李 京 楊根源

（海軍航空工程學(xué)院5系1） 煙臺 264001）（海軍信息化專家委員會2） 北京 100073）

1 引言

作戰(zhàn)能力（combat capability），亦稱戰(zhàn)斗力，是武裝力量遂行作戰(zhàn)任務(wù)的能力。它主要是指武裝力量為執(zhí)行一定作戰(zhàn)任務(wù)所需的“本領(lǐng)”或應(yīng)具有的潛力。由人員和武器裝備的數(shù)質(zhì)量、編制體制的科學(xué)化程度、組織指揮和管理的水平、各種保障勤務(wù)的能力等因素綜合決定，也與地形、氣象及其它客觀條件有關(guān)［1］。航空兵電子戰(zhàn)是電子戰(zhàn)的重要組成，它在電子戰(zhàn)的發(fā)展史中一直占據(jù)著主要地位。航空兵電子戰(zhàn)主要包括專用偵察飛機(jī)、遠(yuǎn)距離支援干擾飛機(jī)、隨隊支援干擾飛機(jī)和作戰(zhàn)飛機(jī)自帶的自衛(wèi)電子對抗設(shè)備。對于其作戰(zhàn)能力的劃分有4種標(biāo)準(zhǔn)：信息標(biāo)準(zhǔn)、能量標(biāo)準(zhǔn)、作戰(zhàn)運用和戰(zhàn)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及軍事和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)［2～3］。除此之外，電子戰(zhàn)系統(tǒng)還必須滿足人們對軍用電子設(shè)備所提出的基本技術(shù)要求。

對航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力的評估，由于影響航空兵電子戰(zhàn)的因素很多，有定量的、定性的、技術(shù)上的、戰(zhàn)術(shù)運用上的，以及具體的戰(zhàn)場態(tài)勢等，因此傳統(tǒng)的評估技術(shù)對于這樣的綜合性決策問題在量化評估指標(biāo)后，失去了對事物評判時所具有的靈活性特點。本文采用云重心的評價方法對航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力進(jìn)行評估，建立不確定性云模型，以解決評估中遇到的定性與定量轉(zhuǎn)換問題。

2 電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力評估標(biāo)準(zhǔn)

文獻(xiàn)［2］提出了四項電子戰(zhàn)評估標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了電子戰(zhàn)特性。

1）信息標(biāo)準(zhǔn)（Information Criteria）用以描述干擾信號、系統(tǒng)造成電子戰(zhàn)目標(biāo)信息損失的技術(shù)潛能。

2）能量標(biāo)準(zhǔn)（Energy Criteria）用以描述干擾信號、系統(tǒng)造成正在被干擾的電子目標(biāo)的信息損失的實際技術(shù)能力，需要考慮干擾電子目標(biāo)時的能量潛力。

3）作戰(zhàn)運用和戰(zhàn)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（Operational and Tactical Criteria）用以分析電子戰(zhàn)系統(tǒng)和技術(shù)如何成為軍事行動中的一個要素，并且在與電磁環(huán)境有關(guān)的軍事行動中，確定電子戰(zhàn)部隊和系統(tǒng)的作戰(zhàn)運用和戰(zhàn)術(shù)規(guī)范。

4）軍事和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)（Military and Economic Criteria）用于比較電子戰(zhàn)技術(shù)和系統(tǒng)的費用與效能，并且在費效分析的基礎(chǔ)上，得出最優(yōu)方案。

3 航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力分析指標(biāo)體系建立

考慮到第二節(jié)中所提到的四項電子戰(zhàn)評估標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實際作戰(zhàn)中指揮決策人員對于決策信息的需求，構(gòu)建了航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系

1）時域上的評估指標(biāo)α1

時域上主要考慮干擾機(jī)的引導(dǎo)時間Δtj，即從接收到目標(biāo)輻射源信號至發(fā)出射頻干擾信號的時間。原則上引導(dǎo)時間越短越好，定義時域評估因子為α1＝1／Δtj。

