張 兵，王玉剛，董友亮，曹建平

（海軍航空大學(xué)青島校區(qū)，山東 青島 266041）

基于改進(jìn)證據(jù)理論的反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估

張 兵，王玉剛，董友亮，曹建平

（海軍航空大學(xué)青島校區(qū)，山東 青島 266041）

由于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的多變性，人們對(duì)反潛作戰(zhàn)中直升機(jī)反潛系統(tǒng)的工作狀態(tài)和能力指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力有限，導(dǎo)致用于反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估的數(shù)據(jù)具有不確定性。文章提出一種基于改進(jìn)證據(jù)理論的效能評(píng)估方法，對(duì)含有模糊信息的作戰(zhàn)方案進(jìn)行排序，從而為反潛直升機(jī)的作戰(zhàn)效能評(píng)估提供了一條全新的途徑。通過(guò)實(shí)例計(jì)算和分析表明，該方法符合實(shí)際，能夠應(yīng)用于反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估排序。

證據(jù)理論；作戰(zhàn)效能評(píng)估；反潛直升機(jī)

直升機(jī)反潛系統(tǒng)，是由反潛武器、武器平臺(tái)、探測(cè)、跟蹤、火控、環(huán)境因素等多種要素構(gòu)成的一個(gè)作戰(zhàn)綜合體。由于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的多變性，人們對(duì)反潛作戰(zhàn)中直升機(jī)反潛系統(tǒng)在實(shí)際戰(zhàn)術(shù)中的工作狀態(tài)和能力指標(biāo)的預(yù)測(cè)能力有限，導(dǎo)致用于反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估的數(shù)據(jù)具有不確定性。如何處理含有不確定性信息的作戰(zhàn)效能評(píng)估問(wèn)題，引起了學(xué)者們的關(guān)注，人們提出了許多方法來(lái)處理帶有不確定性信息的作戰(zhàn)效能評(píng)估問(wèn)題，如模糊層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、證據(jù)理論等。這些方法都存在各自的缺點(diǎn)，如：模糊層次分析法過(guò)于依賴專家經(jīng)驗(yàn)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要依賴大量的先驗(yàn)數(shù)據(jù)等等。

證據(jù)理論具有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息融合處理。文章提出了一種將證據(jù)理論應(yīng)用到具有不完全信息的反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估中的方法，能夠?qū)ψ鲬?zhàn)方案進(jìn)行排序，從而獲得最優(yōu)方案，為解決此類問(wèn)題提供了新的思路。

1 基于改進(jìn)證據(jù)理論的效能評(píng)估方法

1.1 構(gòu)建辨識(shí)框架、證據(jù)和焦元

在基于證據(jù)理論的多屬性決策問(wèn)題中，所有待評(píng)估方案所構(gòu)成的集合構(gòu)成辨識(shí)框架Θ；各個(gè)方案的屬性構(gòu) 成 證 據(jù) 。 對(duì)， 且,若

1.2 證據(jù)的無(wú)量綱化處理

根據(jù)評(píng)價(jià)問(wèn)題的需要，首先確定反潛系 統(tǒng) 作 戰(zhàn) 效 能 的 評(píng) 價(jià) 等 級(jí) 有L個(gè)， 分 別 為； 在 不 同 的 屬 性下， 對(duì) 應(yīng) 各 個(gè) 評(píng) 價(jià) 等 級(jí) ， 將 屬 性 值 劃 分 為不 同 的 分 段 ， 劃 分 點(diǎn) 分 別 為； 各 評(píng) 價(jià)等 級(jí) 所 對(duì) 應(yīng) 的 效 能 值 為。 在 此 基 礎(chǔ)上，制定隸屬度的計(jì)算公式，對(duì)決策矩陣的屬性值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，具體的計(jì)算公式如下：

① 若 屬 性 r(i為 方 案 編 號(hào) )為 點(diǎn) 值 ，

ij

為 評(píng) 價(jià) 等 級(jí) ） 時(shí) ， 屬 性 rij隸 屬 于 評(píng) 價(jià) 等 級(jí)的 隸屬程度分別為：

