基于層次分析法的對(duì)地攻擊無人機(jī)目標(biāo)選擇排序

近年來，無人機(jī)已經(jīng)成為任何軍事沖突不可或缺的一部分，并且扮演著越來越重要的角色，作為承擔(dān)未來戰(zhàn)爭無人作戰(zhàn)和執(zhí)行空中攻擊任務(wù)的重要作戰(zhàn)平臺(tái)，對(duì)地攻擊無人機(jī)的作戰(zhàn)使用方式和打擊目標(biāo)日趨多樣化。在俄烏沖突中，烏軍大量使用TB-2無人機(jī)接連摧毀俄軍陣地、軍事設(shè)施，并擊沉俄軍運(yùn)輸船和巡邏艇；俄軍也大量使用無人機(jī)攻擊烏軍坦克、裝甲車輛、防御工事和后方基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮了重要的作用?；谀繕?biāo)作戰(zhàn)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的明顯特征，在發(fā)揮對(duì)地攻擊無人機(jī)作戰(zhàn)效能的同時(shí)，對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選排序變得尤為重要，應(yīng)基于無人機(jī)作戰(zhàn)能力，圍繞作戰(zhàn)目的，綜合考慮目標(biāo)價(jià)值、數(shù)量、排序等具體問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)地攻擊無人機(jī)作戰(zhàn)效能的最大發(fā)揮。

對(duì)地攻擊無人機(jī)目標(biāo)選擇排序影響因素

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中目標(biāo)選擇對(duì)信息化戰(zhàn)爭決策、行動(dòng)籌劃、作戰(zhàn)實(shí)施占據(jù)著越來越突出的地位。根據(jù)上級(jí)作戰(zhàn)任務(wù)要求，通過分析目標(biāo)的價(jià)值、敵防空威脅、易修復(fù)性、易攻擊性和電子干擾等要素，分析得到目標(biāo)選擇的合理性，進(jìn)而對(duì)作戰(zhàn)目標(biāo)進(jìn)行選擇排序，得出最佳攻擊目標(biāo)及攻擊順序。

目標(biāo)價(jià)值

目標(biāo)價(jià)值是對(duì)目標(biāo)在作戰(zhàn)中地位作用的客觀定位。在作戰(zhàn)中，根據(jù)具體的戰(zhàn)斗目的，需要對(duì)地攻擊無人機(jī)執(zhí)行打擊任務(wù)的目標(biāo)往往不止一個(gè)，同時(shí)對(duì)不同目標(biāo)的突擊、摧毀、癱瘓，對(duì)于完成戰(zhàn)斗任務(wù)的作用和影響也不盡相同。按照目標(biāo)價(jià)值可劃分一級(jí)目標(biāo)、二級(jí)目標(biāo)和三級(jí)目標(biāo)。

防空威脅

對(duì)地攻擊無人機(jī)在選擇攻擊目標(biāo)時(shí)，會(huì)受到敵作戰(zhàn)地域防空導(dǎo)彈、高炮、激光武器、高能微波武器及敵空中作戰(zhàn)力量的威脅，應(yīng)重點(diǎn)研判敵各型防空火器的部署、戰(zhàn)技術(shù)性能、以及戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)等內(nèi)容。在俄烏沖突中，由防空火炮、導(dǎo)彈組成的攔截火力網(wǎng)就曾擊落多架TB-2型無人機(jī)。

易修復(fù)性

目標(biāo)的易修復(fù)性，主要是指目標(biāo)受到打擊后再次恢復(fù)的能力和時(shí)間。打擊達(dá)到的效果分為全面破壞、局部破壞、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完好但失去作戰(zhàn)能力三種，對(duì)地攻擊無人機(jī)可選擇打擊的目標(biāo)很多，有的目標(biāo)被毀傷后不能修復(fù)或短時(shí)間內(nèi)無法修復(fù)；有的目標(biāo)則能夠快速修復(fù)，恢復(fù)戰(zhàn)斗能力，難以對(duì)敵方造成實(shí)質(zhì)性打擊，在選擇攻擊目標(biāo)時(shí)，要優(yōu)先選擇效費(fèi)比高、難以修復(fù)的目標(biāo)。

易攻擊性

目標(biāo)的易攻擊性主要是基于目標(biāo)的防御防護(hù)能力和作戰(zhàn)平臺(tái)的武器彈藥。除考慮目標(biāo)的大小、形狀、結(jié)構(gòu)、堅(jiān)固程度以及防御防護(hù)能力外，還考慮作戰(zhàn)平臺(tái)的武器彈藥性能，常見對(duì)地攻擊無人機(jī)的彈藥包括各型反坦克導(dǎo)彈、多用途導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、火箭彈、制導(dǎo)迫擊炮彈等，各種不同類型的彈藥對(duì)目標(biāo)的毀傷效果也不盡相同。

易發(fā)現(xiàn)程度

易發(fā)現(xiàn)程度主要取決于目標(biāo)的可見性，主要是指目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)、識(shí)別的難易程度，還包括目標(biāo)對(duì)光、電、磁的反射強(qiáng)度，隨著無人機(jī)機(jī)載設(shè)備的發(fā)展為戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)搜索提供了新手段，但多方式偽裝、防護(hù)的目標(biāo)仍然難以發(fā)現(xiàn)和識(shí)別，認(rèn)識(shí)對(duì)地攻擊無人機(jī)目標(biāo)選擇排序的重要考慮因素。

