王優(yōu)鍇 任雄偉

（海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院 武漢 430033）

1 引言

現(xiàn)代海戰(zhàn)中，從各種平臺(tái)發(fā)射的反艦導(dǎo)彈對(duì)水面艦艇構(gòu)成了嚴(yán)峻威脅，艦艇反導(dǎo)作戰(zhàn)隨之引起各國(guó)高度重視，單純依靠單艦反導(dǎo)已難以滿足防御需求，編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)是大勢(shì)所趨［1］。對(duì)艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)效能進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)估，能夠?yàn)橹笓]員提供輔助決策支持，也能使水面艦艇部隊(duì)的作戰(zhàn)訓(xùn)練更具針對(duì)性。本文綜合考慮影響艦艇編隊(duì)反導(dǎo)作戰(zhàn)效能的各種因素，在分析反導(dǎo)流程的基礎(chǔ)上建立了評(píng)估指標(biāo)體系，運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行定量分析，從而使艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)效能評(píng)估更具準(zhǔn)確性、針對(duì)性。

2 編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.1 編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)過(guò)程分析

單艦反導(dǎo)作戰(zhàn)涉及的系統(tǒng)通常包括：探測(cè)跟蹤系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)、電子干擾系統(tǒng)、末端防御系統(tǒng)及附屬的各種傳感器。參考文獻(xiàn)［2～3］對(duì)單艦反導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)描述。單艦反導(dǎo)主要依靠自身探測(cè)設(shè)備搜索跟蹤目標(biāo)，受地球曲率的影響，自身探測(cè)設(shè)備探測(cè)距離通常為視距，武器的射程優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到充分發(fā)揮。

協(xié)同是協(xié)同單元為實(shí)現(xiàn)同一目標(biāo)共同努力的過(guò)程［4］。編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)是通過(guò)數(shù)據(jù)鏈把編成內(nèi)各平臺(tái)有機(jī)組成一個(gè)體系對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈實(shí)施抗擊，編隊(duì)各平臺(tái)上的傳感器、武器、指控設(shè)備、火力控制設(shè)備等通過(guò)數(shù)據(jù)鏈，可以實(shí)現(xiàn)探測(cè)信息的共享，做到早發(fā)現(xiàn)，早攔截，發(fā)揮武器的射程優(yōu)勢(shì)，達(dá)成編隊(duì)內(nèi)火力的相互補(bǔ)充和行動(dòng)的密切配合，形成編隊(duì)整體作戰(zhàn)威力，增大攔截成功概率?；玖鞒虨椋寒?dāng)編隊(duì)中某一節(jié)點(diǎn)探測(cè)到來(lái)襲目標(biāo)，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)編隊(duì)內(nèi)信息共享，由指揮控制系統(tǒng)進(jìn)行威脅判斷評(píng)估，通過(guò)火力分配，由最佳攔截位置艦艇上的艦空導(dǎo)彈系統(tǒng)實(shí)施攔截，在進(jìn)行火力分配時(shí)，必須考慮各艦的反導(dǎo)資源消耗狀況以保證其持續(xù)作戰(zhàn)能力，當(dāng)來(lái)襲導(dǎo)彈突防進(jìn)入艦空導(dǎo)彈射擊盲區(qū)時(shí)，由末端防御系統(tǒng)實(shí)施攔截，在整個(gè)攔截過(guò)程中均可使用電子干擾設(shè)備實(shí)施干擾對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行軟打擊。

2.2 編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能評(píng)估指標(biāo)體系

協(xié)同反導(dǎo)是一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的過(guò)程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都將影響整個(gè)反導(dǎo)作戰(zhàn)效能，因此根據(jù)上述反導(dǎo)流程，按照評(píng)估指標(biāo)盡量反映協(xié)同反導(dǎo)實(shí)際情況同時(shí)相互獨(dú)立的原則，確定艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系如圖1所示［5］。

3 基于AHP-模糊綜合評(píng)判法的效能評(píng)估模型

根據(jù)效能評(píng)估指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用AHP和模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，具體步驟可歸納為［6～7］：

1）確定評(píng)判對(duì)象的因素集合U＝（u1，u2，…，un）共n個(gè)因素。

2）確定評(píng)語(yǔ)等級(jí)集合V＝（v1，v2，…，vm）共m個(gè)因素。

圖1 艦艇編隊(duì)反導(dǎo)效能評(píng)估指標(biāo)體系

3）進(jìn)行單因素評(píng)判，建立因素論域和評(píng)語(yǔ)論域之間的模糊關(guān)系矩陣為

式中rij為U中因素ui對(duì)V中等級(jí)vj的隸屬關(guān)系。

4）建立評(píng)判權(quán)重集A：A＝（a1，a2，…，an）。在評(píng)估中各指標(biāo)影響程度不同，其權(quán)重系數(shù)用層次分析法（AHP）來(lái)確定，其基本方法是：對(duì)同一層次各指標(biāo)的重要性依據(jù)專(zhuān)家對(duì)客觀情況的判斷進(jìn)行兩兩比較并賦值，構(gòu)成判斷矩陣；接著計(jì)算判斷矩陣的特征向量和最大特征值，并對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)；最后得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。具體步驟這里不再贅述。

