時(shí)維科,劉 喬,李紹隆

(1.中國人民解放軍 92941部隊(duì)41分隊(duì),遼寧 葫蘆島 125001； 2.上海機(jī)電工程研究所,上海 201109)

0 引言

作戰(zhàn)能力評估方法主要有試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、層次分析法、指數(shù)法、區(qū)間數(shù)評估法、灰色系統(tǒng)分析法、模糊分析法等[1-3]，每種方法都有自身的優(yōu)勢，可根據(jù)武器系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇合適的方法進(jìn)行評估。艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)，主要承擔(dān)近程反導(dǎo)作戰(zhàn)任務(wù)，本文運(yùn)用層次分析法確定影響艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)權(quán)重，使用指數(shù)法對指標(biāo)和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理和評價(jià)，為艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)提供一種科學(xué)合理的評估方法。分析與評估基于艦載平臺的該型近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力，找準(zhǔn)制約艦艇反導(dǎo)作戰(zhàn)能力形成和提升的深層次矛盾，可以摸清該型近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)過程中的能力短板和薄弱環(huán)節(jié)[4]，解決部隊(duì)在作戰(zhàn)指揮、操管訓(xùn)練、保障條件等方面的問題，以及裝備的改造升級，有效提升艦艇平臺的反導(dǎo)作戰(zhàn)能力。

1 作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系建立

評價(jià)基于載艦平臺的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力，主要考慮反導(dǎo)作戰(zhàn)過程中，從前端傳感器到武器末端整個(gè)鏈路中各個(gè)環(huán)節(jié)涉及的因素，建立指標(biāo)體系，如圖1所示。

圖1 艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系

艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力包括搜索探測能力、指揮決策能力、武器控制和火力打擊能力、保障能力[5-8]。其中，搜索探測能力的裝備實(shí)體為載艦雷達(dá)和電子偵察系統(tǒng)，主要包括搜索目標(biāo)能力、跟蹤目標(biāo)能力、目標(biāo)識別能力、目標(biāo)信息數(shù)據(jù)處理能力等；指揮決策能力的裝備實(shí)體為指揮控制系統(tǒng)，主要包括收集處理目標(biāo)信息能力、輔助決策能力、目標(biāo)指示能力和指揮控制能力等；武器控制及火力打擊能力的裝備實(shí)體為近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)，主要包括戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間、工作狀態(tài)選擇能力、作戰(zhàn)方式選擇能力、系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、指導(dǎo)方式、射界范圍、發(fā)射方式、連射間隔時(shí)間、攔截范圍、殺傷概率、多目標(biāo)服務(wù)能力、載彈量和導(dǎo)彈抗干擾能力；保障能力的裝備實(shí)體為近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)及其保障設(shè)備，主要包括導(dǎo)彈裝填速度、可靠性、維修性和測試性等。

在實(shí)際評估過程中，我們既要全面考慮各種因素，又要對各因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∩?，對一些難以賦予權(quán)值且沒有直接影響的指標(biāo)必須忽略，對有相似影響的因素要進(jìn)行合并規(guī)整[5]。由于本文重點(diǎn)研究近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，針對前端的搜索探測能力、指揮決策能力不是本文研究的主要內(nèi)容，因此，本文以典型作戰(zhàn)式樣為背景，結(jié)合裝備作戰(zhàn)任務(wù)特點(diǎn)和評估實(shí)際[9-12]，將搜索探測能力、指揮決策能力合并為目指信息能力，建立指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指標(biāo)體系

艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力A由目指信息能力A1、武器控制和火力打擊能力A2、保障能力A3組成。其中，目指信息能力A1的裝備實(shí)體為雷達(dá)、電子偵察系統(tǒng)和指揮控制系統(tǒng)，包括雷達(dá)目指信息能力A11、電偵目指信息能力A12；武器控制及火力打擊能力A2的裝備實(shí)體為近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)，主要包括戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間A21、工作狀態(tài)選擇能力A22、作戰(zhàn)方式選擇能力A23、系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間A24、制導(dǎo)方式A25、射界范圍A26、發(fā)射方式A27、連射間隔時(shí)間A28、攔截范圍A29、殺傷概率A210、多目標(biāo)服務(wù)能力A211、載彈量A212和導(dǎo)彈抗干擾能力A213；保障能力A3的裝備實(shí)體為近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)及其保障設(shè)備，主要包括導(dǎo)彈裝填速度A31、可靠性A32、維修性A33和測試性A34等。

