26}

3) 性能層權(quán)重的指標向量:

W31={0.4,0.6},W32={0.5,0.5},

W33={0.07,0.65,0.28},W34={0.6,0.4}

4) 進行歸一化處理,得到各層指標權(quán)重向量:

W= {0.028,0.043,0.036,0.036,0.022,0.209,

0.090,0.064,0.043,0.274,0.043,0.112}

4.2 對各指標值進行預處理

1) 定量指標采用級差變換法:

效益型:

成本型:

2) 定性指標采用指數(shù)標度e(5/8),其對應(yīng)標度為

v={4.953,3.320,2.226,1.492,1}

指標評價集v={優(yōu)秀,優(yōu)良,良好,好,一般}。

通過上述處理得到各方案效能的規(guī)范化指標,如表2所示。

表2 三種組網(wǎng)方案效能規(guī)范化指標

4.3 確定參考數(shù)列

通過對規(guī)范化后的各方案指標數(shù)值進行比較,可以得到參考序列為

X0= {4.469,4.772,1,1,4.287,1,1,4.166,

3.358,3.177,3.015,3.137}

4.4 計算關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

由式(1)、式(2)可以得到關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度,并對方案進行優(yōu)劣排序,如表3所示。

4.5 結(jié)果分析

通過計算,可以得出各方案關(guān)聯(lián)度排序:方案3(0.910)>方案2(0.631)>方案1(0.591),即方案3最優(yōu),方案2次之,方案1最差。

5 結(jié)語

作為信息作戰(zhàn)的重要組成部分,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的效能評估受到了越來越多的關(guān)注,如何科學開展數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)組織運用的效能評估方法研究,使其綜合效能得到提高顯得尤為重要。本文提出了一種基于AHP-灰色層次分析的數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系組網(wǎng)的評估方法,通過實例分析證明該方法具有一定的可行性。

表3 各方案關(guān)聯(lián)度系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

數(shù)據(jù)鏈多網(wǎng)系組網(wǎng)效能評估是一項復雜的系統(tǒng)工程,其涉及的范圍非常廣泛,因此評價指標體系的細化及評估方法的軟件化有待于進一步研究和完善。

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《艦船電子工程》編輯部

Performance Evaluation For Multiple TADIL Nets, Based on AHP and Grey Relational Degree Theory

MA Qian1XIE Yongwen2

(1. Dalian Naval Academy, Dalian 166018)(2. No. 91917 Troops of PLA, Beijing 100841)

Beginning from the need of combat, considering the characteristic of the single TADIL net, this paper makes up the index system of multiple TADIL nets. Because of its multiple missions and indexes, a multi-hierarchy analysis method for evaluating the performance of multiple TADIL nets is proposed, based on Grey Relational Degree theory.

multiple TADIL nets, performance evaluation, grey relational degree, AHP

2015年6月3日,

2015年7月27日

馬遷,男,碩士,助教,研究方向:艦艇通信指揮。謝涌紋,女,工程師,研究方向:網(wǎng)絡(luò)通信。

TP311

10.3969/j.issn.1672-9730.2015.12.018