孫星光，尹志忠

(中國人民解放軍裝備學院　a.研究生管理大隊； b.裝備學院訓練部，北京　101416)

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基于GAHP的信息感知能力需求滿足度評估方法

孫星光a，尹志忠b

(中國人民解放軍裝備學院a.研究生管理大隊； b.裝備學院訓練部，北京101416)

針對傳統(tǒng)能力評估中指標以及權(quán)重的確定不一致和不確定性特點，提出了一種以信息感知能力關(guān)鍵技術(shù)需求滿足度為依據(jù)的評估方法——基于灰色理論的層次分析方法(GAHP)。闡述了灰色層次分析法原理，建立了信息感知能力指標體系和需求滿足度評估模型，以實例研究說明該方法的可行性。

信息感知能力；滿足度； GAHP

本文引用格式：孫星光，尹志忠.基于GAHP的信息感知能力需求滿足度評估方法[J].兵器裝備工程學報，2016(8):56-60.

在國際環(huán)境日益復雜多變，國家周邊安全威脅不確定因素不斷增大的情況下，各國紛紛將軍隊由“基于威脅”建設(shè)轉(zhuǎn)向“基于能力”建設(shè)。作戰(zhàn)能力是部隊履行使命的先決條件，更是軍隊興衰成敗的關(guān)鍵。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息要素在武器裝備上得到擴展，信息感知能力已經(jīng)成為主導型戰(zhàn)斗力，對戰(zhàn)爭的勝負起著舉足輕重的作用，并且在作戰(zhàn)能力諸要素中處于核心地位，直接影響其他能力要素的發(fā)揮。信息化戰(zhàn)爭對信息感知能力需求空前絕后，在保持己方信息優(yōu)勢的同時，要有效限制敵方信息力的發(fā)揮，達到對制信息權(quán)的控制[1]。能力的提升，離不開關(guān)鍵技術(shù)的支撐。通過研究能力需求滿足度評估方法，可以確定相關(guān)技術(shù)研究是否滿足任務能力需求，為規(guī)劃技術(shù)發(fā)展路徑把好關(guān)口。滿足度通常是用來描述實際值與期望值之間的差距和程度，這里反映的是關(guān)鍵技術(shù)線性組合與任務能力相應需求理想組合之間的關(guān)系。

1　評估方法建模

灰色層次分析法是將灰色系統(tǒng)理論和層次分析法相結(jié)合的一種不確定分析方法。具體講就是在系統(tǒng)層級分析中，不同層級決策的權(quán)值是按灰色系統(tǒng)理論計算得到的。對于客觀系統(tǒng)處于信息不完全的情況下，灰色系統(tǒng)理論使用灰元、灰數(shù)、灰關(guān)系等進行處理，是系統(tǒng)從模型上、結(jié)構(gòu)上和關(guān)系上由灰變白，不斷深化對系統(tǒng)的認識，從而獲取更多的有效信息[2-6]。

主要步驟如下：

1) 建立評估對象的層次結(jié)構(gòu)。在深入開展調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，應用層次分析法原理，經(jīng)過反復思考論證，對待評估目標自上而下，逐層進行分解，使同層級的元素之間避免其含義上的交叉，相鄰上下層級中的元素為“父子”關(guān)系形成遞階層次結(jié)構(gòu)，底層元素即為所求的評估指標。

2) 計算指標體系底層元素的組合權(quán)重。由于本文中底層元素為衛(wèi)星應用技術(shù)，缺乏客觀數(shù)據(jù)，因此采用層次分析法，由該領(lǐng)域?qū)＜一蛟u估者，對上下層元素之間的關(guān)系進行定性評判形成表格，用精確法或者和積法，計算相鄰層次中下層元素對上層元素的權(quán)重，再計算出底層元素對于目標的權(quán)重W=(w1,w2,w3,…,wn)T。

