基于G-AHP的非致命性武器驅(qū)散效能評估

孔令超，常洪亮

（1.武警指揮學(xué)院，天津300250；2.武警8631部隊(duì)，天津300250）

基于G-AHP的非致命性武器驅(qū)散效能評估

孔令超1，常洪亮2

（1.武警指揮學(xué)院，天津300250；2.武警8631部隊(duì)，天津300250）

定義了非致命性武器驅(qū)散效能的概念；根據(jù)非致命性武器的研發(fā)目的和應(yīng)用實(shí)際，對影響其驅(qū)散效能的各相關(guān)因素進(jìn)行逐層遞階劃分，建立了較為全面的指標(biāo)評估體系；提出非致命性武器效能G-AHP評估方法，借鑒專家經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了非致命性武器裝備驅(qū)散效能的量化評估；案例計(jì)算結(jié)果符合實(shí)際，驗(yàn)證了灰色層次分析法的可行性，為下一步有針對性地使用非致命性武器，提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

系統(tǒng)效能評估，驅(qū)散效能評估，非致命性武器，灰色層次分析

0　引言

常規(guī)殺傷性武器裝備的作戰(zhàn)效能是指在規(guī)定的作戰(zhàn)條件下，運(yùn)用武器裝備系統(tǒng)及其相應(yīng)的兵力執(zhí)行規(guī)定的作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，所能達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)的程度［1］。對于武警部隊(duì)而言，非致命性武器的主要作用是驅(qū)散鬧事人群，而非達(dá)到殺傷的效果，其研發(fā)與使用不同于常規(guī)殺傷性武器，故非致命武器裝備的作戰(zhàn)效能區(qū)別于常規(guī)殺傷性武器裝備，可稱為驅(qū)散效能。非致命性武器的驅(qū)散效能可定義為在特定環(huán)境中執(zhí)行處置突發(fā)事件（以下簡稱“處突”）任務(wù)時(shí)，考慮武器裝備的自身可靠性、作戰(zhàn)適應(yīng)能力以及目標(biāo)威懾程度等因素，最終完成處置任務(wù)的能力。非致命性武器功能與用途比較獨(dú)特，因而在其效能評估過程中，量化評估指標(biāo)的選取不同于常規(guī)殺傷性武器。目前國內(nèi)外對于非致命性武器效能評估的研究還不是很多。目前可參考的文獻(xiàn)只有2012年彭明、安純前的非致命武器作戰(zhàn)效能評估仿真［4］，該文借助層次分析法（AHP，Analyticalhierarchy process）與模糊原理雖得出了作戰(zhàn)效能量化值，但對非致命性武器的自身特點(diǎn)與應(yīng)用實(shí)際考慮不夠全面，故指標(biāo)評估體系的建立缺乏科學(xué)性和完備性。本文借鑒系統(tǒng)科學(xué)思想，立足于非致命性武器研發(fā)與使用的特殊性，通過咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥善湟子诹炕闹笜?biāo)因素建立起較為完備的驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系。

層次分析法是美國匹茲堡大學(xué)教授T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代中期提出的一種系統(tǒng)分析方法。AHP將定性和定量分析相結(jié)合，是分析多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的復(fù)雜大系統(tǒng)的有力工具［5］。該方法雖簡潔、靈活、適用性強(qiáng)，但也具有一定的局限性。利用AHP雖能夠建立起比較客觀合理的指標(biāo)評估體系，但用于評估缺乏精確度和有效性。將灰色系統(tǒng)理論和層次分析法相結(jié)合，即引入G-AHP（grey analyticalhierarchy process），通過層次分析法確定待求解問題的層次結(jié)構(gòu)和指標(biāo)的權(quán)重，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論的灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)對指標(biāo)進(jìn)行量化和比較，借助相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)，對各指標(biāo)因素進(jìn)行定量分析。這樣便解決了AHP的缺點(diǎn)，也體現(xiàn)了評估的科學(xué)性和精準(zhǔn)度，因此，G-AHP是一種有效的綜合評判方法［2］。

基于G-AHP評估方法的優(yōu)點(diǎn)，將非致命性武器驅(qū)散效能在定性分析的基礎(chǔ)上對各指標(biāo)因素量化處理，得到評估總值，并最終確定出其綜合作戰(zhàn)效能。

1　非致命性武器驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系的構(gòu)建

1.1指標(biāo)評估體系的建立原則

指標(biāo)評估體系的建立一般應(yīng)遵循科學(xué)性、可行性、客觀性等原則，考慮非致命性武器的特殊性，對其指標(biāo)評估體系的建立，還應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

（1）完備性原則。非致命性武器指標(biāo)多樣，有些適于定性分析，有些適于定量分析。對于易于量化的指標(biāo)因素，應(yīng)當(dāng)考慮全面，以保證非致命性武器驅(qū)散效能評估的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

