基于AHPFCE的复杂电磁环境下炮兵群通信能力评估＊

基于AHPFCE的复杂电磁环境下炮兵群通信能力评估＊－

2012-10-16林伟

舰船电子工程 2012年2期

林伟

（陆军军官学院合肥 230031）

1 引言

部队要在复杂电磁环境下摔打，装备要在复杂电磁环境中检验［5］。当前，全军部队正在抓紧进行复杂电磁环境下的军事训练，全面提高部队遂行信息化条件下特别是复杂电磁环境下的作战能力，炮兵作为陆军火力突击的骨干力量，也应加强对战场电磁环境的研究，为部队训练、作战性动提供依据。“仗由三军打，胜由信息通。”进行复杂电磁环境下炮兵群通信能力评估，为部队通信能力建设提供参考，具有深远的意义。

2 基于AHP－FCE法的复杂电磁环境下炮兵群通信能力评估模型

2.1 AHP－FCE评估方法简介

1）在评估实施的过程中，AHP（Analytical Hierarchy Process，层次分析法）和FCE（Fuzzy Comprehensive Evaluation，模糊综合评判法）这两种常用的评估方法都存在各自的优缺点：AHP难以完全适用于复杂电磁环境下的炮兵群通信能力评估；FCE是模糊理论在评估领域的一种应用方法，它肯定人们认识上的模糊性，利用隶属度的概念来表示这种模糊性，但FCE难以适应评估指标较多的复杂系统，并依赖于指标权重。如果将AHP和FCE方法结合，形成多级模糊综合评估的AHP－FCE评估方法，可以充分发挥两种方法的优势，利用AHP建立评估指标体系和确定指标权重，利用FCE进行逐层模糊合成运算，获取通信能力的综合评估。

2）AHP－FCE评估方法流程

图1 AHP－FCE评估流程图

如图1所示，该方法有如下评估步骤：（1）建立评估指标体系和确定指标权重。（2）定义评语等级集。（3）确定单因素评估：单因素评估就是确定单个指标对各评语等级的隶属度，常用的方法有统计法和构造模糊函数法。（4）多层次综合评估：下一层的模糊综合评估结果作为上一层的输入，直到计算出目标层的模糊综合评估结果。

2.2 建立评估指标体系

使用AHP法构建评估指标体系，如图2所示。

2.3 定义评估因素集和评语集

1）因素集也称指标集，即被评估对象特性因素的集合。根据炮兵群通信能力评估指标体系，建立如下评估因素集：

式中，Ui＝｛Ui1，Ui2，…，Uik｝（i＝1，2，3，…，n）。

2）评语集就是在具体评价某一项指标时，可以将评价结果分为若干等级，所有的等级构成的集合就是评语集。评语集可表示为：V＝｛V1，V2，…，Vk｝。

图2 炮兵群通信能力评估指标体系

2.4 计算评估隶属度

模型中各评价指标隶属度的确定采用的是通过专家评价打分方法。在已知评价因素集U和评语集V的基础上，对每个Uj按初始模型进行综合评估。对Ui的每个因素Uij打分确定其对评语等级Vh（h＝1，2，3，4）的隶属程度，也就是确定Uij具有评语Vh的程度，它是从Uij到V的一个模糊映射。

根据模糊映射，可以得出模糊矩阵Ri：

2.5 评估计算

1）一级评估

设Ui中诸因素的权重为：Ai＝（ai1，ai2，…，aik），于是有：Bi＝（bi1，bi2，…，bik）＝Ai·Ri。

2）二级评估

考虑U＝｛U1，U2，…，Ui｝，以 Bi为因素Ui的单因素评估，建立模糊映射，从而得到模糊关系矩阵：

又设U＝｛U1，U2，…，Ui｝的因素权重分配为

则得出：

3）这样可根据得出的B，按最大隶属原则，取B＝max（b1，b2，…，bj），便可得出评估结果。为了充分运用评估信息，便于评估比较，令每个评语Vh打一个分Gm（m＝1，2，…i）。最后综合评判该炮兵群通信能力总分为：C＝B·GT。

3 应用举例

应用上述模型，对某炮兵群在复杂电磁环境下的通信能力进行评估。

3.1 定义评估因素集和评语集

1）定义评估因素集和子因素集。复杂电磁环境下炮兵群通信能力U＝｛基本通信能力U1；应对复杂电磁环境能力U2；通信快速反应能力U3；通信生存能力U4；保障能力U5｝。

同样，基本通信能力U1＝｛通信覆盖能力U11；通信有效性U12；通信容量U13；机动通信能力U14；协同通信能力U15｝……

2）选取评语集。目前应用较多的评语集有3级、4级、5级、7级评语等。考虑到评估的操作性和准确性，并结合炮兵群通信能力评估实际，本文选定4级评语，将评估结果分为：差（V1）、一般（V2）、较好（V3）、优秀（V4）4个等级，评语集可表示为：V＝｛V1，V2，V3，V4｝。

3.2 确定指标权重

采用AHP法确定各指标权重。根据通信能力各级指标因素两两比较，以一级指标U为例，确定判断矩阵如下：

经计算得λmax＝5.11，A＝（0.218，0.317，0.188，0.189，0.087）。指标一致性检验得C.R＝C.I／R.I＝0.0246，C.R＝0＜0.10，满足一致性要求。同理可得其他指标权重。

3.3 确定指标权重

根据表1专家评估结果，复杂电磁环境下炮兵群通信能力判断矩阵分别为

表1 专家评分结果

3.4 进行评估计算

1）一级计算

使用Matlab软件进行计算，可得基本通信能力向量：

同理可得应对复杂电磁环境能力向量：

通信快速反应能力向量：

通信生存能力向量：

保障能力向量：

2）二级计算

由以上计算可得，炮兵群通信能力判断矩阵为：R＝（B1，B2，B3，B4，B5）T。所以，复杂电磁环境下炮兵群通信能力为

3.5 结果分析处理

1）根据最大隶属度原则，复杂电磁环境下该炮兵群通信能力B＝0.502＝max（0.112，0.194，0.502，0.190），总评为较好。参考专家意见，对每个评语V打一个分Cj（j＝1，2，3，4）。给每个评语的打分为：｛50，65，80，95｝。

2）从评估结果可以看出，该炮兵群在复杂电磁环境下的通信能力等级为较好，这是近年来炮兵部（分）队逐渐加强对通信能力建设取得的良好效果，特别是基本通信能力和保障能力方面仍有较突出的优势。但该炮兵群的通信能力综合评判总分仅为76.52，应对复杂电磁环境能力，B2＝（0.3435，0.3406，0.3059，0）属于“差”的范畴。