邵鑫鴻,岳振軍,羅建翔

(解放軍理工大學(xué) 通信工程學(xué)院，南京 210007)

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基于改進(jìn)型VIKOR的無人作戰(zhàn)情報(bào)支援優(yōu)選模型

邵鑫鴻,岳振軍,羅建翔

(解放軍理工大學(xué) 通信工程學(xué)院，南京 210007)

構(gòu)建智能情報(bào)評(píng)價(jià)體系具有重要價(jià)值，從情報(bào)機(jī)構(gòu)的綜合水準(zhǔn)、情報(bào)內(nèi)容、獲取情報(bào)代價(jià)等方面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用改進(jìn)型的VIKOR算法建立模型，并進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證，證明該模型有效可行，可為解決無人作戰(zhàn)情報(bào)支援優(yōu)選提供一定參考。

無人作戰(zhàn)；情報(bào)支援；評(píng)價(jià)；模型

無人作戰(zhàn)情報(bào)工作中，諸軍兵種的情報(bào)支援呈現(xiàn)兩種趨勢(shì)：一是戰(zhàn)場相關(guān)的情報(bào)來源更加多樣化[1]，陸?？仗炀W(wǎng)輿等情報(bào)系統(tǒng)能夠提供多維度的情報(bào)信息；二是獲得作戰(zhàn)相關(guān)的情報(bào)數(shù)據(jù)海量增加，比如美軍在阿富汗僅圖像情報(bào)一天的數(shù)據(jù)量就達(dá)到53 TB。正面的影響是多源情報(bào)信息能夠互相印證和互為補(bǔ)充；負(fù)面的影響是面對(duì)巨量的情報(bào)分析工作，情報(bào)分析人員和決策部門在身心上都難以承受，無法很好完成繁重的理解、分析、研判和決策工作。面向未來無人作戰(zhàn)，面對(duì)海量的情報(bào)數(shù)據(jù)，只有尋求高效高質(zhì)的情報(bào)支援才能牢牢占據(jù)打贏的主動(dòng)權(quán)。針對(duì)無人作戰(zhàn)，相關(guān)文獻(xiàn)從多個(gè)方面進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[2]以無人機(jī)偵察圖像信息處理架構(gòu)為基礎(chǔ)，分析了圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)及其未來發(fā)展方向；文獻(xiàn)[3]從無人作戰(zhàn)指揮方面出發(fā)，提出了基于戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)的“推-拉”情報(bào)流程；文獻(xiàn)[4]針對(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)無人偵察系統(tǒng)帶來海量情報(bào)數(shù)據(jù)，提出了自動(dòng)篩選方案；文獻(xiàn)[5]針對(duì)無人偵察工作，通過設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)偵察任務(wù)合理的排序；文獻(xiàn)[6]構(gòu)建了無人機(jī)進(jìn)行目標(biāo)搜索的協(xié)同認(rèn)知模型，并仿真優(yōu)化。

但相關(guān)研究都未涉及情報(bào)支援信息是否準(zhǔn)確把握用戶需求，也沒有給出情報(bào)品質(zhì)水準(zhǔn)的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。本文在分析無人作戰(zhàn)及其情報(bào)支援特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)作戰(zhàn)情報(bào)固有屬性構(gòu)建指標(biāo)體系，借鑒改進(jìn)型的VIKOR評(píng)價(jià)方法，提出了無人作戰(zhàn)條件下情報(bào)支援的評(píng)價(jià)優(yōu)選模型。

1 無人作戰(zhàn)情報(bào)支援評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

目前，學(xué)術(shù)界還在不斷探索研究軍事情報(bào)價(jià)值，提出的各種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系還在不斷豐富和完善[7]。本文充分結(jié)合無人作戰(zhàn)的特點(diǎn)和情報(bào)需求，探討構(gòu)建無人作戰(zhàn)條件下的情報(bào)支援體系。軍事行動(dòng)中的情報(bào)價(jià)值不便于完全使用量化數(shù)據(jù)描述，其評(píng)價(jià)方法一是通過情報(bào)專家根據(jù)專業(yè)水準(zhǔn)和積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，二是結(jié)合指揮機(jī)構(gòu)、作戰(zhàn)單元實(shí)際使用效果進(jìn)行評(píng)判。構(gòu)建無人作戰(zhàn)條件下情報(bào)支援的評(píng)價(jià)模型需要全面考慮這些方面，同時(shí)在進(jìn)行模型設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮指標(biāo)之間的獨(dú)立性。在充分借鑒國內(nèi)外關(guān)于軍事情報(bào)支援效能評(píng)價(jià)理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合無人作戰(zhàn)的特殊屬性，可以從無人作戰(zhàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)、情報(bào)內(nèi)容、情報(bào)成本3個(gè)方面設(shè)計(jì)指標(biāo)，見表1。

