基于ANP-FUZZY 法的通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能評估研究

夏成龍，盧天鳴，洪梅

（1.陸軍工程大學(xué)，江蘇 南京 211101；

2.中科電子集團(tuán)第二十八研究所，江蘇 南京 210007；3.國防科技大學(xué)，江蘇 南京 211101）

通用裝備指揮車是配備有多種通信和觀察裝備，用于部隊軍事行動指揮的指揮車輛。該裝備可以實(shí)施戰(zhàn)術(shù)偵查，具有一定的機(jī)動性、火力打擊和戰(zhàn)斗防護(hù)的能力。通常由各級指揮車經(jīng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成部隊作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)，用于上下級之間命令傳達(dá)與信息傳遞的通信連接。為緊貼部隊作戰(zhàn)使命任務(wù)，摸清通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的具體底數(shù)，為該通用裝備指揮車研發(fā)，性能改進(jìn)，列裝且更好的服務(wù)部隊提供科學(xué)依據(jù)支撐，現(xiàn)構(gòu)設(shè)實(shí)戰(zhàn)化裝備使用環(huán)境，對通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能進(jìn)行評價。

1 國內(nèi)外作戰(zhàn)效能評估發(fā)展

目前，國外對武器裝備作戰(zhàn)效能的評估已經(jīng)發(fā)展了很多年了，尤其自二戰(zhàn)以后，以美蘇為首的各個軍事強(qiáng)國都注重加強(qiáng)對武器裝備作戰(zhàn)效能的理論研究。1974年，蘇聯(lián)專家溫斯切勒發(fā)表的《現(xiàn)代武器運(yùn)籌學(xué)導(dǎo)論》進(jìn)一步發(fā)展了效能評估的研究；美國科學(xué)家在英國工程師蘭徹斯特，F(xiàn).W.提出的Lanchester 方程的基礎(chǔ)上創(chuàng)建作戰(zhàn)模型；美國工業(yè)界武器系統(tǒng)咨詢委員會（WSEIAC）提出的ADC 模型，被廣泛地應(yīng)用于效能評估中；20 世紀(jì)90年代后期，美國實(shí)行了“作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室計劃”，陸續(xù)成立了很多的作戰(zhàn)仿真實(shí)驗(yàn)室，并將作戰(zhàn)仿真實(shí)驗(yàn)的方法應(yīng)用于效能評估的領(lǐng)域；隨著美蘇兩國對作戰(zhàn)效能的研究，都形成了比較完整的理論體系，目前，比較常用的效能評估模型有A.H.Levis 教授提出了SEA 方法、美國海軍提出的AN 方法、美國運(yùn)籌學(xué)家提出的層次分析法（AHP）。

國內(nèi)雖然較國外發(fā)展較晚，但也取得了一定的理論成果，例如，李長生的《軍事運(yùn)籌學(xué)》和熊笑非的《作戰(zhàn)飛機(jī)效能評估》這兩本書，標(biāo)志著作戰(zhàn)效能概念在我國正式形成。1982年，鄧聚龍教授在層次分析法的基礎(chǔ)上，提出了灰色層次分析法，有效地對多評估目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行有效的評估。白煒主要基于改進(jìn)型的RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估，提高了作戰(zhàn)效能評估的準(zhǔn)確性和有效性。之前的大多數(shù)方法把指標(biāo)之間的關(guān)系看成是相互獨(dú)立的，互不影響的，且沒有解決模糊的、不確定的因素，本文考慮到實(shí)際過程中通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能指標(biāo)之間存在相互影響，故采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重計算，然后，采用模糊綜合評價方法進(jìn)行評價，定性分析與定量計算，提高評價的客觀性和準(zhǔn)確性。

2 構(gòu)建通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能是一個關(guān)系復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理較大的研究問題，為了切實(shí)摸清通用裝備指揮車的作戰(zhàn)效能的真實(shí)情況，需要在了解的基礎(chǔ)上，掌握其特點(diǎn)規(guī)律，因此，通過查閱文獻(xiàn)、調(diào)查研究、專家咨詢和統(tǒng)計計算，系統(tǒng)地梳理了影響通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能相關(guān)的影響因素，并經(jīng)過Delphi 法最終確定指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系包含1個目標(biāo)層：通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能；5個一級指標(biāo)：裝備綜合效能U1，信息處理效能U2，信息傳遞效能U3，協(xié)調(diào)指揮效能U4，裝備防御效能U5；14個二級指標(biāo)：裝備拉動能力U11，裝備機(jī)動能力U12，裝備損耗能力U13，信息接收能力U21，信息處置能力U22，信息更新能力U31，信息分發(fā)能力U32，信息推送能力U33，信息連通能力U41，協(xié)助指揮能力U42，控制協(xié)調(diào)能力U43，防偵察能力U51，防損毀能力U52，防網(wǎng)電攻擊能力U53。

3 ANP-FUZZY 法的原理

3.1 網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）理論

網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）是在層次分析法（AHP）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的拓展，ANP 主要包括控制層和網(wǎng)絡(luò)層，它是將系統(tǒng)內(nèi)各元素的關(guān)系用類似網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)表示，而不再是簡單的遞階層次結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)層中的元素可能相互影響、相互支配，這樣ANP 能更準(zhǔn)確地描述客觀事物之間的聯(lián)系，是一種更加有效的決策方法。ANP 通過分析問題、構(gòu)造典型結(jié)構(gòu)、解超矩陣來確定的權(quán)重。由于現(xiàn)實(shí)中一般計算量較大，因此，采用Super Decision 軟件進(jìn)行權(quán)重計算。