（2）針對性原則。突發(fā)事件的時(shí)間、地點(diǎn)、類型具有不確定性，因此，非致命性武器也具有選擇性。應(yīng)當(dāng)充分考慮某一特定任務(wù)以及非致命武器各自的戰(zhàn)術(shù)適應(yīng)性，突出指標(biāo)評估的針對性。

（3）協(xié)同性原則。在建立指標(biāo)評估體系時(shí)，應(yīng)當(dāng)站在整體協(xié)同的角度，充分考慮非致命性武器的指標(biāo)因素，既保證單項(xiàng)指標(biāo)的獨(dú)立性，而又不相互矛盾，使得指標(biāo)評估體系能全面客觀地反映非致命性武器的綜合作戰(zhàn)能力［4］。

1.2指標(biāo)評估體系的建立

指標(biāo)評估體系的建立應(yīng)盡量綜合考慮。本文在確立非致命性武器評估指標(biāo)的過程中，基于非致命性武器的自身特點(diǎn)并緊密聯(lián)系作戰(zhàn)實(shí)際。以其中兩項(xiàng)指標(biāo)因素為例：一是保養(yǎng)情況。非致命性武器的保養(yǎng)情況直接影響著其驅(qū)散效能的發(fā)揮，良好的戰(zhàn)備完好性能夠保證裝備作戰(zhàn)過程中“彈無虛發(fā)”；二是抗破壞能力。處突為近距離作戰(zhàn)，裝備與裝備之間以及裝備與鬧事人群所攜兇器之間接觸比較頻繁，這就要求非致命性武器應(yīng)具有一定的抗破壞能力。如此，通過充分咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，在已有參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建比較完備的非致命性武器驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系，如圖1所示。

圖1　非致命性武器驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系

2　基于G-AHP的非致命性武器驅(qū)散效能評估方法

分析了影響非致命性武器驅(qū)散效能的各項(xiàng)指標(biāo)因素并構(gòu)建了非致命性武器驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系，本文提出非致命性武器驅(qū)散效能G-AHP評估方法。通過AHP確定底層指標(biāo)的組合權(quán)重，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論計(jì)算驅(qū)散效能評估總值［6］。其基本流程如圖2所示：

圖2　G-AHP基本流程圖

G-AHP評估方法具體步驟如下：

Step1：建立待求解問題的遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示；

Step2：確定底層元素的組合權(quán)重W；

首先，引入1～9的AHP指標(biāo)權(quán)重比例標(biāo)度［1］，建立各層的兩兩判斷矩陣Ux；其次，計(jì)算單一準(zhǔn)則各層指標(biāo)權(quán)重。第三，計(jì)算底層指標(biāo)相對于總目標(biāo)的組合權(quán)重。

Step3：邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍Φ讓又笜?biāo)進(jìn)行打分，構(gòu)造模糊評判矩陣R；

假設(shè)有n個(gè)底層指標(biāo)，邀請m位專家對各指標(biāo)進(jìn)行打分，則模糊評判矩陣R可表示為：

Step4：確定評價(jià)灰類；

評價(jià)灰類具有模糊性和不確定性，為了對評價(jià)灰類進(jìn)行描述需要確定其評價(jià)等級、灰數(shù)以及白化權(quán)函數(shù)。設(shè)k個(gè)評價(jià)等級記為e=｛1，2，3，…，k｝，由專家對所確定的等級進(jìn)行評估打分，得到灰色等級值化向量；灰數(shù)指只知道大概范圍而不知道確切數(shù)值的數(shù)，通常記為“”。常用的白化權(quán)函數(shù)有3種［5］，本文選用第2種。即灰數(shù)為，其白化權(quán)函數(shù)為：

其中，x為某位專家對某一指標(biāo)的評估打分；β為某一等級的評估分值。

Step5：建立灰色評價(jià)權(quán)矩陣H；

對于底層指標(biāo)，根據(jù)評價(jià)等級，計(jì)算每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的總灰色評估系數(shù)ox，進(jìn)而得到灰色評估權(quán)向量Oxy。由底層所有指標(biāo)的灰色評估權(quán)向量構(gòu)成灰色評價(jià)權(quán)矩陣H。

Step6：計(jì)算綜合評價(jià)值Z；

由底層指標(biāo)的組合權(quán)重W、灰色評價(jià)權(quán)矩陣R可得非致命性武器驅(qū)散效能綜合評估結(jié)果：

再結(jié)合灰色等級值化向量V可得非致命性武器驅(qū)散效能的灰色綜合評價(jià)值：

3　非致命性武器驅(qū)散效能評估案例計(jì)算

以非致命性武器中的某一裝備FBQ為例，對其驅(qū)散效能進(jìn)行評估。

（1）建立如圖1的FBQ驅(qū)散效能指標(biāo)評估體系。

（2）咨詢專家，建立各層指標(biāo)的兩兩判斷矩陣Ux：

大夏劇社第四次公演，十二月二十一二兩日在大夏大禮堂舉行，劇目有田漢的《一致》，林語堂的《子見南子》，丁西林的《壓迫》，及翻譯劇《可憐的裴加》與《住在二樓的人》云。[18]206

