基于灰色层次模型的新型装备战斗力评估

何帆，李其祥，黄东

（武警工程大学装备工程学院，西安710086）

基于灰色层次模型的新型装备战斗力评估

何帆，李其祥，黄东

（武警工程大学装备工程学院，西安710086）

从武警部队武器装备快速形成战斗力的客观需求出发，分析了影响新型装备战斗力生成的关键因素，建立了装备战斗力生成评估指标体系。从装备的质量标准、装备的数量标准、人员与装备的有效结合、装备的综合保障能力、装备的能动性等5个方面进行评估，运用层次分析法以及灰色理论，对装备形成战斗力进行综合评估。并以部队现役某型装甲防暴车为例，通过求解其评估值，证明该方法的可行性，为部队实践和装备战斗力评估提供了参考。

武警部队，新型装备，战斗力评估，灰色理论，层次分析法

0 引言

新装备是武警部队现代化建设的重要标志［1-2］。研究新型装备战斗力形成问题，准确分析、建立装备战斗力评估模型，为部队训练和作战提供武器装备战斗能力的量化数据，有助于找出影响装备形成战斗力的敏感因素，为加速提高装备战斗力提供依据。

武器装备战斗力评估的文献中常见方法多见于层次分析法［3］，模糊综合评判法［4］，BP神经网络法［5］等，这些方法需要样本信息量大。本文根据装备战斗力体系指标难量化的特点，试图运用灰色层次分析方法进行评估。灰色理论是指在评估模型中含灰元或一般评估模型与灰色模型相结合的情况下进行的评估。其对样本量没有严格的要求，运算简捷方便，但该方法存在两点不足：①对评估对象不能确定一个相对客观的评估指标体系；②对各评估指标的目标权重没有给出解决方法。而引入层次分析法进行定性、定量分析，确定评估对象的层次结构及指标权重，使两个问题得到解决。层次分析法和灰色评估法相结合，在定性分析的基础上定量化处理，对评估对象做出科学评估，提高了评估的客观性和有效性。

1 新装备形成战斗力指标体系的建立

装备战斗力生成评估是多指标问题，指标体系的建立要符合目的性、科学性、定性与定量分析相结合以及可操作性原则。根据这些要求，结合文献［1-2，6］以及专家意见，评估指标设计如图1所示。

图1 指标体系

1.1装备的质量标准

装备质量标准是对装备基本性能的客观评价，主要通过先进性、可靠性、维修性、保障性等方面测量。

①先进性，指装备的战技能先进，设计合理科学。主要表现在，它是武器装备的战技术指标和作战使用性能及系统方案先进性的最佳组合。②可靠性，指武器装备满足坚固耐用、故障少、寿命长等要求的程度。通过任务成功率、可用度、故障率、平均无故障工作时间、维修频次、对环境的敏感性、各项性能随时间的衰退程度等指标来衡量。③维修性，指武器装备在规定的条件下或时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复其良好状态的可能性。通过定量指标维修度、维修时间、维修停机时间率、利用率、每工作小时维修费用等来测量。④保障性，指武器装备在部署和使用时，能提供与之匹配的保障资源，建立完善的保障系统，满足战备和作战要求的可能性。通过自我保障能力、获得保障资源的能力、满足规定的保障约束条件的能力、寿命周期费用等来衡量。

1.2装备的数量标准

装备的数量标准指装备成建制形成规模。主要通过装备数量与任务需求符合度、装备形成规模的战斗能力等方面来获得。

①装备数量符合基本的任务需求，指装备的编配数量是否满足单位日常出勤任务规模、频次等需求的需要。通过武器数量与人员比例关系、用于训练和战备的关系、区域使用强度、使用周期等衡量。

②装备形成规模的战斗力，指新型武器装备与其他装备能够合理搭配，形成规模，相互协同产生战斗力。通过装备的技战术性能、完成的作战任务、与相关装备的配合、经费投入比例等方面衡量。

1.3人员与装备的有效结合

人员与装备的有效结合，指新装备配发部队后，在体制编制、人员培养、科学管理等各方面，做到与武器装备适应，实现人员与武器的有机结合［2］。通过装备及人才的体制编制、管理和使用人员的素质、实战化的训练以及装备的“三化”管理等衡量。