② 若 屬 性 rij為 區(qū) 間 值 ， 即， 且時(shí) ，屬 性 rij隸 屬 于 評(píng) 價(jià) 等 級(jí) Gl和 Gl+1的 隸屬程度分別為：

ij時(shí) ，

屬 性 rij隸 屬 于 評(píng) 價(jià) 等 級(jí)的 隸 屬 程 度 分 別為：

1.3 計(jì)算焦元的效用偏好程度

1.4 確定各焦元的基本信度分配值

1.5 進(jìn)行證據(jù)合成，確定各方案的信度函數(shù)，以及似真函數(shù)

1.6 方案排序

利用信度函數(shù) Bel( )和似真函數(shù) Pl( )構(gòu)造待排序方案 ai的 效 用 區(qū) 間。 對(duì) 于 方 案效 用 區(qū)間， 設(shè) 定 方 案 排 序 的規(guī)則如下：

2 計(jì)算實(shí)例

以小羚羊，X1（某型機(jī)代號(hào)），超黃蜂，SH-60,和 X2（某型機(jī)代號(hào)）五種反潛直升機(jī)典型配置方案下的直升機(jī)反潛為例，對(duì)其作戰(zhàn)效能進(jìn)行評(píng)估排序?？紤]典型戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的“雷達(dá)探測(cè)距離（對(duì)水面狀態(tài)潛艇）”“吊聲搜潛面積、“浮標(biāo)探測(cè)距離”、“魚雷聲納探測(cè)距離”、“載機(jī)性能”5個(gè)屬性進(jìn)行評(píng)估。有些指標(biāo)的數(shù)據(jù)無(wú)法獲得，因此評(píng)估矩陣含有空缺值（用*表示），如表1所示。

表1 直升機(jī)反潛作戰(zhàn)效能評(píng)估矩陣

表2 各方案效用區(qū)間

3 結(jié)果分析

SH60“海鷹”直升機(jī)目前仍然是美國(guó)海軍主要的反潛直升機(jī)。它的載機(jī)性能、浮標(biāo)探據(jù)以及魚雷聲納探據(jù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它對(duì)比機(jī)型，其雷達(dá)探據(jù)也處于較高水平，雖然其吊聲搜潛面積無(wú)法獲得，但是其綜合性能最好是毋庸置疑的。從表2的數(shù)據(jù)中，我們還可以看出它的信度函數(shù)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出排名第二的X1，這是由于證據(jù)理論中的證據(jù)具有“聚焦”的特性——隨著支持某一論點(diǎn)的證據(jù)數(shù)目的增加，其信度函數(shù)會(huì)呈現(xiàn)出逐漸“聚焦”的現(xiàn)象。這一特性將導(dǎo)致方案間得分差距的進(jìn)一步拉大，對(duì)于方案排序來(lái)講是有利的。

X1載機(jī)機(jī)動(dòng)性能優(yōu)異，配備的反潛設(shè)備齊全，是專門針對(duì)反潛任務(wù)而設(shè)計(jì)的，其反潛性能較為優(yōu)越，排名靠前跟實(shí)際情況也是相符的。X2探測(cè)設(shè)備的性能要略弱于 X1。雖然其吊聲搜潛面積、浮標(biāo)探據(jù)和魚雷聲納探據(jù)與“小羚羊”不相上下，但是其載機(jī)性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出后者，因此排名在X1與“小羚羊”之間也符合實(shí)際。

“超黃蜂”重量大，機(jī)動(dòng)性能與其他機(jī)型相差很大，它項(xiàng)指標(biāo)也并不突出，造成了其反潛效能排名遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。

對(duì)于類似的效能排序問(wèn)題，有學(xué)者運(yùn)用 DEA方法、灰色關(guān)聯(lián)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、主成分分析法也得出了較為合理的結(jié)論。但是相較于前面這些方法，本文所運(yùn)用的基于改進(jìn)證據(jù)理論的效能評(píng)估方法能夠很好地處理含有不完全信息的評(píng)估問(wèn)題，而且對(duì)專家經(jīng)驗(yàn)的依賴性較小，不需要大量的先驗(yàn)數(shù)據(jù)，適合于處理含有不完全信息的作戰(zhàn)效能評(píng)估問(wèn)題，為反潛直升機(jī)作戰(zhàn)效能問(wèn)題提供了一個(gè)全新的解決途徑。

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