表1 無人作戰(zhàn)情報(bào)支援評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成設(shè)計(jì)

1) 無人作戰(zhàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。無人作戰(zhàn)本身就是高新技術(shù)突飛猛進(jìn)的產(chǎn)物，戰(zhàn)場決勝因素逐步發(fā)展到依賴智能科技。情報(bào)工作須與作戰(zhàn)樣式協(xié)調(diào)，對(duì)于情報(bào)機(jī)構(gòu)的思維層次和專業(yè)水準(zhǔn)需要重點(diǎn)考量。具體量化為智能化業(yè)務(wù)成績和智能化技術(shù)水準(zhǔn)，前者主要考量其思維層次是否完美對(duì)接指揮機(jī)構(gòu)，以及作戰(zhàn)單元使用提供情報(bào)產(chǎn)生的實(shí)際效益；后者主要考量情報(bào)獲取采用高新技術(shù)的水平以及情報(bào)相關(guān)工作處理的智能化程度，評(píng)價(jià)其技術(shù)水準(zhǔn)時(shí)不僅要查看高新技術(shù)的使用情況，還要論證技術(shù)的熟練程度以及穩(wěn)定程度。

2) 無人作戰(zhàn)情報(bào)內(nèi)容的評(píng)價(jià)指標(biāo)。無人作戰(zhàn)行動(dòng)迅速、人機(jī)一體、跨域協(xié)同、決策自主化等特點(diǎn)對(duì)于情報(bào)內(nèi)容提出了新的挑戰(zhàn)，情報(bào)內(nèi)容的對(duì)象、態(tài)勢(shì)、效能等與無人作戰(zhàn)使用效果密切相關(guān)的要素是必須考量的。情報(bào)內(nèi)容的評(píng)價(jià)指標(biāo)分別是精準(zhǔn)性、兼用性、安全性、共享性、指向性、時(shí)效性、可讀性。

精準(zhǔn)性：無人作戰(zhàn)效率非常高，戰(zhàn)場殺傷鏈可以做到發(fā)現(xiàn)即鎖定，鎖定即瞄準(zhǔn)打擊，打擊即摧毀。因此無人作戰(zhàn)有效發(fā)揮高度依賴于情報(bào)信息的精確程度。

兼用性：無人作戰(zhàn)屬于人機(jī)一體的系統(tǒng)工作模式，且無人作戰(zhàn)系統(tǒng)具備一定的智能化水準(zhǔn)，情報(bào)內(nèi)容需要具備一定的兼容性，可以在有人系統(tǒng)和無人系統(tǒng)之間通用，且需要達(dá)到很好的人機(jī)交互水準(zhǔn)。

安全性：無人作戰(zhàn)依賴于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位和行動(dòng)，其上下數(shù)據(jù)鏈路基本處于開放狀態(tài)，各種指揮信息和情報(bào)數(shù)據(jù)極容易被對(duì)方電子干擾和竊取甚至控制，需要通過一定的技術(shù)方法確保情報(bào)信息的安全性。

共享性：無人作戰(zhàn)行動(dòng)往往是多無人作戰(zhàn)單元跨域協(xié)同完成的，各作戰(zhàn)單元協(xié)同需要情報(bào)信息的互聯(lián)互通，才能較好地形成一體共享、互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)，最終形成作戰(zhàn)合力。

指向性：無人作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)和作戰(zhàn)單元高度依賴于情報(bào)信息，若其對(duì)制定、修正、完善作戰(zhàn)計(jì)劃或者確定打擊方向和目標(biāo)有重要影響，則指向程度就越高。

時(shí)效性：無人作戰(zhàn)戰(zhàn)場情況瞬息萬變，而無人作戰(zhàn)進(jìn)行的節(jié)奏是快速高效的，情報(bào)的時(shí)效程度必然對(duì)作戰(zhàn)部署及行動(dòng)帶來深刻影響。

可讀性：體現(xiàn)情報(bào)的易理解程度，無人作戰(zhàn)系統(tǒng)具備一定的決策自主化能力，這就要求作戰(zhàn)情報(bào)對(duì)于重點(diǎn)部位或目標(biāo)的關(guān)鍵圖像文字信息描述越簡潔越容易理解越好。

3) 情報(bào)代價(jià)指標(biāo)。不管采取何種方式，情報(bào)獲取總是需要花費(fèi)一定的人力、物力、損耗等代價(jià)以及時(shí)間成本，此外還要綜合考慮情報(bào)獲取所承擔(dān)的一定的風(fēng)險(xiǎn)，這些內(nèi)容均可通過一定的方式綜合換算成成本投入，構(gòu)成獲取情報(bào)的代價(jià)。