2 運(yùn)用層次分析法構(gòu)造判斷矩陣及計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

2.1 構(gòu)造判斷矩陣確定確定權(quán)重值

根據(jù)以上建立的指標(biāo)體系，構(gòu)建A-Ai(i=1，2，3)的判斷矩陣。其中各級指標(biāo)之間相對于其上一層次目標(biāo)A的重要性程度的打分形式可用兩兩比較打分法確定，具體打分值的定量評價(jià)采用專家咨詢法。

從而可得A-Ai(i=1，2，3)的判斷矩陣如表1所示。

同理，可構(gòu)造關(guān)于目指信息能力A1、武器控制和火力打擊能力A2和保障能力A3的判斷矩陣。由于于篇幅限制，本文不再一一贅述。其中，根據(jù)層次分

表1 關(guān)于目標(biāo)A的準(zhǔn)則層判斷矩陣

備注：1.aij表示指標(biāo)ai比指標(biāo)aj重要的程度量化值；2.易見判斷矩陣A-Ai具有以下性質(zhì)：(1)aii=1；(2)ajj=1/aij；(3)aij>0。

析法的使用方法，需要進(jìn)行專家咨詢構(gòu)造判斷矩陣，構(gòu)造準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的重要性判斷矩陣如下：

(1)

進(jìn)行層次單排序及其一致性檢驗(yàn)。判斷矩陣A的最大特征值相應(yīng)的特征向量ω用求和法計(jì)算過程如下。

Step 1：判斷矩陣A按列歸一化;

Step 2：將歸一化后的矩陣的同一行的各列相加;

Step 3：對行和歸一化，即求得特征向量W;

Step 4：判斷矩陣A的最大特征根λmax為:

(2)

Step 5：一致性指標(biāo)C.I(Consistence Inndex)為:

(3)

Step 6：一致性評價(jià)指標(biāo)C.R(Consistence Ratio)為:

(4)

其中:隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I(Random Consistency Index)的具體數(shù)值如表2所示。若一致性評價(jià)指標(biāo)小于0.1，則認(rèn)為該武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力評估的權(quán)重一致性滿足要求。

表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)

針對各分目標(biāo)，咨詢專家構(gòu)造判斷矩陣，求得各分目標(biāo)的權(quán)重值為：{目指信息能力，武器控制和火力打擊能力，保障能力}={ωA1，ωA2，ωA3}。

同理，可得出“目指信息能力”之底層指標(biāo)A1-A1j(j=1，2)的權(quán)重值為：{雷達(dá)目指信息能力，電偵目指信息能力}={ωA 11，ωA 12}；“武器控制和火力打擊能力”之底層指標(biāo)A2-A2j(j=1，2，3…13)的權(quán)重值為：{戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間，工作狀態(tài)，作戰(zhàn)方式，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，制導(dǎo)方式能力，射界范圍，發(fā)射方式，連射間隔時(shí)間，攔截范圍，殺傷概率，多目標(biāo)服務(wù)能力，載彈量，抗干擾能力}={ωA 21，ωA 22，ωA 23，ωA 24，ωA 25，ωA 26，ωA 27，ωA 28，ωA 29，ωA 210，ωA 211，ωA 212，ωA 213}；“保障能力”之底層指標(biāo)A3-A3j(j=1，2，3，4)的權(quán)重值為：{導(dǎo)彈裝填速度，可靠性，維修性，測試性}={ωA 31，ωA 32，ωA 33，ωA 34}。

2.2 層次總排序權(quán)重和一致性檢驗(yàn)

2.2.1 總排序權(quán)重

判斷矩陣一致性檢驗(yàn)通過后，判斷矩陣中各指標(biāo)權(quán)重得以確定，此時(shí)便可以得出各準(zhǔn)則和底層方案對于艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力評估所占的總排序權(quán)重值，如表3所示。

表3 底層方案相對于艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的總排序權(quán)值

經(jīng)過上述的計(jì)算后，可得層次間的指標(biāo)總排序的計(jì)算結(jié)果。

2.2.2 總層次一致性檢驗(yàn)

It can be easily calculated NLR or CRP-to-albumin ratio from routine blood tests. The systemic inflammation-based markers can be useful tool to predict the outcome in patients with PC.

