王 磊 賀天宇 李文濤

(解放軍陸軍軍官學(xué)院數(shù)學(xué)教研室 合肥 230031)

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無人機(jī)作戰(zhàn)效能綜合評價(jià)*

王 磊 賀天宇 李文濤

(解放軍陸軍軍官學(xué)院數(shù)學(xué)教研室 合肥 230031)

選取十種世界主要國家目前裝備十種無人機(jī)和九項(xiàng)無人機(jī)主要指標(biāo),首先建立了三層的評價(jià)指標(biāo)體系;然后根據(jù)不同類型指標(biāo)的特點(diǎn)選擇隸屬度函數(shù)并計(jì)算隸屬度;最后計(jì)算模糊關(guān)系矩陣并進(jìn)一步得到作戰(zhàn)效能綜合評價(jià)結(jié)果及十種無人機(jī)的最終排序結(jié)果。

模糊綜合評價(jià); 作戰(zhàn)效能; 無人機(jī); 隸屬度; 模糊關(guān)系矩陣

Class Number V279

1 引言

無人駕駛飛機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù),并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器,簡稱無人機(jī)[1]。由于無人機(jī)成本低、效能高的特點(diǎn),特別是在伊拉克戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、利比亞戰(zhàn)爭等局部戰(zhàn)爭中的出色表現(xiàn),受到世界各國的青睞。因此,科學(xué)地評價(jià)無人機(jī)的作戰(zhàn)效能,從而為無人機(jī)的研制、采購、使用提供支持具有重要意義。

目前,無人機(jī)作戰(zhàn)效能評估模型有指數(shù)模型、層次分析(AHP)模型、WSEIAC模型、模糊綜合評價(jià)等多種模型。本文選取了十種世界主要國家裝備的無人機(jī)并提取了九項(xiàng)主要指標(biāo),建立了模糊綜合評價(jià)模型,得到了作戰(zhàn)效能排序。

2 無人機(jī)戰(zhàn)性能評估指標(biāo)體系

選取十種世界主要國家裝備的目前裝備十種無人機(jī),從其所有的指標(biāo)中提取了最大任務(wù)載荷、最大發(fā)射重量、最大平飛速度、升限、任務(wù)半徑、巡航時(shí)間、機(jī)高、翼展、機(jī)長等九項(xiàng)主要指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo),相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

根據(jù)無人機(jī)九項(xiàng)指標(biāo)的特點(diǎn)將它們分為戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)兩類,這樣就建立了三層的評價(jià)指標(biāo)體系,如圖1所示。其中第一層為綜合效能,第二層為戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)(u1)和技術(shù)指標(biāo)(u2),戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)分別為最大任務(wù)載荷(u11)、最大平飛速度(u12)、升限(u13)、任務(wù)半徑(u14)、巡航時(shí)間(u15)、最大發(fā)射重量(u16);技術(shù)指標(biāo)分別為機(jī)高(u21)、翼展(u22)、機(jī)長(u23)。

圖1 評價(jià)指標(biāo)體系

3 隸屬度的計(jì)算

根據(jù)無人機(jī)作戰(zhàn)效能戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)的特點(diǎn)可以選擇不同的隸屬度函數(shù)。

戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)包括最大任務(wù)載荷、最大平飛速度、升限、任務(wù)半徑巡航時(shí)間、最大發(fā)射重量等六項(xiàng)指標(biāo),指標(biāo)值越大越優(yōu),其隸屬度函數(shù)為

技術(shù)指標(biāo)包括機(jī)高、翼展、機(jī)長等三項(xiàng)指標(biāo),指標(biāo)值越小越優(yōu),其隸屬度函數(shù)為

根據(jù)以上隸屬度函數(shù)計(jì)算得到結(jié)果如表2所示。

表2 隸屬度表

4 綜合評價(jià)

首先根據(jù)各指標(biāo)對無人機(jī)的作戰(zhàn)效果和生存能力所能產(chǎn)生影響的程度,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料,得出各指標(biāo)權(quán)重集A;然后利用表2中隸屬度數(shù)據(jù)得到指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣R;最后計(jì)算B=A°R得到綜合評判結(jié)果(取模糊算子“°”為“乘與加”)。

4.1 一級綜合評判

取戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)權(quán)重集A1=(0.25,0.15,0.15,0.15,0.15,0.15),根據(jù)求出的隸屬度,可得到戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣為

計(jì)算戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的綜合評判結(jié)果為

B1=A1°R1= (0.39 0.23 0.35 0.28 0.36

0.31 0.45 0.66 0.86 0.50)

取技術(shù)指標(biāo)權(quán)重集A2=(1/3,1/3,1/3),根據(jù)求出的隸屬度,可得到技術(shù)指標(biāo)的模糊關(guān)系矩陣為

計(jì)算技術(shù)指標(biāo)的綜合評判結(jié)果為

B2=A2°R2= (0.86 0.84 0.55 0.58 0.86

0.61 0.78 0.63 0.32 0.42)

4.2 二級綜合評判

將一級綜合評判計(jì)算得到的B1、B2合并成無人機(jī)作戰(zhàn)效能的模糊關(guān)系矩陣:

戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)權(quán)重應(yīng)大于技術(shù)指標(biāo)的權(quán)重,因此取兩項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重分別為0.7和0.3,即

A=(0.7,0.3)

計(jì)算無人機(jī)作戰(zhàn)效能的綜合評判結(jié)果為

B=A°R= (0.53 0.42 0.41 0.37 0.51

0.4 0.55 0.65 0.7 0.47)

據(jù)此綜合評判,可得出十種無人機(jī)作戰(zhàn)效能的排序?yàn)?/p>

RQ-SA獵人>“麻雀”LE>狐貍TX>保加利亞“小鷹”2S>“豺”2>夜襲者>觀察者>天津Ⅱ型>瑪爾特Ⅱ>鰹鳥Ⅲ

5 結(jié)語

本文首先提取無人機(jī)九項(xiàng)主要指標(biāo)構(gòu)建了無人機(jī)戰(zhàn)性能評估指標(biāo)體系,然后利用模糊綜合評價(jià)方法對十種世界主要國家裝備的無人機(jī)作戰(zhàn)效能進(jìn)行評價(jià),最后計(jì)算出無人機(jī)作戰(zhàn)效能的綜合評判結(jié)果并得到了最終排名。

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Combat Effectiveness Evaluation of Unmanned Air Vehicle

WANG Lei HE Tianyu LI Wentao

(Mathematic Teaching & Researching Section, Artillery Academy of PLA, Hefei 230031)

Firstly, 10 kinds of unmanned air vehicles and 9 indicators of evaluation are selected, and a three-tier evaluation system is established. And then, the membership functions which are used to calculate memberships are selected according to the characteristics of different types of indicators. Finally fuzzy relationship matrixs are calculated, and further more, the result of the combat effectiveness evaluation and the final sorting of 10 kinds of unmanned air vehicles can be got.

fuzzy comprehensive assessment, combat effectiveness evaluation, unmanned air vehicle, membership, fuzzy relationship matrix

2014年11月5日,

2014年12月27日

王磊,男,講師,研究方向:粗糙集理論。賀天宇,男,講師,研究方向:預(yù)測與決策分析。李文濤,男,講師,研究方向:時(shí)間序列理論。

V279

10.3969/j.issn1672-9730.2015.05.002