宋 新 楊建波

（空軍航空大學 長春 130022）

1 引言

信息化條件下的戰(zhàn)場，作戰(zhàn)雙方大量使用衛(wèi)星、雷達、光電、導航、無線電通信、敵我識別和廣播、電視等各種軍用、民用電子設備，致使戰(zhàn)場上信號密集、交迭、多變，電磁環(huán)境日趨復雜。而我方通信對抗裝備數(shù)量有限，不可能對敵方所有通信設備進行攻擊。通信對抗目標選擇是對通信對抗作戰(zhàn)領域通信目標的綜合分析和評估，其分析要點不僅基于待打擊目標的威脅程度，而且更加依賴于我方通信對抗系統(tǒng)的實際能力和戰(zhàn)時的電磁背景，本文將以此為切入點，結合以上三個方面進行研究。

通信對抗系統(tǒng)通常是一個復雜的大系統(tǒng)，通信對抗作戰(zhàn)由于本身的復雜性，對目標進行選擇的指標較多，而且指標間相互影響，相互制約，各指標對總體的評估影響也不相同。在確定目標優(yōu)先度的過程中，由于主客觀因素的影響，不能完全排除人為因素帶來的誤差，很難真實反映其好壞程度。Thomas.L.Satty于1996年在層次分析法的基礎上提出了網(wǎng)絡層次分析法（Analytic Network Process，ANP），對于確定通信對抗目標打擊順序這樣復雜的問題，影響其目標的因素往往存在相互依賴的關系和反饋關系，ANP可以將復雜系統(tǒng)描述得更為深刻，對各因素以1～9為標度進行量化，進行兩兩比較，最后進行綜合排序，是科學的實用決策方法，更能反映現(xiàn)實情況。

2 網(wǎng)絡分析法（ANP）介紹

Saaty在多個文獻中對ANP方法及其應用進行過詳細的闡述?？偨Y可知，網(wǎng)絡分析法分析流程簡要如下：

1）確定目標和準則。

2）構建網(wǎng)絡結構模型。常見模型有四種：內部獨立的遞階層次結構、內部依存的遞階層次結構、內部獨立的循環(huán)系統(tǒng)以及內部依存的循環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 ANP結構圖

3）構建ANP無權重超矩陣。在控制層的某一個準則Ps（s＝1，2，…，m）下，以網(wǎng)絡層元素組Cj中的某一個元素如Cjl（l＝1，2，…，nj）為次準則，考慮另一個元素組Ci中的各個元素按其對Cjl影響力大小構造Ps下的判斷矩陣，并由特征根法得到一個排序向量（，，…，）T。同理，依次將Cj的元素作為次準則，得到矩陣：

這樣以Ps為準則，依次將各元素組元素之間的內外關系進行比較，這里需要注意，當元素組Ci與元素組Cj不相關聯(lián)時，Wij＝0。最終可獲得無權重超矩陣Ws：

4）構建權重超矩陣。以Ps為主準則，以元素組Cj為次準則，對元素組進行成對比較，構造判斷矩陣aj，并進行歸一化處理，得歸一化特征向量（a1j，a2j，a3j，…，aNj）T。同理，可以得到以下反映元素組間關系的權重矩陣As。