電子干擾能力

伴隨現(xiàn)代戰(zhàn)爭信息化、智能化的快速發(fā)展，目標(biāo)的電子干擾能力越來越重要，并且無人機(jī)主要依靠通信鏈路實(shí)施信息傳輸、裝備操作和指令發(fā)送，通過向無人機(jī)發(fā)射大功率射頻信號(hào)，可能擾亂其操作程序，造成無人機(jī)無法執(zhí)行任務(wù)和墜機(jī)。在選擇攻擊目標(biāo)排序時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮目標(biāo)自身具備或周圍部署的干擾設(shè)備的數(shù)量、部署和干擾能力。

基于層次分析法的模型建立

層次分析法決策過程

20世紀(jì)70年代初，美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出了一種定性與定量分析相結(jié)合的多因素評(píng)判方法，被稱為層次分析法（AHP）。其基本思想是找出復(fù)雜問題的主要影響因素和解決措施，形成一個(gè)有序的層次結(jié)構(gòu)，通過形成能反映各因素影響的兩兩成對(duì)比較確定重要性，建立模型進(jìn)行評(píng)價(jià)得出綜合排序。層次分析法實(shí)現(xiàn)了把定性概念轉(zhuǎn)化為定量排序問題來確定因素的權(quán)重大小或優(yōu)劣程度，廣泛的被應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、軍事各個(gè)領(lǐng)域，其步驟主要包括：

（1）建立層次結(jié)構(gòu)模型

首先將所包含的因素分組，按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層建立層次結(jié)構(gòu)模型。

（2）構(gòu)建判斷矩陣

通過各要素間兩兩比較得出判斷矩陣，并引用數(shù)字1-9及其倒數(shù)作為標(biāo)度，從而根據(jù)矩陣的導(dǎo)出權(quán)重，得出各因素對(duì)應(yīng)的權(quán)重大小。

（3）層次單排序

層次單排序是指對(duì)上一層某元素而言，根據(jù)判斷矩陣計(jì)算的本層次元素的相對(duì)重要性的權(quán)值，通過計(jì)算判斷矩陣的特征根和特征向量來確定，并需要計(jì)算一致性指標(biāo)值來檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性。假設(shè)矩陣為B，計(jì)算滿足BW=λmaxW的特征根與特征向量，其中λmax表示矩陣B的最大最大特征根，W為對(duì)應(yīng)的正規(guī)化特征向量。通過計(jì)算一致性指標(biāo)CI來檢驗(yàn)矩陣的一致性，公式表示為：CI=（λmax-n）/（n-1）。通過一致性指標(biāo)CI與平均隨機(jī)一致性RI的指標(biāo)比例值與0.1的對(duì)比來判斷矩陣是否有滿意的一致性。

（4）層次總排序

通過層次單排序，計(jì)算針對(duì)上一層次而言，本層次所有因素重要性的權(quán)值，這就是得出層次總排序。

（5）一致性檢驗(yàn)

計(jì)算層次總排序一致性指標(biāo)與總排序平均隨機(jī)一致性指標(biāo)的對(duì)比數(shù)值，當(dāng)數(shù)值小于0.1時(shí)，層次總排序計(jì)算具有滿意的一致性。

攻擊目標(biāo)選擇模型建立

（1）構(gòu)建判斷矩陣

結(jié)合無人機(jī)攻擊目標(biāo)選擇的影響因素及層次分析法結(jié)構(gòu)模型，邀請(qǐng)專家對(duì)各因素指標(biāo)權(quán)重值進(jìn)行打分，構(gòu)建判斷矩陣。

（2）計(jì)算各層要素對(duì)應(yīng)權(quán)重并檢驗(yàn)其一致性

CI=（λ-n）/（n-1）=（6.163393272-6）/（6-1）=0.032678654

查表得出RI=1.25

CR=CI/RI=0.026353754<0.1，一致性檢驗(yàn)通過。

（3）得出各要素的權(quán)重

計(jì)算實(shí)例

對(duì)地攻擊無人機(jī)的目標(biāo)主要包括裝甲目標(biāo)、堅(jiān)固工事、地面機(jī)動(dòng)力量、情報(bào)系統(tǒng)、指揮信息系統(tǒng)、重要技術(shù)兵器陣地等?，F(xiàn)選取敵指揮方艙車（C1）、通信樞紐（C2）、高炮陣地（C3）、支撐點(diǎn)（C4）、坦克（C5）、集結(jié)步兵（C6）等典型目標(biāo)，通過上述方法邀請(qǐng)10名專家進(jìn)行打分，建立方案層相對(duì)于指標(biāo)層的權(quán)重向量，方案層的判斷矩陣為：

結(jié)論

本文介紹了基于層次分析法的對(duì)地攻擊無人機(jī)目標(biāo)選擇排序，并在專家打分介紹的基礎(chǔ)上，根據(jù)目標(biāo)價(jià)值、防空威脅、易發(fā)現(xiàn)程度、易攻擊性、電子干擾能力、易修復(fù)性等影響因素，得出攻擊目標(biāo)選擇順序：指揮方艙車>高炮陣地>通信樞紐>支撐點(diǎn)>集結(jié)步兵>坦克。本文研究成果可為無人機(jī)分隊(duì)指揮員進(jìn)行目標(biāo)攻擊選擇提供借鑒。