基于权系数法的防空兵通信系统设计方案优选*

刘顺利 刘君亮 贾 姝

(防空兵指挥学院 郑州 450052)

基于权系数法的防空兵通信系统设计方案优选*

刘顺利 刘君亮 贾 姝

(防空兵指挥学院 郑州 450052)

防空兵通信系统是防空兵作战指挥的神经网络,是防空兵各作战系统之间信息链接的纽带和桥梁。通信系统设计方案的优劣,主要是通信系统的性能指标以及实现的可能性两大因素决定的。然而,性能好的方案实现却很困难;反之,实现可能性大的方案性能又无法满足要求。基于权系数法的方案优选问题,旨在通过定量的综合分析,寻求既满足于系统需求又具有可实现价值的最佳方案。

权系数法;通信系统;设计方案;优选

Class NumberTN914

1 基于权系数的评估模型的建立

1.1 权系数的概率分布

其中,xi=1表示决策目标重要,xi=-1表示决策目标不重要。

正态分布曲线的横坐标为决策目标的重要性(即权系数大小),纵坐标为决策目标的多少。若把纵坐标分为刻度为 α,2α,3α,…的间隔,分别对应目标权系数的大小。就右半平面说,1α在横轴上对应的权系数最大,排队等级为一,2α次之,排第二,3α排第三。左半平面正好相反。

为了使权系数具有统一的单调性且为正值。可把左半平面曲线过A且平行于横轴的直线为轴对称变换,再把纵轴变换左移3σ(近似认为正态分布的区间在 ±3σ内),得到我们的目的是根据目标排列等级求目标的权系数,为了目标权函数的计算方便,需要将纵坐标转化为函数,横坐标转换为自变量,如图3所示。

1.2 函数关系的转换

图1表示的正态函数其密度函数为

图3 排队等级—权函数

因而,经对称和平移变换后得到图2权系数—排队等级曲线的函数关系式为

从式(2)中可以解出x关于f(x)的反函数,即为图3排队等级—权函数函数关系表达式

1.3 权系数的计算公式

为了便于计算,采用最大权系数归一表示。由以上分析可知,最大权系数ymax=6σ。最大权系数归一后,第i个权系数wi的表达式为

表1 n为9时的权系数

表2 分级量化表

由式(6)可以看出,权系数只与决策目标m和排队等级i有关。只要排列好各个决策目标的顺序,就能够方便的计算出每个目标的权系数。设最大权系数归一后用w0表示,即w0=1,对于n=9时,计算出的权系数列于表1中。

1.4 评价结果的分级量化

要对一个具体的设计方案进行评价,就必须对评价结果进行分级和量化。对一些目标等级排在前面的有着决定性的重要目标,只要有一个达不到评价结果的量化值即可判断该方案为劣等方案,不再予以评价。

以六级评价等级为例,表2中给出分级量化的情况。

1.5 系统指数的计算

系统指数是系统设计方案优劣的定性描述。系统方案的优劣主要有系统方案性能的优劣程度和方案实现的难易程度所决定的,因此,系统指数也是由性能指数和实现指数两个因子组成。从概率论的角度来讲,性能和实现的可能性属于积事件,系统指数由它们的乘积决定。

1.5.1 实现指数的求法

设系统的第n个设计方案的实现指数为γn1,则有

1.5.2 性能指数得求法

同理,系统第n个设计方案的性能指数计算公式为

1.5.3 系统指数的求法

系统第n个设计方案的系统指数γn的计算公式为

多个系统方案的系统指数γn都算出后,其中γn最大的就是最佳方案。

2 应用举例

对于某一防空兵通信系统,共有三个总体设计方案,希望对这四个方案进行优选。

1)系统的实现指标共有四个,根据它们对技术实现的重要程度排序,依次为:价格、进度、技术成熟度、设备国产还是进口。用式(6)算出的权系数列于表3。

表3 实现目标的权系数

每个实现目标在三种方案中的评价结果列于表4。

表4 三种方案实现目标的评价结果

将各实现目标在每种方案中评价结果量化值及其实现指数列于表5。

表5 实现目标的量化值与实现指数

2)系统的性能目标共有五个,根据它们的重要程度进行排序,依次为:可用性、可靠性、生存能力、可扩充性、可维修性。应用式(6),可算出性能目标的权系数列于表6。

表6 性能目标的权系数

每个性能目标在三种方案中的评价结果列于表7。

表7 三种方案性能目标的评价结果

将性能目标量化值及性能指数计算结果列于表8。

表8 性能目标的量化值和性能指数

根据式(9),可计算出三种总体方案的系统指数的总体计算结果,并列于表9。

表9 系统指数

从表9中对目标综合评价的结果可以看出,方案2为防空兵体系系统设计的最佳方案。

3 结语

该方案优选的方法克服了传统方案选择偏重于定性分析的不足,通过科学的定量分析,有效的减少主观因素的影响,提高评估结论的准确性和可靠性。

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Weight Coefficient Based Communication System of Air Defense Troops of Design Optimization

Liu Shunli Liu Junliang Jia Shu
(Air Defense Conmand,Zhengzhou 450052)

Air defense communications system is operational command of the neural network is the air defense information link between the various operational systems of the bond and bridge.Advantages and disadvantages of communication system design,primarily in the communications system performance indicators and the possibility of achieving two major factors.However,the performance is very difficult to achieve a good solution;the other hand.The possibility of a large program to achieve the performance they can not meet the requirements.Coefficient method based on optimal selection of the right to issue a comprehensive quantitative analysis of aims,seeking both to meet the system requirements but also has the best value can be realized.

weight coefficient method,communication systems,design,select the best

TN914

2010年8月25日,

2010年9月27日

刘顺利,教授,硕士生导师,研究方向:防空兵作战指挥自动化。