2 指標(biāo)評(píng)價(jià)值運(yùn)算規(guī)則

若情報(bào)部門收到k條情報(bào)支援信息Xi，設(shè)Xi提供的內(nèi)容對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)構(gòu)成設(shè)計(jì)指標(biāo)Cj(j=1，…，10)評(píng)價(jià)值為xij，則其評(píng)價(jià)矩陣為[xij]k×10。由于衡量方法存在差異，對(duì)其中的定性和定量的評(píng)價(jià)均要進(jìn)行無量綱處理。其中指標(biāo)Cj為定量描述時(shí)根據(jù)其歸屬效益型或耗費(fèi)型。采用合適的極差變換法，如評(píng)價(jià)值xij為對(duì)應(yīng)的無量綱化值為yij，并在下一步運(yùn)算中視為三點(diǎn)相同的三角模糊數(shù)：

(1)

(2)

指標(biāo)Cj為定性描述時(shí)需要轉(zhuǎn)換為定量指標(biāo)。在實(shí)踐過程中，分析人員會(huì)根據(jù)自身的認(rèn)知、經(jīng)驗(yàn)等因素給出具有一定模糊性的評(píng)價(jià)，借鑒文獻(xiàn)[8]，可將定性評(píng)價(jià)值xij對(duì)應(yīng)為定量評(píng)價(jià)值，參見表2。

表2 定性評(píng)價(jià)值對(duì)應(yīng)的三角模糊數(shù)

(3)

(4)

(5)

3 基于模糊VIKOR的無人作戰(zhàn)情報(bào)支援評(píng)價(jià)模型

3.1 形成評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)表1無人作戰(zhàn)情報(bào)支援評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成設(shè)計(jì)，由情報(bào)分析部門對(duì)各體系情報(bào)支援信息給出針對(duì)性的評(píng)價(jià)值，其中定量指標(biāo)評(píng)價(jià)來源于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，定性指標(biāo)評(píng)價(jià)來源于專家打分和綜合分析，生成評(píng)價(jià)矩陣[xij]k×10。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)性質(zhì)不同結(jié)合指標(biāo)評(píng)價(jià)值運(yùn)算規(guī)則分別進(jìn)行無量綱化轉(zhuǎn)換和對(duì)應(yīng)三角模糊數(shù)轉(zhuǎn)換，最后生成新的評(píng)價(jià)矩陣[yij]k×10。

3.2 確定各指標(biāo)權(quán)重

通過算法分別計(jì)算指標(biāo)Cj的投影集Pij，熵值Ej(m表示參與評(píng)價(jià)的情報(bào)支援信息總數(shù))，最后計(jì)算指標(biāo)Cj的權(quán)重wj。

(6)

(7)

(8)

3.3 形成最終評(píng)價(jià)依據(jù)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

其中，S+=max(Si)，S-=min(Si)，R+=max(Ri)，R-=min(Ri)，v是決策選擇系數(shù)，一般情況下取值為0.5。

3.4 對(duì)情報(bào)支援信息Xi進(jìn)行排序

4 案例分析

為驗(yàn)證前文論述的無人作戰(zhàn)情報(bào)支援評(píng)價(jià)模型的實(shí)用性,結(jié)合某無人作戰(zhàn)情報(bào)部門對(duì)獲得的情報(bào)支援信息評(píng)測實(shí)例進(jìn)行分析。假設(shè)指揮機(jī)構(gòu)擬對(duì)某目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行斬首行動(dòng)，通過前期情報(bào)工作，初步鎖定敵方指揮所所在區(qū)域，但是無法準(zhǔn)確判斷其具體位置。現(xiàn)情報(bào)支援分隊(duì)提供了5組具有代表性的情報(bào)支援信息Xi(i=1,2,…,5)。其中X1是某太空情報(bào)偵察機(jī)構(gòu)利用衛(wèi)星對(duì)該目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描偵察的態(tài)勢(shì)情況報(bào)告，X2是某型具有目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)無人機(jī)情報(bào)機(jī)構(gòu)提供的該目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行偵察的情況報(bào)告，X3是網(wǎng)絡(luò)情報(bào)機(jī)構(gòu)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)敵指揮控制系統(tǒng)入侵得到的敵部署態(tài)勢(shì)情況報(bào)告,X4是某型地面無人系統(tǒng)情報(bào)機(jī)構(gòu)提供的敵前沿陣地態(tài)勢(shì)情況報(bào)告，X5是某輿論情報(bào)機(jī)構(gòu)利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)自動(dòng)獲取和分析的當(dāng)?shù)剌浨楹屯鈬h(huán)境評(píng)估報(bào)告。情報(bào)分析部門通過研究比對(duì)，分別給各情報(bào)支援信息各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合模糊VIKOR方法對(duì)各情報(bào)支援信息評(píng)價(jià)進(jìn)行分析：