方案層層次總排序的一致性檢驗(yàn)公式為：

(5)

當(dāng)CR<0.1時(shí)，則判斷矩陣通過整體一致性檢驗(yàn)。

3 評估指標(biāo)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果的處理

3.1 指標(biāo)的分類

指標(biāo)數(shù)據(jù)的處理又稱作指標(biāo)值的規(guī)范化[13]，定型指標(biāo)值的處理可采用直接打分法、量化標(biāo)尺量化法等。定量指標(biāo)值的處理可根據(jù)效益型、成本型、固定型和區(qū)間型四種指標(biāo)的類型[14]。有的指標(biāo)值越大越好，稱為效益型指標(biāo)；有的指標(biāo)值越小越好，稱為成本型指標(biāo)；有的指標(biāo)越靠近目標(biāo)值越好，稱為固定型指標(biāo)；有的指標(biāo)越接近某個(gè)區(qū)間越好，稱為區(qū)間型指標(biāo)。指標(biāo)類型如表4所示，按表5進(jìn)行分類計(jì)算。

表4 指標(biāo)類型

3.2 指標(biāo)和試驗(yàn)結(jié)果歸一化處理

3.2.1 指標(biāo)歸一化處理

近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的指標(biāo)為R標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、裝艦后的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的指標(biāo)為R裝艦態(tài)，將R裝艦態(tài)與R標(biāo)準(zhǔn)態(tài)進(jìn)行歸一化處理，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的指標(biāo)R標(biāo)準(zhǔn)態(tài)

表5 指標(biāo)類型公式表

作為參考標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為1，裝艦后的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)定性指標(biāo)按照直接打分法進(jìn)行歸一化處理，定量指標(biāo)按照效益型、成本型、固定型和區(qū)間型指標(biāo)處理方法進(jìn)行歸一化處理[15]。其中，工作狀態(tài)、作戰(zhàn)方式、制導(dǎo)方式、發(fā)射方式等定性指標(biāo)按照直接打分法進(jìn)行歸一化處理；雷達(dá)目指信息能力、電偵目指信息能力、射界范圍、殺傷區(qū)、殺傷概率、多目標(biāo)服務(wù)能力、載彈量、抗干擾能力、導(dǎo)彈裝填速度、可靠性、測試性等效益型定量指標(biāo)，按照效益型指標(biāo)處理方法進(jìn)行歸一化處理；戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間、系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、連射間隔時(shí)間、維修性等成本型定量指標(biāo)，按照成本型指標(biāo)處理方法進(jìn)行歸一化處理?？傻酶髂芰χ笜?biāo)的歸一化處理結(jié)果為：{雷達(dá)目指信息能力，電偵目指信息能力，戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間，工作狀態(tài)，作戰(zhàn)方式，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，制導(dǎo)方式，射界范圍，發(fā)射方式，連射間隔時(shí)間，殺傷區(qū)，殺傷概率，多目標(biāo)服務(wù)能力，載彈量，抗干擾能力，導(dǎo)彈裝填速度，可靠性，維修性，測試性}={r1，r2，r3，r4，r5，r6，r7，r8，r9，r10，r11，r12，r13，r14，r15，r16，r17，r18，r19}。

裝艦后的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的指標(biāo)為Z裝艦態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果為SY，將Z裝艦態(tài)與SY進(jìn)行歸一化處理，以裝艦后的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的指標(biāo)為參考標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為1，計(jì)算方法與指標(biāo)歸一化處理的計(jì)算方法一致，根據(jù)指標(biāo)分類的計(jì)算公式，可得試驗(yàn)結(jié)果的歸一化處理結(jié)果為：{雷達(dá)目指信息能力，電偵目指信息能力，戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間，工作狀態(tài)，作戰(zhàn)方式，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間，制導(dǎo)方式，射界范圍，發(fā)射方式，連射間隔時(shí)間，殺傷區(qū)，殺傷概率，多目標(biāo)服務(wù)能力，載彈量，抗干擾能力，導(dǎo)彈裝填速度，可靠性，維修性，測試性}={S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S13，S14，S15，S16，S17，S18，S19}。

4 艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力計(jì)算

艦載反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指數(shù)表達(dá)形式上表現(xiàn)為冪指數(shù)乘積的形式，因此，基本計(jì)算模型可表示為：

(6)

其中:M代表武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力要素的數(shù)量，本文中，M=19；ωm是根據(jù)第m項(xiàng)要素對武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力貢獻(xiàn)的大小，應(yīng)用層次分析方法計(jì)算出的冪指數(shù)，并且ω1+ω2+…+ωm=1；Xm代表第m項(xiàng)要素的能力系數(shù)。

艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的表達(dá)形式上表現(xiàn)為冪指數(shù)乘積的形式，單項(xiàng)指標(biāo)的作戰(zhàn)能力系數(shù)X可以表示為:

Xm=rm·Sm(m=1,2,…,19)

(7)

因此，艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指數(shù)可用公式(6)和(7)計(jì)算得出：

(r1·S1)ω1·(r2·S2)ω2·…·(r19·S19)ω19

(8)

