劉憶冰，王 凱，蒲 瑋

(陸軍裝甲兵學(xué)院， 北京 100072)

1 概述

裝甲合成營(yíng)是以裝甲分隊(duì)為主體，與其他戰(zhàn)斗、支援和保障部(分)隊(duì)共同編隊(duì)的合成戰(zhàn)斗單元，集成偵察情報(bào)、指揮控制、戰(zhàn)斗支援、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信和綜合保障等能力要素，具有靈活機(jī)動(dòng)、反映迅速、火力完備、指控精準(zhǔn)和戰(zhàn)保協(xié)同等特點(diǎn)[1]。其裝備體系的作戰(zhàn)效能是指該作戰(zhàn)單元在預(yù)定或規(guī)定的作戰(zhàn)使用環(huán)境以及所考慮的組織、戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)、生存能力和威脅等條件下，由代表性的人員使用該武器裝備及其系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)的能力[2]，其動(dòng)態(tài)指標(biāo)難以通過(guò)簡(jiǎn)單的疊加運(yùn)算得出評(píng)估結(jié)論。灰色層次分析法是灰色系統(tǒng)理論與層次分析法結(jié)合的產(chǎn)物，是對(duì)具有多層次、多指標(biāo)評(píng)估體系進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種科學(xué)且有效的方法[3]。運(yùn)用灰色層次分析法對(duì)體系作戰(zhàn)效能進(jìn)行分析評(píng)估，以?xún)杉?jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系為例，對(duì)各級(jí)指標(biāo)體系采用專(zhuān)家評(píng)判法和層次分析法相結(jié)合的方法確定各級(jí)效能指標(biāo)的權(quán)重；通過(guò)灰色理論確定評(píng)估指標(biāo)的灰類(lèi)；最后結(jié)合ADC法計(jì)算綜合評(píng)估值，使評(píng)估結(jié)論更加精準(zhǔn)。

2 作戰(zhàn)效能評(píng)估

武器系統(tǒng)的效能評(píng)估總體上可分為兩個(gè)層次：一是對(duì)武器的性能分析與評(píng)估；二是對(duì)武器的效能進(jìn)行評(píng)估[4]。裝甲合成營(yíng)的裝備體系作戰(zhàn)效能由武器裝備的編配數(shù)量、戰(zhàn)術(shù)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)置、作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)過(guò)程等因素決定，與性能不同，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的指標(biāo)。其最終體現(xiàn)是在實(shí)際的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境條件下部隊(duì)運(yùn)用武器裝備所完成作戰(zhàn)任務(wù)的程度[5]。

2.1 建立指標(biāo)體系

裝甲合成營(yíng)由遂行不同作戰(zhàn)任務(wù)的不同作戰(zhàn)單元集合組成，具有裝備種類(lèi)多、體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；作戰(zhàn)效能的指標(biāo)層次分明、指標(biāo)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)。在指標(biāo)體系的建立中更應(yīng)遵循以下原則：一是指標(biāo)體系全面系統(tǒng)地反應(yīng)合成營(yíng)裝備體系作戰(zhàn)效能，在分析不同作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)裝備體系的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化分解，如圖1所示。既要考慮其基礎(chǔ)性能指標(biāo)，也要兼顧拓展性指標(biāo)，在全面反應(yīng)各單元作戰(zhàn)效能的同時(shí)，避免各指標(biāo)交叉重復(fù)，保證評(píng)估指標(biāo)體系的全面性和可信度；二是各效能指標(biāo)做到最大限度的客觀、可測(cè)，評(píng)估指標(biāo)的確立避免加入個(gè)人主觀意愿，定量指標(biāo)通過(guò)計(jì)算或測(cè)量便于獲得，定性指標(biāo)根據(jù)特性建立無(wú)量綱化效用函數(shù)；三是在確保評(píng)估指標(biāo)滿(mǎn)足要求的同時(shí)，盡量使指標(biāo)簡(jiǎn)明扼要，避免指標(biāo)體系過(guò)于龐大，給后面的評(píng)估工作造成困難，做到指標(biāo)的選擇既充分又必要。

基于以上原則，結(jié)合合成營(yíng)裝備體系特點(diǎn)，建立作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系，如圖2所示。

2.2 建立評(píng)估模型[8-12]

