張宏斌，楊 杰，郭宇峰

(陸軍航空兵學(xué)院，北京 101123)

0 引言

現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭條件下，協(xié)同作戰(zhàn)已成為主要作戰(zhàn)方式。協(xié)同作戰(zhàn)過程中，通過直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測能夠提升直升機(jī)作戰(zhàn)編隊(duì)先敵發(fā)現(xiàn)、先敵打擊的能力，同時(shí)能夠降低直升機(jī)自身被敵發(fā)現(xiàn)的概率。因此，直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測技術(shù)得到了深入和廣泛的研究，并取得了一定的成果，如：線性規(guī)劃方法[1]、模糊推理方法[2]、信息論方法[3]、人工智能方法[4]、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法[5]等。但是，以上直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能的評(píng)估均是依據(jù)各自方法的特點(diǎn)提出相應(yīng)的衡量指標(biāo)和方法，存在一定的片面性。

目前，尚未構(gòu)建通用的直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估指標(biāo)體系。作為探討，本文在分析直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估各種影響因素的基礎(chǔ)上，依據(jù)效能評(píng)估指標(biāo)選取原則，采用層次分析法嘗試建立一個(gè)通用的直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估指標(biāo)體系。

1 直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估影響因素

直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估涉及的影響因素很多，如：任務(wù)需求、目標(biāo)信息、傳感器狀態(tài)、環(huán)境因素、情報(bào)支援、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、探測范圍、探測精度、目標(biāo)誤差率等多方面。在構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系時(shí)，需對(duì)以上影響因素逐一定義和分析。

1)任務(wù)需求：多機(jī)協(xié)同探測過程中各機(jī)探測信息所要達(dá)到的一個(gè)最低限值。

2)目標(biāo)信息：反映的是多機(jī)協(xié)同探測最終的輸出。在作戰(zhàn)過程中，直升機(jī)作戰(zhàn)目標(biāo)通常為地面目標(biāo)，一般包括靜態(tài)目標(biāo)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)。該指標(biāo)通過目標(biāo)數(shù)量衡量能夠準(zhǔn)確、客觀地給出。

3)傳感器狀態(tài)：即多機(jī)協(xié)同探測的輸入使用了多少傳感器資源。直升機(jī)傳感器一般包括雷達(dá)、激光、紅外等，為使指標(biāo)簡化，可分為主動(dòng)傳感器和被動(dòng)傳感器兩類。該指標(biāo)也可通過各類傳感器數(shù)量給出。

4)環(huán)境因素：包括自然環(huán)境和戰(zhàn)場環(huán)境因素。該指標(biāo)無法定量衡量，且作為干擾因素，最終會(huì)反饋到傳感器狀態(tài)和目標(biāo)信息。

5)情報(bào)支援：該指標(biāo)與環(huán)境因素類似，可通過傳感器狀態(tài)和目標(biāo)信息兩個(gè)指標(biāo)反映。

6)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：反映了多機(jī)協(xié)同探測對(duì)事件的響應(yīng)速度，可以定量衡量。

7)探測范圍：反映了多傳感器協(xié)同探測所能覆蓋的程度，可以以最遠(yuǎn)目標(biāo)距離衡量。

8)探測精度：反映了多機(jī)協(xié)同探測的探測能力。但是當(dāng)目標(biāo)眾多時(shí)，該指標(biāo)過于繁雜，而探測精度無非是指得到的目標(biāo)信息能否滿足任務(wù)需求，所以該指標(biāo)可在目標(biāo)信息指標(biāo)中進(jìn)行細(xì)化，即將目標(biāo)信息劃分為跟蹤動(dòng)目標(biāo)、搜索動(dòng)目標(biāo)、搜索靜目標(biāo)、定位靜目標(biāo)四類，且可用各類目標(biāo)數(shù)量衡量。

9)目標(biāo)誤差率：反映的是多機(jī)協(xié)同探測的準(zhǔn)確程度，一般可用虛假目標(biāo)數(shù)量衡量。

2 效能評(píng)估指標(biāo)選取原則

由于效能概念的復(fù)雜性，效能指標(biāo)的描述不像物理量的度量描述那樣直接，定義效能指標(biāo)時(shí)要考慮效能指標(biāo)隨機(jī)性、多尺度、不確定性和局限性等特點(diǎn)。直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測技術(shù)自身比較復(fù)雜，包含了多種因素，如流程、模型、算法等，而且其效能的發(fā)揮受到環(huán)境、作戰(zhàn)對(duì)象等多方面因素的影響，因此，在選取效能評(píng)估指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該把握以下原則：

1)系統(tǒng)性。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)抓住主要因素，全面反映被評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合情況。

2)簡明性。在基本滿足效能評(píng)估要求和給出決策所需信息的前提下，應(yīng)盡量減少指標(biāo)個(gè)數(shù)，突出主要指標(biāo)，以免造成指標(biāo)體系過于龐大，給后續(xù)的評(píng)估工作造成困難。

3)針對(duì)性。效能評(píng)估指標(biāo)要面向任務(wù)，對(duì)于不同的任務(wù)應(yīng)采用不同的評(píng)估指標(biāo)。