第1步：根據(jù)作戰(zhàn)單元使用其提供情報(bào)產(chǎn)生的實(shí)際效益以及其智能化情報(bào)業(yè)務(wù)水平，核算情報(bào)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)水準(zhǔn)；綜合考慮獲取情報(bào)所需的人力、物力等損耗估算獲取情報(bào)成本；情報(bào)分析部門通過綜合分析和專家打分針對(duì)情報(bào)內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，綜合形成表3。在此基礎(chǔ)上對(duì)原始矩陣中各評(píng)價(jià)值按照屬性分別參照式(1)、式(2)和表2分別轉(zhuǎn)化為三角模糊數(shù)，綜合形成表4。

第2步：參照式(4)對(duì)指標(biāo)Cj評(píng)價(jià)進(jìn)行精確化處理，再通過計(jì)算最終得到指標(biāo)的權(quán)重wj，形成表5。

表3 情報(bào)支援信息評(píng)估原始矩陣

表4 情報(bào)支援信息評(píng)估模糊三角矩陣

表5 權(quán)重值

表6 Si、Ri、Qi

第4步：根據(jù)Qi值優(yōu)選X2、X3為排序最高的兩個(gè)情報(bào)支援信息，再根據(jù)Q3-Q2≈0.152，明顯小于1/(5-1)，即不滿足接受優(yōu)勢(shì)，此時(shí)計(jì)算滿足條件的折中解K=3,因此，在此案例中X2、X3是最優(yōu)折中方案。

第5步：結(jié)合案例中無人化戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)準(zhǔn)備對(duì)敵進(jìn)行斬首行動(dòng)的作戰(zhàn)背景，用戶最需要的是敵方指揮所準(zhǔn)確位置信息，情報(bào)分析部門綜合考量評(píng)測各情報(bào)支援信息，X2、X3確實(shí)最符合本次作戰(zhàn)情報(bào)需求。

5 結(jié)束語

未來無人作戰(zhàn)指揮面臨更多途徑的海量情報(bào)支援信息，而無人作戰(zhàn)的特點(diǎn)需要更加高效高質(zhì)的情報(bào)支援，根據(jù)用戶需求采取合適的方法對(duì)情報(bào)支援信息進(jìn)行合理的優(yōu)選意義不言而喻。在作戰(zhàn)情報(bào)分析運(yùn)用實(shí)際過程中，主觀方面，存在相當(dāng)數(shù)量的情報(bào)不可以直接定量化的描述或者表示，在進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選時(shí)會(huì)有一定的模糊性和復(fù)雜性；客觀方面，情報(bào)內(nèi)容數(shù)據(jù)海量增加，而且愈發(fā)的紛繁復(fù)雜，如果不能夠很好的區(qū)分出高品質(zhì)、高價(jià)值的情報(bào)，往往容易陷入繁雜的數(shù)據(jù)處理工作中，甚至貽誤戰(zhàn)機(jī)。本文充分分析無人作戰(zhàn)軍事情報(bào)能夠有效發(fā)揮效能的關(guān)鍵要素，構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，并結(jié)合模糊VIKOR方法進(jìn)行情報(bào)支援信息的優(yōu)選。通過案例分析，驗(yàn)證了論文提出體系和改進(jìn)方法的可行性、準(zhǔn)確性,可為無人作戰(zhàn)中情報(bào)支援優(yōu)選提供一定參考。

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(責(zé)任編輯 周江川)

Optimization Model of Unmanned Combat Intelligence Support Based on Improved VIKOR

SHAO Xinhong, YUE Zhenjun, LUO Jianxiang

(College of Communications Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China)

It is of great value to construct the intelligent intelligence evaluation system, this paper designed evaluation index system from the comprehensive level of intelligence agencies, contents of intelligence, the costs and other aspects. Furthermore, using improved VIKOR algorithm to build a model, and we verified the model is effective and feasible. Finally it can provide some reference for solving the optimization of unmanned combat intelligence support.

unmanned combat; intelligence support; evaluation; model

10.11809/scbgxb2017.07.012

2017-03-02；

2017-04-15

邵鑫鴻(1987—)，男，碩士研究生，主要從事軍事情報(bào)分析與技術(shù)研究。

format:SHAO Xinhong, YUE Zhenjun, LUO Jianxiang.Optimization Model of Unmanned Combat Intelligence Support Based on Improved VIKOR[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(7):57-61.

G35

A

2096-2304(2017)07-0057-05

本文引用格式：邵鑫鴻,岳振軍,羅建翔.基于改進(jìn)型VIKOR的無人作戰(zhàn)情報(bào)支援優(yōu)選模型[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2017(7):57-61.