評(píng)估模型以評(píng)估方法為依據(jù)，盡可能建立具有直觀、可理解、可拓展的評(píng)估模型[6]。在層次化結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系模型建立之后，將評(píng)估目標(biāo)分解為多個(gè)互不關(guān)聯(lián)的組成因素，并將不同層次權(quán)重值按照灰色系統(tǒng)理論計(jì)算，通過(guò)定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)總目標(biāo)的分析評(píng)估。為簡(jiǎn)化計(jì)算，以指揮控制效能U2為例，其余計(jì)算參照此方法進(jìn)行。

1) 計(jì)算指標(biāo)體系底層指標(biāo)的組合權(quán)重

利用層次分析法和簡(jiǎn)易表格法相互結(jié)合的方法，獲得某一準(zhǔn)則下任意兩元素重要性?xún)蓛杀容^矩陣，并根據(jù)權(quán)重求解方法計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的排序權(quán)重[7]。

表1 U2 各指標(biāo)權(quán)重

由此得到U2的判斷矩陣和U2的特征向量，

W2=(0.18,0.22,0.3,0.3)

特征向量的分量就是相應(yīng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的上級(jí)指標(biāo)的組合權(quán)重。同理可求U，U1，U3，U4，U5，U6，分別對(duì)應(yīng)權(quán)重的值W，W1，W3，W4，W5，W6。

表2 U2判斷矩陣

2) 制定評(píng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)估指標(biāo)體系的底層指標(biāo)為數(shù)據(jù)元，該數(shù)據(jù)一般由多次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集工作中得到，將指標(biāo)體系各數(shù)據(jù)元按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)化，使各數(shù)據(jù)元轉(zhuǎn)化為具備可比性的定量指標(biāo)。

表3 評(píng)分細(xì)則

3) 建立評(píng)估樣本矩陣

對(duì)由數(shù)據(jù)元計(jì)算出的各指標(biāo)體系進(jìn)行再次評(píng)分，假設(shè)有5個(gè)專(zhuān)家參加評(píng)價(jià)，分別對(duì)U2對(duì)應(yīng)的下級(jí)4個(gè)指標(biāo)：指揮決策效能、組織計(jì)劃效能、控制協(xié)調(diào)效能、信息聯(lián)通效能進(jìn)行打分評(píng)價(jià)，打分的范圍為1～10分，第k個(gè)專(zhuān)家按照評(píng)分等級(jí)給于的評(píng)分為dijk，其評(píng)分表4如下，則其評(píng)價(jià)樣本矩陣DU2為

同理可得DU1，DU2,…,DU6。

表4 專(zhuān)家打分

4) 確定評(píng)估灰類(lèi)

根據(jù)實(shí)際評(píng)價(jià)的情況確定評(píng)估灰類(lèi)的等級(jí)數(shù)、灰數(shù)以及白化權(quán)函數(shù)。設(shè)定評(píng)估灰類(lèi)e=1,2,3,…,g,即有g(shù)個(gè)評(píng)估灰類(lèi)。本文按照優(yōu)秀、良好、一般、較差四個(gè)等級(jí)，灰數(shù)的數(shù)值表示評(píng)價(jià)可能存在的區(qū)間，中間值為該類(lèi)的最優(yōu)評(píng)價(jià)值。各級(jí)灰類(lèi)白化權(quán)函數(shù)如下：

① 第1級(jí)灰類(lèi)優(yōu)秀，灰數(shù)為?∈[9,+∞)，其白化權(quán)函數(shù)如圖3(a)所示。

② 第2級(jí)灰類(lèi)良好，灰數(shù)為?∈[0,8,16)，其白化權(quán)函數(shù)如圖3(b)所示。

③ 第3級(jí)灰類(lèi)一般，灰數(shù)為?∈[0,6,12)，其白化權(quán)函數(shù)如圖3(c)所示。

④ 第4級(jí)灰類(lèi)較差，灰數(shù)為?∈[0,1,5)，其白化權(quán)函數(shù)如圖3(d)所示。

5) 計(jì)算灰色評(píng)價(jià)系數(shù)

對(duì)于評(píng)估指標(biāo)U21，由D和fe(dijk)可算的第e個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的評(píng)價(jià)數(shù)記為X21e，其計(jì)算公式為