有了該權重矩陣，就可以獲得權重超矩陣，即以權重矩陣As，乘以無權重超矩陣得到權重超矩陣：

5）求極限超矩陣。在ANP中，要通過求極限超矩陣的方法確定穩(wěn)定的元素優(yōu)先權。

上式中表示極限超矩陣，Wk表示權重超矩陣。

6）計算最終排序，進行敏感性分析

對每一控制準則的極限向量按照各準則權重進行加總，并依據(jù)各可選方案的權重值排序，從而得出最佳選擇方案。

3 通信對抗目標選擇模型的建立

通信對抗干擾目標選擇評估就是指在預先戰(zhàn)略偵察和實時戰(zhàn)術偵察的基礎上，對當前敵情、我情、戰(zhàn)場環(huán)境等情報信息進行分析評估，力圖在廣闊的頻域和空域中挖掘出能大幅度降低敵作戰(zhàn)能力的高價值、高威脅的通信系統(tǒng)目標。最后依據(jù)作戰(zhàn)要求和通信對抗裝備作戰(zhàn)能力，確定打擊順序及打擊優(yōu)先等級。通信對抗干擾目標選擇是通信對抗指揮決策的關鍵組成部分，是通信對抗戰(zhàn)場數(shù)據(jù)融合中決策系統(tǒng)確定干擾目標、干擾樣式以及任務分配的基礎和前提，其關鍵在于目標干擾優(yōu)先等級的正確評估。本文從以下幾部分著手進行分析。

1）分析任務、準則、元素和指標。為了對通信對抗決策問題進行分析并建立ANP模型，必須先分析任務、準則、元素和指標。該問題中：（1）主要任務是對通信對抗目標進行排序，總體任務是有效分配干擾資源和提升通信對抗干擾效果；（2）對通信對抗目標的選擇基于有效分配干擾資源和提升作戰(zhàn)整體效果。為了有效分配干擾資源和提升作戰(zhàn)整體效果，需要考慮以下三個主要影響因素：我方裝備實際能力、敵方目標威脅程度和戰(zhàn)場環(huán)境影響。以往模型中往往只是考慮目標威脅程度，而對我方通信對抗裝備的實際能力和戰(zhàn)場環(huán)境避而不談；（3）每個影響因素包含一系列的評價指標，如表1所示。

表1 通信對抗目標選擇的評價指標體系

其中對我軍裝備偵察能力和干擾能力的評估另屬于一套復雜的系統(tǒng)，其子指標集以及評估流程在此不做贅述。

2）以模型的形式表示任務、準則、元素、指標和通信目標之間的關系。根據(jù)通信威脅評估指標，結合網(wǎng)絡層次分析法，建立網(wǎng)絡模型如圖2。其中的箭頭方向決定了元素之間的相互影響。箭頭的元素影響著尾部，雙向箭頭表示元素之間有相互影響。在同一群中的元素之間有相互影響時用一個封閉環(huán)狀雙向箭頭表示。在這里，相對于AHP方法主要考慮到了元素組之間以及元素內部的相互影響。

圖2為通信對抗目標選擇ANP模型，該模型以網(wǎng)絡化結構顯示了它們之間的關系。

圖2 為通信對抗目標選擇ANP模型

3）將各個影響因素下的指標進行對比，建立對比矩陣，并計算出每個指標的局部權重。

4）以有效分配干擾資源和提升作戰(zhàn)整體效果為目標對比各個影響因素，建立對比矩陣，計算出各個因素的權重。

5）計算各個指標的全局權重。

6）評價決策方案。

4 算例分析

為方便分析該評估指標體系的科學性和網(wǎng)絡分析法的可行性與有效性，本文將借鑒文獻［1］中提出的經典仿真場景進行算例分析。

4.1 場景假定

如圖3所示，紅方某轟炸機編隊執(zhí)行對藍方防空導彈陣地的轟炸任務，為接下來的空中突防和空降作戰(zhàn)掃清障礙。情報顯示，對紅方構成威脅的防御力量主要有在指揮控制中心A領導下的戰(zhàn)斗機陣地B、防空導彈陣地C、近距支援部隊D，并且配有預警機E和電子干擾機F。紅軍遠距離支援干擾機、隨隊干擾機和近距支援干擾機奉命對藍方通信鏈路進行干擾，為轟炸機編隊順利完成任務提供支援。另外，戰(zhàn)場電磁環(huán)境假定為理想狀況。

