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        基于模糊綜合評判法的電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響評估?

        2021-01-19 10:18:30
        艦船電子工程 2020年12期
        關(guān)鍵詞:權(quán)值一致性基礎(chǔ)設(shè)施

        (火箭軍工程大學 西安 710025)

        1 引言

        隨著信息武器裝備的發(fā)展,電能是人類社會應(yīng)用最廣的能源之一,作為人力無法替代的核心要素,現(xiàn)代聯(lián)合作戰(zhàn)對其依賴程度也日漸提高。一方面目前無論是美軍的還是我軍的新型指揮信息系統(tǒng)都離不開電能,要實現(xiàn)偵察、情報、指控、打擊、防護、保障等作戰(zhàn)要素無縫鏈接,不間斷的電力供應(yīng)是基礎(chǔ),一方面信息化武器裝備對電力的依賴性越來越高,另一方面電力與多數(shù)關(guān)鍵軍事信息基礎(chǔ)設(shè)備相連,形成多種功能效應(yīng)。電力基礎(chǔ)設(shè)施遭受破壞和攻擊,極大影響軍事信息基礎(chǔ)設(shè)施功能,進而使作戰(zhàn)能力受到影響,最終影響整個聯(lián)合作戰(zhàn)行動。本文從聯(lián)合作戰(zhàn)的情報感知能力、信息系統(tǒng)支撐能力、火力打擊能力、電子對抗能力、機動能力、多維防護能力、綜合保障能力、人員指揮能力八個方面分別分析電力基礎(chǔ)設(shè)施對作戰(zhàn)能力影響,通過評估得到各指標不同影響值[1]。

        2 電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響分析

        聯(lián)合作戰(zhàn)是系統(tǒng)與體系之間的作戰(zhàn),通過C4ISR統(tǒng)一進行協(xié)調(diào)指揮,使聯(lián)合作戰(zhàn)力量一體化。電力基礎(chǔ)設(shè)施是C4ISR重要能源設(shè)施,影響聯(lián)合作戰(zhàn)整體能力。信息化聯(lián)合作戰(zhàn)中各力量都需要C4ISR提供信息保障,電力基礎(chǔ)設(shè)施是保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、偵查系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、裝備系統(tǒng)等正常運行的能源設(shè)施[2],電力基礎(chǔ)設(shè)施的癱瘓勢必影響聯(lián)合作戰(zhàn)整體能力,電力基礎(chǔ)設(shè)施與聯(lián)合作戰(zhàn)能力關(guān)系如圖1所示。

        3 評估指標的構(gòu)建

        構(gòu)建聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響指標體系,目標就是建立合適的電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力評估模型,使模型能夠直觀、科學、準確評價電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力失效的影響,而且通過定量分析得到聯(lián)合作戰(zhàn)能力各指標失效的排序,建立各指標能力保護失效機制,使聯(lián)合作戰(zhàn)能力發(fā)揮到最大化[3]。

        3.1 指標構(gòu)建原則

        電力基礎(chǔ)設(shè)施影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力指標構(gòu)建必須直觀全面反映聯(lián)合作戰(zhàn)的特點,系統(tǒng)是一個層次分明的整體,通過合理梳理指標,構(gòu)造一個全面反映評價對象整體的指標體系,因此劃分層次和標準可根據(jù)實際情況而定。構(gòu)建指標時可廣泛收集專家和評委的意見和建議,確保指標的真實性和公平性[4],因此可以讓更多的軍事專家和相關(guān)領(lǐng)域人員參與進來,廣泛收集意見,保證指標構(gòu)建的權(quán)威性,最終確定影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力評估指標層次結(jié)構(gòu),如圖2所示。

        圖1 電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力關(guān)系

        圖2 影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力指標模型

        3.2 構(gòu)建判斷矩陣

        根據(jù)聯(lián)合作戰(zhàn)能力評估指標體系,采用專家評分法分層次分別從情報感知能力、信息系統(tǒng)支撐能力、火力打擊能力、電子對抗能力、機動能力、多維防護能力、綜合保障能力及人員指揮能力構(gòu)建影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力的判斷矩陣[5]。選用如表1所示的1-9標度法對一級指標兩兩進行相互比較,二級指標兩兩進行相互比較,構(gòu)建各層次指標的判斷矩陣,其中aij表示因素i和因素j相對于目標重要值。一般構(gòu)建的判斷矩陣C有三個條件:1)Cij>0;2)Cij=1/Cji(i≠j) ;3)Cii=1(i,j=1,2,…n),若Cij·Cjk=Cik,此矩陣稱為一致性矩陣[6~10]。

        對于總目標A,各準則A1~A8之間的相對重要性比較得出判斷矩陣:

        對于各準則層A1~A8,各方案之間的重要性比較判斷矩陣為

        3.3 指標權(quán)重一致性檢驗

        由于各指標體系對總指標的影響不同,為了增強直觀比較,消除物理量影響因素,需進行一致性檢驗,具體步驟如下。

        第一步:求基本向量。利用方根法求每個因素的權(quán)值,計算判斷矩陣每一行的乘積,然后對每一行乘積開n次方根[11]。

        表1 1-9標度法

        第二步:求特征向量。利用式(2)對向量進行歸一化,得到特征向量(3)。

        第三步:最大特征值。根據(jù)特征向量W,利用式(3)計算出判斷矩陣最大特征。

        第四步:判斷矩陣一致性檢驗,由于復雜事物不可能精確到比值,存在一定誤差,所以要進行一致性檢驗。一致性比率CR是一致性指標CI與隨機一致性指標RI比值,RI可以查表獲得。

        當CR≤0.1時,說明判斷矩陣符合一致性,若不符合,需要對矩陣進行調(diào)整,直到滿意一致性為止。而一次性指標CI如下所示。

        表2 平均隨機一致性指標

        經(jīng)計算,判斷矩陣A-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W=(0.0805 0.1653 0.3407 0.1653 0.0827 0.0413 0.0413 0.0827)T=8.0047,CR=0.00047437<0.1

        判斷矩陣A1-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W1=(0.1356,0.4699,0.2801,0.1143)T,λmax=4.0310,CR=0.0115<0.1,

        判斷矩陣A2-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W2=(0.0882,0.2720,0.4829,0.1570)T,λmax=4.0145,CR=0.0054<0.1,

        判斷矩陣A3-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W3=(0.3509,0.1091,0.1890,0.3509)T,λmax=4.0104,CR=0.0038<0.1

        判斷矩陣A4-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W4=(0.2402,0.5499,0.2098)T,λmax=3.0183,CR=0.0158<0.1

        判斷矩陣A5-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W5=(0.1958,0.4934,0.3108)T,λmax=3.0536,CR=0.0462<0.1

        判斷矩陣A6-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W6=(0.1570,0.2720,0.4829,0.0882)T,λmax=4.0145,CR=0.0054<0.1

        判斷矩陣A7-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W7=(0.0671,0.1473,0.2908,0.4948)T,λmax=4.0178,CR=0.0066<0.1

        判斷矩陣A8-Ai,相對重要性權(quán)值及λmax、CR的值分別為

        W8=(0.0882,0.1570,0.2720,0.4829)T,λmax=4.0145,CR=0.0054<0.1

        由上面計算可知,各指標一致性檢驗均合格,最終各指標的權(quán)重可以作為影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力的評估依據(jù)。

        4 聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響評估

        4.1 確定評價對象指標集

        影響聯(lián)合作戰(zhàn)能力的因素確定指標集,影響一級指標的二級指標集分別為

        4.2 建立權(quán)重集

        在評估方案中,因各指標因素的影響程度作用不一樣,所以要對每個指標的權(quán)重進行計算,反應(yīng)各因素的權(quán)重重要程度。通過專家打分和層次分析法,得出每個權(quán)重ω=(ω1,ω2,…,ωn),該權(quán)重已經(jīng)通過層次分析法計算得出,如下:

        4.3 確定評語集

        假設(shè)對X城市聯(lián)合作戰(zhàn)能力各指標影響進行模糊評判,設(shè)定模糊評判集,通常采取由高到底的評語,本文采用對聯(lián)合作戰(zhàn)能力指標影響分為“非常大、較大、中等、較小、無”。采用10分制打分法確定各參數(shù)V={9 8.5 6.4 3.1 1},并請10位專家對二級30個指標進行評判[12],得出判斷矩陣如下:

        4.4 模糊綜合評價

        根據(jù)判斷矩陣進行綜合評判計算,由公式Bi=ωi?Ri,其中“ ?”是一種合成運算,本文用的是主因素突出型模糊運算。

        由計算結(jié)果,可知一級指標模糊評價矩陣為

        從而得到總的綜合評判指標為

        根據(jù)評語集V的參數(shù)可計算效能評估最終值為

        同理可以求出:情報感知能力C1、信息系統(tǒng)支撐能力C2、火力打擊能力C3、電子對抗能力C4、機動能力C5、多維防護能力C6、綜合保障能力C7及人員指揮能力C8分別如下:

        根據(jù)評判集和評估C值可知,電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力整體影響程度屬于“較大”范圍值內(nèi),八個一級指標中,機動能力、防護能力、保障能力影響程度屬于“中等”范圍值內(nèi),剩下五個一級指標影響均屬于“較大”范圍值內(nèi),其中影響最高的是信息系統(tǒng)支撐能力,其次是電子對抗能力和情報感知能力,信息系統(tǒng)支撐能力和電子對抗能力是防御的重點。

        5 結(jié)語

        本文主要針對電力基礎(chǔ)設(shè)施對聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響模型進行評估,運用模糊綜合評價,依據(jù)專家打分計算,對聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響模型進行驗證,得出聯(lián)合作戰(zhàn)能力影響程度及各指標能力的影響,根據(jù)結(jié)果,提出了有針對性的意見建議,為現(xiàn)代化聯(lián)合作戰(zhàn)提供理論支撐。

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