各評(píng)價(jià)灰類(lèi)的總評(píng)價(jià)系數(shù)記為X21，其計(jì)算公式為

第e個(gè)評(píng)估灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)數(shù)記為r21e,則有：

計(jì)算得出：r211=0.22,r212=0.38,r213=0.29,r214=0

6) 計(jì)算灰色評(píng)價(jià)向量及矩陣

對(duì)于評(píng)估指標(biāo)U21各灰類(lèi)的總評(píng)價(jià)向量為

r21=(0.33,0.38,0.29,0)，同理可得U22，U23，U24各灰類(lèi)評(píng)價(jià)向量分別為：r22=(0.34,0.38,0.28,0)，r23=(0.32,0.36,0.32,0)，r24=(0.30,0.34,0.35,0)。將各指標(biāo)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)向量綜合后，得到U2所屬各指標(biāo)相對(duì)于各個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)矩陣：

2.3 作戰(zhàn)效能的綜合評(píng)價(jià)

首先對(duì)評(píng)估指標(biāo)U2進(jìn)行第一層次的綜合評(píng)價(jià)，并將其評(píng)價(jià)結(jié)果B2=W2·R2=(0.32,0.31,0.28,0)，W2為U2各下層指標(biāo)的權(quán)重，同理可求得U1，U2，U3，U4，U5，U6的綜合評(píng)價(jià)向量分別為:B1=(0.31,0.31,0.29,0)，B3=(0.34,0.33,0.27,0)，B4=(0.33,0.32,0.27,0)，B5=(0.31,0.31,0.29,0)，B6=(0.30,0.31,0.29,0)。

對(duì)評(píng)估指標(biāo)U進(jìn)行第二層次的綜合評(píng)價(jià)，由Ui的評(píng)價(jià)結(jié)果向量Bi可得U對(duì)其下層指標(biāo)Ui各評(píng)價(jià)灰類(lèi)的灰色評(píng)價(jià)矩陣:R=[B1,B2,…,B6]T,則U的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果B=W·R=(0.32,0.31,0.28,0)。

此時(shí)作戰(zhàn)效能的綜合評(píng)估值為一個(gè)向量，按最大原則確定受評(píng)體系的所屬灰度等級(jí)，有時(shí)會(huì)存在丟失信息過(guò)多導(dǎo)致評(píng)估誤差較大，也不便于對(duì)比排優(yōu)，將B單值化可得綜合評(píng)估值，將各灰類(lèi)等級(jí)按照“灰水平”賦值，按照4個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值作為各個(gè)評(píng)價(jià)灰類(lèi)等級(jí)的等級(jí)值向量C=(9,7,5,3),此次評(píng)價(jià)的裝甲合成營(yíng)裝備體系作戰(zhàn)效能綜合評(píng)估值:E=B·CT=7.45。根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，該裝備體系作戰(zhàn)效能評(píng)估為良。

在不同裝備編配方案、作戰(zhàn)編組模式和作戰(zhàn)行動(dòng)樣式的情況下，再次采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采取同樣的方法進(jìn)行作戰(zhàn)效能評(píng)估，即可進(jìn)行整體作戰(zhàn)效能比較，也可進(jìn)行各分系統(tǒng)指標(biāo)橫向比較，達(dá)到最佳編組模式和行動(dòng)方法。

3 結(jié)論

本文基于灰色層次分析法，建立了裝備體系作戰(zhàn)效能評(píng)估模型，能夠在利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，充分利用專(zhuān)家的決策信息，通過(guò)定性分析與定量計(jì)算相結(jié)合的形式，減少了主觀因素的影響，使評(píng)估結(jié)果更加客觀真實(shí)，科學(xué)有效，且具有較強(qiáng)的實(shí)用性。為了計(jì)算簡(jiǎn)便和便于理解，指標(biāo)體系沒(méi)有繼續(xù)細(xì)化。繼續(xù)細(xì)化后采取相同的方法可以得到更加準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果。如何使采集的數(shù)據(jù)元在向上一級(jí)指標(biāo)體系聚合時(shí)更加準(zhǔn)確和科學(xué)，進(jìn)一步優(yōu)化評(píng)估模型，還需在今后的研究和工作中進(jìn)一步完善。