（3）計(jì)算底層指標(biāo)的組合權(quán)重。

計(jì)算各矩陣的特征向量及最大特征根，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算，U0矩陣的特征向量為：

歸一化后結(jié)果為：W0=（0.0.5396，0.2969，0.1634）。最大特征值λmax=3.009 2，經(jīng)檢測，符合一致性檢驗(yàn)。同理，可得U1，U2，U3矩陣的特征向量歸一化結(jié)果為：

經(jīng)檢測，各矩陣最大特征根均符合一致性檢驗(yàn)。由此可計(jì)算出底層指標(biāo)對總目標(biāo)的組合權(quán)重為：

（4）建立模糊評判矩陣R。咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?位，根據(jù)實(shí)際情況確定FBQ的驅(qū)散效能評價(jià)等級為4級，即e=｛1，2，3，4｝，分別設(shè)為“好”、“較好”、“一般”、“差”；采用10分制，賦予各等級相應(yīng)的分值：9，6，4，2，則灰色等級值化向量V=（9，6，4，2）T。邀請6名專家對U11～U33共9個(gè)指標(biāo)的打分情況如下，建立模糊評判矩陣R：

（5）確定評價(jià)灰類。由FBQ的驅(qū)散效能灰色等級值化向量V確定各等級灰數(shù)及白化權(quán)函數(shù)。以“好”為例，設(shè)其灰數(shù)∈［0，9，18］，白化權(quán)函數(shù)為：

（6）建立灰色評價(jià)權(quán)矩陣H。

首先，計(jì)算底層各指標(biāo)灰色總評估系數(shù)ox。以指標(biāo)U11為例，其屬于各灰類等級的評估系數(shù)為：

其次，計(jì)算灰色評估權(quán)向量Oxy。根據(jù)以上各灰類等級評估系數(shù)及灰類總評估系數(shù)，計(jì)算可得指標(biāo)U11的灰色評估權(quán)向量O11為：

同理，可計(jì)算得出指標(biāo)U12～U33的灰色評估權(quán)向量，進(jìn)而得到灰色評價(jià)權(quán)矩陣：

（7）計(jì)算FBQ的驅(qū)散效能灰色綜合評價(jià)值Z。

由底層各指標(biāo)的組合優(yōu)先權(quán)重W，結(jié)合灰色評價(jià)權(quán)矩陣H得到FBQ驅(qū)散效能綜合評估結(jié)果：

根據(jù)灰色等級值化向量V=（9，6，4，2）T，則FBQ的驅(qū)散效能灰色綜合評價(jià)值：

且介于“好”與“較好”之間，屬于“較好”等級。

4　結(jié)論

對非致命性武器驅(qū)散效能進(jìn)行評估是充分了解非致命性武器作戰(zhàn)能力的重要途徑。層次分析法與灰色系統(tǒng)理論的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了非致命性武器各項(xiàng)效能指標(biāo)的量化，體現(xiàn)了評估的客觀性、科學(xué)性和精準(zhǔn)性。案例的計(jì)算結(jié)果符合預(yù)期目標(biāo)，也驗(yàn)證了灰色層次分析法的有效性，對下一步非致命性武器的研發(fā)和使用具有一定的指導(dǎo)意義。

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Disperse Efficiency Evaluation for Non-lethalW eaponsBased on Grey AnalyticalHierarchy Process

KONG Ling-chao1，CHANGHong-liang2
（1.Command College of Armed Police Force，Tianjin 300250，China；2.CAPFUnit8631，Tianjin 300250，China）

The concept of disperse efficiency for non-lethal weapons is defined in this paper；According to the development objective and practical application for non-lethal weapons，to various relevant factors of influence disperse efficiency by hierarchical partition，to establish the evaluation index system of amore comprehensive；Propose G-AHP effectiveness evaluation method for non-lethal weapon，with

of the experience by some experts，realize the quantitative evaluation of disperse efficiency for non-lethal weapons；This is in well agreementwith experimental results obtained lately，verify the feasibility of G-AHP，to the next step for the targeted use of non lethal weapons，provide a strong scientific basis.

system efficiency evaluation，disperse efficiency evaluation，non-lethal weapons，grey analyticalhierarchy process

TJ0

A

1002-0640（2016）09-0094-04

2015-07-15

2015-08-17

孔令超（1985-），男，河南通許人，助理工程師。研究方向：裝備效能評估。