3.2 模糊綜合評價法(FUZZY)理論

模糊綜合評價是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價方法。該方法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞鞒鲆粋€總體的評價。模糊綜合評價方法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

模糊綜合評價的計算步驟：

建立評價因素的權(quán)重向量A。

（3）建立評價因素的模糊關(guān)系矩陣R。

其中“?”表示模糊綜合算子。由于本文的在對通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估研究時，并沒有對其指標(biāo)中的任一指標(biāo)存在偏好，因此，在考慮選取模糊合成算子“?”時選取加權(quán)平均型的模糊綜合算子該種模型依據(jù)指標(biāo)權(quán)重的大小充分考慮了所有指標(biāo)的信息。

（4）對模糊綜合評價結(jié)果進(jìn)行分析，對模糊向量進(jìn)行分析的方法常用的有最大隸屬度法原則、模糊向量單值化等。

3.3 基于ANP-FUZZY 法的通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能評價的思路

本文先考慮指標(biāo)之間的相互影響關(guān)系，利用網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）計算出指標(biāo)權(quán)重，再采用模糊綜合評價對指標(biāo)進(jìn)行評價，最終根據(jù)最大隸屬度原則對結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論。

4 通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的評估

4.1 基于ANP 法的指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的確定是對作戰(zhàn)效能評價的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，通過分析將通用裝備指揮車的目標(biāo)層作為ANP 的控制層，由于現(xiàn)實(shí)中，一級指標(biāo)下的二級指標(biāo)之間存在相互影響的關(guān)系，作為網(wǎng)絡(luò)層，并通過專家調(diào)查問卷和小組討論，綜合10 位專家的調(diào)查問卷，最終得到指標(biāo)之間的相互關(guān)系，并且根據(jù)指標(biāo)之間的關(guān)系表可以得到關(guān)于通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的ANP結(jié)構(gòu)圖，如圖1 所示。

圖1 通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能ANP 法結(jié)構(gòu)圖

因此，通過上述的指標(biāo)間的關(guān)系圖和ANP 結(jié)構(gòu)圖，并采用1-9 標(biāo)度法對指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較打分，利用將該指標(biāo)間的關(guān)系輸入SuperDecision 軟件并對指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較打分，最終可以得到符合一致性檢驗(yàn)的指標(biāo)權(quán)重見表1。

4.2 基于模糊綜合評價法(FUZZY)的作戰(zhàn)效能評估

表1 通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)2.2 介紹的模糊綜合評價相關(guān)評價步驟，現(xiàn)對通用裝備指揮車進(jìn)行模糊綜合評價。

（1）確定因素集。

（2)確定評語集。評價者對被評價的因素進(jìn)行評判，所有的評價結(jié)果的元素在一起構(gòu)建了評語集，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，本文設(shè)置5 級評語等級，因此評語集為：

式中，V為評語集合； 1V為很差； 2V為差； 3V為一般； 4V為良好； 5V為好；分別對應(yīng)的評價值為0.3，0.5,0.7,0.9，1。

（3）各指標(biāo)權(quán)重確定。通用裝備指揮車指標(biāo)權(quán)重由網(wǎng)絡(luò)層次分析法已經(jīng)計算得到，見表1。

（4）合成模糊綜合評價結(jié)果。根據(jù)專家打分得到評價指標(biāo)的隸屬度矩陣：

由B=w?R可得到二級模糊評價結(jié)果為：

根據(jù)最大隸屬度原則,其中0.5149 最大，該數(shù)值屬于良好的范疇，因此，可以得到通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能為良好。通過某部隊在實(shí)際的演訓(xùn)過程中通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的情況進(jìn)行對比，驗(yàn)證了該方法的得到的評估結(jié)果與實(shí)際情況一致，驗(yàn)證了該方法的有效性。

5 結(jié)語

（1）根據(jù)查閱文獻(xiàn)，調(diào)查研究以及專家調(diào)研等方法，結(jié)合通用裝備指揮車的特點(diǎn)，構(gòu)建了通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的指標(biāo)體系，為科學(xué)地對通用裝備指揮車作戰(zhàn)效能的評估提供了基礎(chǔ)。

（2）本文采取ANP 法是AHP 法的進(jìn)一步改進(jìn)與拓展，ANP 法充分考慮了現(xiàn)實(shí)中指標(biāo)之間存在相互影響，且采用模糊綜合評價(FUZZY)解決評價中模糊的、不確定的因素，為通用裝備指揮車定裝提供科學(xué)檢驗(yàn)。

（3）本文通過指標(biāo)權(quán)重的計算，找出影響通用指揮車作戰(zhàn)效能的重要指標(biāo)。一級指標(biāo)中裝備綜合效能和裝備防御效能相對重要，二級指標(biāo)中裝備損耗能力、防偵查能力、防損毀能力相對重要，這與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果一致。

（4）本文采取的ANP-模糊綜合評價的方法具有一定主觀性，因此，在下一步的研究中將對指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化、量化，更加客觀實(shí)際地反映裝備作戰(zhàn)效能情況。