圖3 戰(zhàn)場態(tài)勢圖

藍方的通信鏈路如圖3中的虛線所示，經過初步分析重要的通信網(wǎng)絡有：指揮中心—預警機（T1）、指揮中心—戰(zhàn)斗機（T2）、指揮中心—防空導彈陣地（T3）、預警機—近距支援部隊（T4）、預警機—防空導彈部隊（T5）和預警機—戰(zhàn)斗機（T6）。為方便仿真結果的對比分析，只取部分通信鏈路參數(shù)進行分析，如表2所示。

表2 藍方通信鏈路參數(shù)指標

4.2 建立網(wǎng)絡模型

網(wǎng)絡模型如圖2所示，不再贅述。需要特別指出的是，本算例分析中評估通信對抗目標威脅程度大小的指標體系有所簡化，其主要目的是方便與現(xiàn)有評估模型進行對比，重點突出我方裝備實際能力在進行目標選擇中的重要作用。

4.3 構造判斷矩陣

在確定通信對抗目標選擇的ANP網(wǎng)絡后，首先需要構建無權重超矩陣，即通過元素間的兩兩比較、歸一化處理獲得。如以“通信鏈路”為主準則，以“通信技術”為次準則，可構造如表3所示的判斷矩陣（表3～表5均按1～9標度進行兩兩比較）。

表3 “通信鏈路”與“通信技術”準則下的判斷矩陣

該矩陣反映出，單就通信技術而言，通信鏈路T1采用的通信體制較為復雜，相應的威脅程度則較高，但是并不能由此就斷定通信鏈路T1的干擾優(yōu)先性。此時以“通信鏈路”為主準則，以“干擾能力”為次準則，可構造如表4所示的矩陣。

該矩陣反映出，單就干擾能力而言，通信鏈路T1采用的通信體制較為復雜，相應的威脅程度則較高，但是干擾難度也相應增加，干擾效果有所降低。依次可以構造多個判斷矩陣，并對判斷矩陣進行歸一化處理，組成無權重超矩陣。在獲得無權重超矩陣后對各元素組進行組間比較，如以“通信鏈路”為準則，對元素組進行兩兩比較，可得如表5的判斷矩陣。

表4 “通信鏈路”與“干擾能力”準則下的判斷矩陣

表5 “通信鏈路”準則下的判斷矩陣

4.4 計算極限超矩陣

如此，依各準則進行元素組之間的比較，并將獲得的各判斷矩陣歸一化，然后合并，再與無權重矩陣相乘，即可獲得權重超矩陣，依據(jù)該權重超矩陣可最終獲得如表6所示的極限超矩陣。

根據(jù)表 6，將 0.070、0.039、0.101、0.081、0.108、0.061六個數(shù)值進行歸一化處理就可得到各通信鏈路的選擇權重，即進行干擾打擊的優(yōu)先順序應該為：預警機—防空導彈部隊（T5）、指揮中心—防空導彈陣地（T3）、預警機—近距支援部隊（T4）、指揮中心—預警機（T1）、預警機—戰(zhàn)斗機（T6）和指揮中心—戰(zhàn)斗機（T2）。

表6 極限超矩陣

本算例的分析結果表明，指揮中心和預警機之間通信鏈路并沒有得到較大的優(yōu)先權，而防空導彈部隊與預警機和指揮中心的通信鏈路擺到了更重要的位置。這樣的結果更加科學有效，因為預警機與指揮中心之間的通信鏈路運用的通信技術更加復雜，但是卻難以對其進行有效干擾和壓制，而根據(jù)“轟炸防空導彈陣地”這一作戰(zhàn)任務的需要，切斷防空導彈部隊和其他部隊之間的聯(lián)系，成為上上之策。

5 結語

本文在分析目標威脅影響因素的基礎上，引入“我方裝備性能”這一重要影響因素，提出了通信對抗目標選擇的指標體系，運用ANP方法構建了目標選擇的評估模型，并進行了實例驗證，取得了比較滿意的結果，為指揮員決策提供了理論依據(jù)。

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