4) 確定評估灰類。確定評估灰類就是確定評估灰類的等級、灰類的灰數(shù)以及灰類的白化權(quán)函數(shù)，其實就是把定性的評判向定量轉(zhuǎn)化的過程。針對不同的評估對象，通過定性分析確定相應灰類。常用的白化權(quán)函數(shù)有3種：

① 第一類，灰數(shù)為?∈[d1,∞)，其白化權(quán)函數(shù)如圖1所示。

圖1　第一類白化權(quán)函數(shù)

② 第二類，灰數(shù)為?∈[0,d1,2d1)，其白化權(quán)函數(shù)如圖2所示。

圖2　第二類白化權(quán)函數(shù)

③ 第三類，灰數(shù)為?∈[0,d1,d2)，其白化權(quán)函數(shù)如圖3所示。

圖3　第三類白化權(quán)函數(shù)

其中白化權(quán)函數(shù)轉(zhuǎn)折點對應的值為閾值，可以按照準則或經(jīng)驗確定，用類比的方法獲得。也可以從樣本矩陣中，找出最大、最小和中值，作為上限、下限和中等額閾值。

6) 進行滿足度評估。

① 首先計算底層指標元素對中間層級指標的滿足度。評估權(quán)矩陣R(A)實際上是綜合所有評估人員對中間層評估指標A中所有下層元素隸屬于相應評估灰類的隸屬度，如果將評估灰類劃分為“優(yōu)”、“良”、“中”、“差”4種灰類，通過設(shè)定“優(yōu)”、“良”、“中”、“差”對應的理想值Q，則對于評估指標A，其需求滿足度為

SA=w1*RA*Q

式中w1為中間層評估指標A中所有下層元素對A的權(quán)重系數(shù)。

② 綜合所有指標，確定總滿足度。通過計算出所有中間層指標的需求滿足度后，在乘以對目標層層權(quán)重系數(shù)后，即可得最終目標層的需求滿足度。

2　評估指標體系建立

信息感知能力指標體系主要包括3層，第一層為能力層，第二層為裝備功能層，第三層關(guān)鍵技術(shù)支撐層。信息感知能力，裝備功能層主要包括多元信息接收、目標探測識別、信息融合處理、環(huán)境信息預報預警和導彈攻擊預警。根據(jù)裝備功能的不同特點，選取實現(xiàn)該功能的最主要衛(wèi)星應用技術(shù)[7-8]。

其指標體系如圖4所示。

圖4　信息感知能力指標體系

3　評估實例分析

3.1構(gòu)建判斷矩陣并計算組合權(quán)重

由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍ν粚蛹壷械母髟貙弦粚蛹壴氐南鄬χ匾潭冗M行比較，并建立判斷矩陣。標準如表1所示。

表1　相對重要性打分依據(jù)

首先對信息感知能力(A層)中，由專家評判出底層指標衛(wèi)星應用技術(shù)(C層)相對上層指標裝備功能層(B層)的相對重要性，采用簡易表格法，填寫各個指標的重要性打分表，根據(jù)打分表別得到判斷矩陣D1、D2、D3、D4、D5為：

用合積法算可以分別得到判斷矩陣D1、D2、D3、D4、D5的特征向量，此過程可在Matlab軟件中很容易實現(xiàn)，這里不算列出運算過程。W1=(0.506 0， 0.168 7， 0.253 0， 0.072 3)T、W2=(0.512 8， 0.254 6， 0.128 2， 0.102 6)T、W3=(0.100 8， 0.168 1， 0.126 1， 0.504 2， 0.100 8)T、W4=(0.125 0， 0.187 5， 0.125 0， 0.187 5， 0.375 0)T、W5=(0.534 2， 0.106 8， 0.225 4， 0.133 6)T。同理可求得裝備功能層(B層)對于信息感知能力(A層)的指標權(quán)重W=(0.116 3， 0.348 8， 0.348 8， 0.069 8， 0.116 3)T。