2）頻域上的評估指標(biāo)α2

當(dāng)被干擾目標(biāo)的工作頻率完全被干擾機(jī)頻率覆蓋時，認(rèn)為此時的干擾效果最好。取干擾機(jī)工作的頻寬bJ與被干擾目標(biāo)頻寬bR的比值作為干擾機(jī)頻域上的評估因子，即α2＝bJ／bR。

3）空間上的評估指標(biāo)α3

干擾空間范圍包括干擾發(fā)射天線波束在空間的最大指向范圍ΩJ和在任意時刻干擾波束的覆蓋范圍θJ。干擾機(jī)在空間上的評估因子定義為α3＝（ΩJ＋θJ）／T，其中T為干擾天線旋轉(zhuǎn)周期。

4）能量上的評估指標(biāo)α4

用天線能接收到的干擾信號功率與目標(biāo)回波功率的比值來度量該指標(biāo)，評估因子定義為α4＝1／KJ，其中KJ為被干擾目標(biāo)正常工作的信干比。

5）戰(zhàn)術(shù)運用上的評估指標(biāo)α5

關(guān)于以上指標(biāo)的意義和推導(dǎo)可以參考溫浩［4］、張肅［5］和黃高明［6］的論文。

4 云理論介紹［7～8］

云是語言值表示的某個定性概念與其定量表示之間的不確定性轉(zhuǎn)換模型，云的數(shù)組特征用期望值Ex、熵En、偏差D三個數(shù)值表征，它把模糊性和隨機(jī)性完全集成到一起，構(gòu)成定性和定量相互間的映射。其中Ex是云的重心位置，標(biāo)定了相應(yīng)的模糊概念的中心值，En是概念模糊度的度量，它的大小反映了在論域中可被模糊概念接受的元素數(shù)，即亦此亦彼性的裕度。D是云厚度的度量，是整個云厚度的最大值，它反映了云的離散程度。（由期望和熵兩個數(shù)字特征便可確定具有正態(tài)分布形式的隸屬云的期望曲線方程。）

云重心可以表示為T＝a×b，a表示云重心的位置，b表示云重心的高度，期望值反應(yīng)了相應(yīng)的模糊概念的信息中心值，即我們所說的云重心位置，當(dāng)期望值發(fā)生變化時，它所代表的信息中心值發(fā)生變化，云重心的位置也相應(yīng)地改變。在一般的情況下，云重心的高度取常值（0.371），期望值相同的云可以通過比較云重心高度的不同來區(qū)分它們的重要性，即云重心高度反映了相應(yīng)的云的重要程度，所以說，通過云重心的變化情況，可以反映出系統(tǒng)狀態(tài)信息的變化情況。

5 云重心作戰(zhàn)能力評估模型的建立

當(dāng)我方計劃利用電子戰(zhàn)飛機(jī)對某一目標(biāo)進(jìn)行電子進(jìn)攻時，由于戰(zhàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，以及自身電子戰(zhàn)力量在作戰(zhàn)過程中出現(xiàn)損耗，部分力量可能減弱或喪失戰(zhàn)斗力，如我干擾裝備就很可能因敵反輻射攻擊而遭到損壞，在后續(xù)的作戰(zhàn)進(jìn)程中如不及時修復(fù)，將難以再發(fā)揮其應(yīng)有的戰(zhàn)斗力。因此，決策人員預(yù)計作戰(zhàn)過程中可能出現(xiàn)的作戰(zhàn)態(tài)勢為xi＝（x1，x2，x3），對我方作戰(zhàn)能力進(jìn)行評估的具體步驟為：

1）確定水平指標(biāo)參數(shù)。由第2節(jié)評估指標(biāo)的量化方法可知各評估因子均為效益型指標(biāo)，所以可以采用式（1）的標(biāo)準(zhǔn)化方法得到指標(biāo)狀態(tài)表1。

