錢歡 艾盼 何緩
(空軍預(yù)警學(xué)院 武漢 430019)
近年來,隨著通信、偵察和干擾技術(shù)的發(fā)展,新的裝備不斷出現(xiàn),并應(yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭。為了更好地研究、有效地運用這些技術(shù)和裝備,就必須對其效能進(jìn)行合理的、有效的評估[1]。常用的裝備作戰(zhàn)效能評估方法有很多,可歸類為解析法、統(tǒng)計法、模擬法和多指標(biāo)綜合評估法。這些方法都存在相關(guān)缺陷,本文以灰色理論為基礎(chǔ)[2],結(jié)合某型電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能相關(guān)指標(biāo)和參數(shù),構(gòu)建多層次電子對抗偵察系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估體系,此種評估方法能夠比較全面和客觀地反映電子對抗偵察裝備的作戰(zhàn)效能[3]。
電子對抗偵察裝備與常規(guī)雷達(dá)相比具有偵察作用距離遠(yuǎn),頻率覆蓋范圍廣,信號環(huán)境復(fù)雜的特點。影響電子對抗偵察系統(tǒng)作戰(zhàn)效能因素眾多,本文參考文獻(xiàn)[4~7],從偵察范圍能力,信號處理能力,信號測量精度等3個方面建立電子對抗偵察系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系,并進(jìn)一步細(xì)化為17個指標(biāo)的電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系。
采用三級樹狀評估指標(biāo)體系來介紹灰色評估模型,設(shè)總指標(biāo)U表示待評估的某電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能,U是一級指標(biāo)Ui的集合,記為{U1,U2,U3,...Um},權(quán)重分別為T={T1,T2,T3,...Tm},每個Ui{i=1,2,3,...Um}是二級指標(biāo)Uij的集合,記為{Ui1,Ui2,Ui3,...Uin},Uij(j=1,2,3....n)間權(quán)重集為
根據(jù)具體評估裝備參數(shù)及作戰(zhàn)背景來確定灰類的等級數(shù)、灰類的灰數(shù)和灰類的白化權(quán)函數(shù)。設(shè)有G個評估灰類,評估灰類e(e=1,2,…g)用白化權(quán)函數(shù)fe來描述灰類。詳情見表1。
表1 某型電子對抗偵察裝備評價灰類
組織k個專家對電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估,這些專家來自不同領(lǐng)域,每個專家獨立進(jìn)行評估打分。對每個專家進(jìn)行編號,序列s=1,2,....k,pij是專家對每個指標(biāo)的具體評分值,并根據(jù)專家評分值構(gòu)造各自白化權(quán)函數(shù),如下所示:
根據(jù)專家給出的權(quán)值進(jìn)行綜合處理得到每個指標(biāo)的權(quán)重。設(shè)p個專家對n個指標(biāo)的主觀賦權(quán)權(quán)值為Xij:
根據(jù)式(6)計算相關(guān)系數(shù)εjk后得到相關(guān)矩陣A(εjk),再按照式(7)進(jìn)行計算。
則第i個指標(biāo)的權(quán)重是
對每個評價指標(biāo)Uij,被評電子對抗偵察裝備屬于第e個灰色評價系數(shù),記為Xije,其總灰色評價系數(shù)記為Xij,則有
被評電子對抗偵察裝備第e個灰類的灰色評價權(quán),記為rije,則有
被評電子對抗偵察裝備的評價指標(biāo)Uij對于每個評價灰類的灰色評價向量rij為
綜合Ui所屬指標(biāo)Uij對于每個評價灰類的灰色評價權(quán)向量,得到其灰色評價權(quán)矩陣Ri為
所以被評估電子對抗偵察裝備的綜合評估結(jié)果B為
以某型電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能為例,運用上述評價方法進(jìn)行評估。由圖1建立的某型電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)能力U由偵察范圍能力U1、數(shù)據(jù)處理能力U2、偵察精度能力U3三個一級指標(biāo)和各自下屬的二級指標(biāo)進(jìn)行評估。由三位專家對某型電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能各指標(biāo)進(jìn)行打分并對各級指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán),具體見表2和表3。根據(jù)前面介紹的灰色模型及方法,計算權(quán)重和評估矩陣。由于矩陣運算計算量大,利用Matlab軟件可以對矩陣進(jìn)行運算及分析,文章下面的處理均利用Matlab軟件實現(xiàn)。
圖1 電子對抗偵察系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系
表2 專家對各級指標(biāo)賦權(quán)表
表3 專家對各級指標(biāo)評分表
得 到 一 級 指 標(biāo) 權(quán) 重 集 T=(0.4032,0.3100,0.2868),二 級 指 標(biāo) 權(quán) 重 A1=(0.1911,0.1643,0.1232,0.1216,0.1921,0.1285,0.0792),同理也可以得到二級指標(biāo)權(quán)重A2、A3??傮w評價結(jié)果:
B=(0.3092,0.3821,0.1532,0.0842,0.0713)。
令 D=(0.95,0.85,0.75,0.65,0.5)計算得到該型電子對抗偵察裝備綜合評價值:E=B·DT=0.8238。0.8238處于0.8~0.9之間,評級為良好。該款裝備其偵察頻率范圍廣,瞬時工作帶寬大并且偵察作用距離遠(yuǎn),配發(fā)部隊使用后評價反饋良好,評估結(jié)果與實際使用效果一致。
對于灰類評價表中的評估灰類,E=0.8238表示該型電子對抗偵察裝備作戰(zhàn)效能達(dá)到良好水平。基于多層次灰色理論評價體系,可以減少單個專家評價的主觀性和局限性,能夠解決多個指標(biāo)多因素不確定的問題,這種評估方法計算量較少并且可以用Matlab編程實現(xiàn)。這種評估方法不僅能對單臺電子對抗偵察裝備進(jìn)行效能評估,還適用于多種相同功能設(shè)備間的能力比較。本文作戰(zhàn)效能評估僅僅是電子對抗偵察裝備正常工作下進(jìn)行的,有正常狀態(tài)轉(zhuǎn)移到故障狀態(tài)或故障狀態(tài)轉(zhuǎn)移到正常狀態(tài)等不同條件下新的作戰(zhàn)效能評估,多層次灰色評估模型還需要進(jìn)一步的深入研究,以便更加科學(xué)準(zhǔn)確地評估電子對抗偵察裝備的作戰(zhàn)效能。