5 案例分析

本文主要選擇以下4名專家：一是武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員(專家1)；二是裝備操作人員(專家2)；三是試驗(yàn)鑒定人員(專家3)；四是裝備指揮管理人員(專家4)。由于篇幅限制，本文僅以設(shè)計(jì)人員(專家1)打分結(jié)果為例，構(gòu)造準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的重要性判斷矩陣如下：

進(jìn)行層次單排序及其一致性檢驗(yàn)。判斷矩陣A的最大特征值相應(yīng)的特征向量ω為:

ω=(0.516 217 012，0.425 625 666，0.058 157 321)Τ

一致性評價(jià)指標(biāo)C.R為:

因此可認(rèn)為目指信息能力、武器控制和火力打擊能力、保障能力關(guān)于艦載近程武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力評估的權(quán)重為ω=(0.516 217 012，0.425 625 666，0.058 157 321)Τ。

針對各分目標(biāo)，咨詢專家構(gòu)造判斷矩陣，求得各分目標(biāo)的權(quán)重值為：{ωA1，ωA2，ωA3}={0.340 897 627，0.491 603 272，0.167 499 101}。同理，可得出“目指信息能力”之底層指標(biāo)的權(quán)重值為：{ωA11，ωA12}={0.770 833 333，0.229 166 667}；“武器控制和火力打擊能力”之底層指標(biāo)的權(quán)重值為：{ωA21，ωA22，ωA23，ωA24，ωA25，ωA26，ωA27，ωA28，ωA29，ωA210，ωA211，ωA212，ωA213}={0.032 981 128，0.010 914 105，0.011 515 828，0.109 358 656，0.046 418 554，0.046 423 49，0.022 751 625，0.038 898 194，0.152 033 227，0.249 443 663，0.130 783 793，0.052 986 558，0.095 491 18}；“保障能力”之底層指標(biāo)的權(quán)重值為：{ωA31，ωA32，ωA33，ωA34}={0.118 801 603，0.498 011 033，0.199 347 694，0.183 839 67}。

因此，根據(jù)表3中總排序權(quán)值的計(jì)算公式可得，方案層指標(biāo)相對于艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力所占的總排序權(quán)重值計(jì)算結(jié)果，如表6所示。

表6 各指標(biāo)總排序權(quán)值

經(jīng)一致性檢驗(yàn)滿足要求，故方案層各個(gè)指標(biāo)相對于艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力所占的總排序權(quán)重值計(jì)算結(jié)果為{ω1，ω2，ω3，ω4，ω5，ω6，ω7，ω8，ω9，ω10，ω11，ω12，ω13，ω14，ω15，ω16，ω17，ω18，ω19}={0.397 917 28，0.118 299 732，0.014 037 615，0.004 645 323，0.004 901 432，0.046 545 851，0.019 756 928，0.019 759 029，0.009 683 675，0.016 556 07，0.064 709 243，0.106 169 625，0.055 664 939，0.022 552 439，0.040 643 497，0.006 909 183，0.028 962 988，0.011 593 528，0.010 691 623}。

表7 指標(biāo)和試驗(yàn)結(jié)果歸一化處理結(jié)果

根據(jù)實(shí)際反導(dǎo)武器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的指標(biāo)R標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、裝艦后反導(dǎo)武器系統(tǒng)的指標(biāo)R裝艦態(tài)、實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果S，分別進(jìn)行指標(biāo)歸一化處理和試驗(yàn)結(jié)果歸一化處理，得到結(jié)果如表7所示。由于部分能力指標(biāo)在設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的余量，為了客觀的表示艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的實(shí)際作戰(zhàn)能力，本文試驗(yàn)結(jié)果的歸一化值可能會存在大于1的情況。

因此，可計(jì)算得出艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力指數(shù)為:

I=0.797 164 087

6 結(jié)束語

綜上所述，裝艦后的近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下相比有所下降。下降的原因主要包括指標(biāo)體系、指標(biāo)權(quán)重、指標(biāo)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果四部分。其中，指標(biāo)體系和指標(biāo)權(quán)重都是專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建立和得出的，具有一定的主觀性，可通過邀請更多的本領(lǐng)域?qū)＜覍χ笜?biāo)體系進(jìn)行多次優(yōu)化和量化打分，降低主觀因素的影響，使指標(biāo)體系更趨于合理，使各指標(biāo)的權(quán)重值更趨于客觀。而指標(biāo)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果，是根據(jù)艦艇平臺的現(xiàn)實(shí)情況和實(shí)際測試得出的客觀結(jié)果。因此，要提高近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)裝艦后的實(shí)際作戰(zhàn)能力，要從艦艇平臺入手，盡可能減少艦艇平臺的限制因素，使其發(fā)揮更大的作戰(zhàn)效能。