其中，aij為飛機(jī)處于狀態(tài)xi時，相對于指標(biāo)aj的值。

表1 指標(biāo)狀態(tài)表

2）求各指標(biāo)參數(shù)的權(quán)重［9］。權(quán)重的確定方法有很多，如德爾菲法、AHP法、PC-LINMAP耦合法、環(huán)比法和區(qū)間估計法等。為了盡量將定性與定量相結(jié)合，同時體現(xiàn)主觀與客觀信息，這里用式（2）確定權(quán)重。

其中，w1＝1，n為指標(biāo)數(shù)，i為排隊等級，即對指標(biāo)按其重要程度所作的一個排列，若認(rèn)為指標(biāo)可能處于同一等級，i可取相同值。此處的各項指標(biāo)等級排隊依靠的是專家咨詢法。經(jīng)計算求得wi，見表2。再將wi歸一化處理即可得到權(quán)重W＊i。

表2 指標(biāo)排隊等級及wi值

3）求各指標(biāo)的云模型［11］。在評估指標(biāo)體系中，如果既有精確數(shù)值型表示的，又有用語言值來描述的，提取n組樣品組成決策矩陣，那么n個精確數(shù)值型的指標(biāo)就可以用一個云模型來表示，其中

同時每個語言值型的指標(biāo)都可以用一個云模型來表示，那么n個語言值（云模型）表示的一個指標(biāo)就可以用一個一維綜合云來表征。其中

根據(jù)上述公式，從指標(biāo)狀態(tài)表1中求出各指標(biāo)的云模型期望值和熵如表3所示。

表3 各指標(biāo)云模型的期望值和熵

4）求加權(quán)綜合云重心向量［13］。由云重心T＝a×b，可得五維加權(quán)綜合云的重心向量為：T＝（0.100，0.128，0.138，0.168，0.207）。理想狀態(tài)加權(quán)綜合云的重心向量為：To＝（0.15，0.18，0.18，0.25，0.25）。

綜合云重心向量進(jìn)行歸一化，得到向量TGi＝（0.333，0.289，0.233，0.328，0.172）。經(jīng)歸一化后，表征系統(tǒng)狀態(tài)的綜合云重心向量均有大小、方向、無量綱的值（理想狀態(tài)下為特殊情況，即向量（0，0，…，0））。

5）計算加權(quán)偏離度。把各指標(biāo)歸一化之后的向量值乘以其權(quán)重值，然后再相加，取平均值后得到加權(quán)偏離度θ（0≤θ≤1）的值

經(jīng)計算得加權(quán)偏離度θ＝0.269，即距離理想狀態(tài)下的加權(quán)偏離度為0.269。

6）用云模型實現(xiàn)評測的評語集。采用由十一個評語所組成的評語集：

V＝（V1，V2，…，V11）＝（理想，極好，非常好，很好，較好，一般，差，較差，很差，非常差）

將十一個評語置于連續(xù)的語言值標(biāo)尺上，并且每個評語集都用云模型來實現(xiàn)，構(gòu)成一個定性評測的云發(fā)生器，如圖2所示。

圖2 定性評測曲線

將θ值與定性評測曲線進(jìn)行比較，得到評估結(jié)果的定性表示為“介于非常好和很好之間，傾向于很好”。該模型的結(jié)果表明，根據(jù)目前的態(tài)勢分析，以及我方作戰(zhàn)力量的實際情況，我方航空兵電子戰(zhàn)飛機(jī)具有針對該目標(biāo)的電子進(jìn)攻能力。

6 結(jié)語

在進(jìn)行電子戰(zhàn)目標(biāo)選擇時，航空兵電子戰(zhàn)指揮員必須時刻掌握我現(xiàn)有的電子戰(zhàn)能力，敵目標(biāo)的電子特性，以及可能影響作戰(zhàn)能力的戰(zhàn)場環(huán)境，在整個作戰(zhàn)過程中實時做到“力所能及”。為此，本文在作戰(zhàn)能力評估準(zhǔn)則的指導(dǎo)下，建立了航空兵電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力評估體系；并提出了一種基于云理論的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)能力評估模型。通過實例分析表明，該模型可以為指揮員決策提供比較可靠的科學(xué)依據(jù)，為航空兵電子戰(zhàn)輔助決策提供一種新的思路。

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