4)客觀性。評(píng)估指標(biāo)的含義應(yīng)盡量明確，指標(biāo)值應(yīng)能夠通過數(shù)學(xué)計(jì)算、儀器測試或試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)等方法獲得，易于定量分析，具備可操作性。

5)獨(dú)立性。所選擇的指標(biāo)應(yīng)盡可能地相互獨(dú)立，指標(biāo)之間應(yīng)盡量減少交叉和相互包含。

3 應(yīng)用層次分析法構(gòu)建效能評(píng)估指標(biāo)體系

層次分析法是對(duì)一些較為復(fù)雜、較為模糊的問題做出決策的建議方法，它特別適用于那些難于定量分析的問題[6]。本文中，各種效能評(píng)估指標(biāo)包含多個(gè)因素，因此需要采用層次分析法逐一分析。

3.1 一級(jí)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

一級(jí)效能評(píng)估指標(biāo)是指在對(duì)直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估影響因素分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合效能指標(biāo)選取原則，確定的各效能評(píng)估指標(biāo)。

通過對(duì)直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估影響因素進(jìn)行分析后，任務(wù)需求、探測精度兩類因素可通過目標(biāo)信息反映，因此可以不作為效能評(píng)估指標(biāo)；環(huán)境因素、情報(bào)因素作為隨機(jī)干擾因素?zé)o法定量衡量，且可通過傳感器和目標(biāo)信息兩類因素反映，因此這兩類指標(biāo)也可忽略。由此，可形成一級(jí)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估一級(jí)指標(biāo)體系

在一級(jí)指標(biāo)體系中，目標(biāo)誤差率、范圍和時(shí)間指標(biāo)均為單一指標(biāo)，而對(duì)于傳感器、目標(biāo)信息和精度三類指標(biāo)，由于其各自具有若干影響因素，因此需進(jìn)一步對(duì)以上各一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行分解。

3.2 二級(jí)效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

1) 傳感器指標(biāo)：對(duì)于直升機(jī)而言，主要探測傳感器包括激光、紅外、雷達(dá)三類。各類傳感器對(duì)協(xié)同探測性能的影響包括兩方面：一是探測能力，二是被探測概率。其中，激光傳感器作為主動(dòng)傳感器主要用于測距；紅外作為被動(dòng)傳感器主要用于測角；雷達(dá)作為主動(dòng)傳感器可以測速。不同傳感器對(duì)探測性能影響不同，因此分別作為傳感器指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)。

2) 目標(biāo)指標(biāo)：目標(biāo)指標(biāo)首先需區(qū)分空中目標(biāo)和地面目標(biāo)?？罩心繕?biāo)一般為動(dòng)態(tài)目標(biāo)，因此可直接作為一類指標(biāo)，而地面目標(biāo)需區(qū)分靜態(tài)目標(biāo)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)，因此需建立空中目標(biāo)、地面靜目標(biāo)、地面動(dòng)目標(biāo)三類。

3) 精度指標(biāo)：精度指標(biāo)通常以目標(biāo)軌跡誤差進(jìn)行衡量，但在目標(biāo)很多時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)量過大，因此可以以定性的方式進(jìn)行衡量，即區(qū)分搜索目標(biāo)和跟蹤目標(biāo)兩類。而對(duì)于搜索和跟蹤而言，靜目標(biāo)和動(dòng)目標(biāo)能力不同，因此區(qū)分為搜索靜目標(biāo)、動(dòng)目標(biāo)，跟蹤動(dòng)目標(biāo)，定位靜目標(biāo)四類。

綜上，分別建立傳感器、目標(biāo)、精度三類一級(jí)指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)體系如圖2-圖4所示。

圖4 精度二級(jí)指標(biāo)體系

通過應(yīng)用層次分析法對(duì)直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行了進(jìn)一步分析，首先各級(jí)指標(biāo)的選取滿足效能指標(biāo)選取原則，同時(shí)各指標(biāo)盡量覆蓋到影響效能評(píng)估的各類因素。且各指標(biāo)均可定量衡量，即：傳感器、目標(biāo)和精度三類指標(biāo)均以各指標(biāo)數(shù)量為標(biāo)準(zhǔn)，誤差率、范圍和時(shí)間三類指標(biāo)也可直接定量獲取。因此，該效能評(píng)估指標(biāo)體系可用于不同的協(xié)同探測方法效能評(píng)估。

4 結(jié)論

本文對(duì)直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建問題進(jìn)行了研究。在分析直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估影響因素的基礎(chǔ)上，依據(jù)效能評(píng)估指標(biāo)選取原則，選取傳感器狀態(tài)、目標(biāo)信息、精度、目標(biāo)誤差率、范圍和時(shí)間六類指標(biāo)作為效能評(píng)估一級(jí)指標(biāo)，然后采用層次分析法逐一對(duì)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行分解，最后建立了直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估指標(biāo)體系。該指標(biāo)體系中所有指標(biāo)均可量化，且通過定性分析可確定各因素權(quán)重，減少了許多不確定因素和人為因素造成的影響，為直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測效能評(píng)估提供了一個(gè)通用的指標(biāo)體系，對(duì)直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展具有一定意義。但是，由于直升機(jī)多機(jī)協(xié)同探測過程是一個(gè)復(fù)雜過程，本文所建立的指標(biāo)體系仍有一定的局限性，有待進(jìn)一步研究。