5）選擇合成算子，將A與R合成得到B。模糊綜合評(píng)判的基本模型為B＝A?R，其中“?”為模糊合成算子。最終按照最大隸屬度原則，確定被評(píng)判對(duì)象所對(duì)應(yīng)的評(píng)判等級(jí)。權(quán)重向量A與評(píng)判矩陣R的合成，一般用M（＊，＊）表示，M表示計(jì)算模式，“＊”表示廣義模糊運(yùn)算的各種算子。模糊子集的運(yùn)算算子常見(jiàn)的有以下四種：“∧”表示取小運(yùn)算，“∨”表示取大運(yùn)算，“·”表示取乘運(yùn)算，“⊕”表示求和運(yùn)算。各種算子的算式及它們的常見(jiàn)復(fù)合如表1所示［8～10，14］：

表1 幾種常見(jiàn)算子的算式及其組合

基本模型的選擇對(duì)于最終的評(píng)判結(jié)果影響很大，因此選擇合適的算子非常重要。M（·，⊕）算子可以保證單因素評(píng)判矩陣信息的充分利用，具有較大的綜合性，而且保證A具有權(quán)向量性質(zhì)，相比較而言是適用于模糊綜合評(píng)判的優(yōu)化算子。

6）對(duì)多層次指標(biāo)體系，按以上模型由底層向上遞推計(jì)算上一層次指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)計(jì)算所得值，再向上遞推直到目標(biāo)層。

4 編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能評(píng)估實(shí)例分析

對(duì)某艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能運(yùn)用上述方法進(jìn)行評(píng)估，具體步驟如下：

1）根據(jù)圖1所示編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)指標(biāo)體系，結(jié)合艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)實(shí)際作戰(zhàn)情況，將效能評(píng)估定為四個(gè)等級(jí)，建立評(píng)語(yǔ)集V＝｛好，較好，一般，差｝＝｛V1，V2，V3，V4｝，其對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)值為V＝｛0.9，0.7，0.5，0.3｝。

2）組織10名軍事指揮員、作戰(zhàn)參謀及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各指標(biāo)認(rèn)真分析、評(píng)估，經(jīng)歸一化得表2。

表2 艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能指標(biāo)評(píng)估值

由表2得二級(jí)評(píng)估指標(biāo)各評(píng)判矩陣為

3）利用層次分析法求各指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)專(zhuān)家評(píng)估，建立第一層四個(gè)指標(biāo)的判斷矩陣：

從而可求得特征向量即權(quán)向量W＝（0.2769，0.3050，0.3050，0.1131），λmax＝4.0206，隨機(jī)一致性比例CR＝CI／RI＝0.008＜0.1，具有滿意的一致性，說(shuō)明判斷矩陣合理。同理可求得第二層各評(píng)估指標(biāo)的權(quán)系數(shù)矩陣分別如下：

4）采用M（·，⊕）算子，進(jìn)行合成運(yùn)算

為充分利用綜合評(píng)判帶來(lái)的較多信息，對(duì)各評(píng)語(yǔ)得分進(jìn)行加權(quán)平均，得總分為即該艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)效能為0.6478。

5 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用層次分析法和模糊綜合評(píng)判法相結(jié)合進(jìn)行作戰(zhàn)效能評(píng)估是一種行之有效的方法，運(yùn)用該方法評(píng)估的核心是構(gòu)造模糊矩陣和確定指標(biāo)權(quán)重。本文在建立艦艇編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)效能評(píng)估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，用專(zhuān)家評(píng)估的方式確定模糊矩陣，用層次分析法確定權(quán)重，通過(guò)模糊運(yùn)算對(duì)編隊(duì)協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)效能進(jìn)行了量化分析，可以為軍事指揮員科學(xué)決策提供幫助，具有一定合理性。由于評(píng)估模型中指標(biāo)的復(fù)雜性，權(quán)重的確定和模糊運(yùn)算中矩陣的建立通過(guò)專(zhuān)家評(píng)估，存在一定主觀影響，需要通過(guò)實(shí)際作戰(zhàn)訓(xùn)練進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善，以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

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