3.2給出評估指標的評估值矩陣

3.3確定評估灰類

根據(jù)灰色理論，確定評估灰類其實就是確定其灰類的等級、灰類的灰數(shù)和灰類的白化函數(shù)。這里設(shè)定k=4，即“優(yōu)”、“良”“中”“差”4個評估灰類，與其相對應的灰數(shù)和白化函數(shù)為：

1) 第一類為“優(yōu)”，灰數(shù)為?∈[0,9,∞)，其白化權(quán)函數(shù)為

2) 第二類為“良”，灰數(shù)為?∈[0,8,16)，其白化權(quán)函數(shù)為

3) 第三類為“中”，灰數(shù)為?∈[0,6,12)，其白化權(quán)函數(shù)為

4) 第四類為“差”，灰數(shù)為?∈[0,4,6)，其白化權(quán)函數(shù)為

3.4計算灰色評估系數(shù)、權(quán)向量和權(quán)矩陣

根據(jù)以上計算結(jié)果，可以得出受評者對評估對象C1的總評估系數(shù)nc1為

進而可以得到評估指標C1灰色權(quán)向量rc1。實際上灰色權(quán)向量rc1中各數(shù)值就是表示隸屬于“優(yōu)”、“良”“中”“差”4個評級的隸屬度。

(0.33,0.36,0.31,0)

同理可得出rc2、rc3、rc4，從而得出灰色權(quán)矩陣Rb1

3.5計算評估結(jié)果

假設(shè)“優(yōu)”類的滿足值為0.9，“良”類的滿足值為0.8，“中”類的滿足值為0.7，“差”類的滿足值為0.6，即Q=[0.9,0.8,0.7,0.6]，則信息感知能力指標體系中多元信息接收的分滿足度值為S1有

S1=w1*Rb1*Q=0.807 5

同理可以求得信息感知能力體系其他指標元素的分滿足度值如表2所示。

表2　其他指標元素的分滿足度值

于是可以得出信息感知能力需求滿足度為：

從評估結(jié)果看，評估較好地滿足了信息感知能力對衛(wèi)星應用關(guān)鍵技術(shù)的需求。由于評估對象的數(shù)據(jù)源基本來自主觀賦值，所以采用一些數(shù)學方法對相關(guān)數(shù)據(jù)進行了修正處理，較好地控制了主觀判斷帶來的差錯，使評估結(jié)果更加科學可信。

4　結(jié)束語

評估是驗證設(shè)計方案是否合理，設(shè)計成果是否滿足設(shè)計需求等方面的重要手段。本文采用了灰色層次分析法對信息感知能力關(guān)鍵技術(shù)需求滿足度進行了評估，在確定指標權(quán)重時，運用了比較成熟的層次分析法，通過確定指標灰度的方式，得出了底層元素對指標理想值的隸屬度，實現(xiàn)了能力需求滿足度評估?？傮w上講，該方法簡單可行，通過灰色理論能效解決信息缺失的問題，可為提升作戰(zhàn)能力貢獻度方面，提供一定的參考。

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(責任編輯唐定國)

Approach for Information Perception Capability Requirement Satisfactory Degree Evaluation Based on GAHP

SUN Xing-guanga, YIN Zhi-zhongb

(a. Department of Graduate Management; b.Training Department, Equipment Academy of PLA, Beijing 101416, China)

In traditional capability evaluation, the index and weight determination has inconsistencies and uncertainties. To solve the problem, a new evaluation approach based on GAHP was proposed. The index system of information perception ability and the evaluation model of satisfaction degree were established，and the feasibility of the method was illustrated by an example.

information perception capability; satisfactory-degree; GAHP

2016-02-25；

2016-03-21

孫星光(1984—)，男，碩士，工程師，主要從事軍隊指揮學 研究。

10.11809/scbgxb2016.08.013

format:SUN Xing-guang, YIN Zhi-zhong.Approach for Information Perception Capability Requirement Satisfactory Degree Evaluation Based on GAHP[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(8):56-60.

E0;TP391.9

A

2096-2304(2016)08-0056-05

【后勤保障與裝備管理】