①体制编制合理，指根据新装备的特点和使用特性，结合部队建制情况，建立人员与装备相适应的部队体制与编制。通过装备实际配发数、装备质量等级及比例、人员与装备数量、质量的组合等方面来衡量。②管理和使用人员的素质，指在装备管理使用中专业人才的素质。人员素质的高低决定着装备战斗力催生的快慢。通过专业官兵的数量和质量、对装备的熟悉度、情况处置成功率等方面衡量。③贴近实战化的训练，指装备系统合练及综合演习，实现新装备与其他装备作战时的配合，直接反映战斗力生成的结果。通过训练的次数、时间、训练项目的难易、完成训练的标准、训练中人员装备损伤率等方面衡量。④装备的“三化”管理，指装备的科学化、制度化、经常化管理。通过训练落实情况、机关基层日常管理规范、战备秩序、装备的良好率等方面反映。

1.4装备的综合保障能力

装备的综合保障，是确保装备战斗力持续稳定输出的重要环节，其能力的强弱直接关系到部队战斗力的生成。通过出勤率、快速反应能力、出动强度等指标来体现。

①出勤率，指某种装备能随时出动执行任务的个数占此种装备总数的百分比。即装备能工作时间与工作时间、不能工作时间之和的比。②快速反应能力，指在应付突发事件时，武器装备以最短时间拉动的能力。通过主战装备与保障装备系统配套率，以及保障设备与保障设施之间的配套关系来衡量。③出动强度，指一定时间内，装备可有效出动的频次。可以通过装备执行任务率、装备的使用率（次数）、平均出动持续时间等方面来衡量。

1.5装备的能动性

装备的能动性，指一种武器装备要根据它的技战术性能、未来作战对象、作战目的和作战环境等需求确定相应的作战方法，使武器效能充分发挥能力。通过装备的组合方式和使用时机进行定性分析。

①武器装备的组合方式，即装备在作战运用时，科学地把新装备与原有装备进行组合，实现作战效能的最优化。通过装备战技术性能，作战理论的创新，战法、训法的研究等方面进行考虑。②武器装备的使用时机，指装备作战运用时的合理使用时机。通过装备训练经验、使用熟练度、装备的作战目的、作战对象、任务性质等方面综合打分。

2 新装备战斗力生成评估

本文把装备形成战斗力视为灰色系统［7］，根据灰色层次分析法和评价指标体系，以某型装甲防暴车为例，通过层次分析法确定其层次结构和指标权重，指标的量化和比较则是运用灰数和白化权函数取得，并借助专家经验，在定性分析的基础上定量化处理，提高了评估的科学性和准确性。

2.1各层次指标权重

根据层次分析法九分位的比例标度及其倒数标度法构造判断矩阵。传统层次分析法避免不了一致性检验，采用最优传递矩阵改进层次分析法，不仅能满足一致性要求，而且减小构造判断矩阵的盲目性和主观性。确定指标权重的具体步骤见参考文献［8］。

各层指标的判断矩阵和相对权重如表1～表6所示。Wi（i=1，2，…，5）表示Ui之间的相对权重，Wij表示uij间的相对权重，其中，n为第i个对象所对应的指标个数。

2.2计算评估指标值矩阵

对某型装甲防暴车战斗力进行客观评价，将评价指标uij分为定量与定性两大类，u11、u12、u13、u14、u21、u22、u41、u42、u43为定量指标，可直接根据指标的数据进行计算。u31、u32、u33、u34、u51、u52为定性指标，通过制定相应的评分等级标准打分。

为方便给指标评分和评估，引入评判机制，设评判等级为C=［c1，c2，c3，c4］=｛优，良，中，差｝，设定C的量化分值C=［9.5，8，6，4］，其中［10，9］为“优”，［7，9］为“良”，［5，7］为“中”，［0，5］为“差”。

对于定量指标评分，采用梯形模糊数，隶属度空间为4个，并以偏大型为例［9］，如图2所示，其隶属函数式fi（x）如式（1）～式（3），定量指标隶属度见下页表7。

表1 Ui-U判断矩阵及权重

表2 u1i-U1判断矩阵及权重

表3 u2i-U2判断矩阵及权重

表4 u3i-U3判断矩阵及权重

表5 u4i-U4判断矩阵及权重

表6 u5i-U5判断矩阵及权重

图2 越大越好型隶属度函数

表7 定量指标隶属度

设定量指标u11、u12、u13、u14、u21、u22、u41、u42、u43对应的模糊向量为gi，定量指标的得分为hi。

通过计算u11、u12、u13、u14、u21、u22、u41、u42、u43分别为8.75、7.2、7.4、8.9、8.75、7.7、8.4、7.9、7.5。

对于定性指标，请5位专家（院校教授、研究所研究员、高级技术人员、军事主官、装备部门领导）进行打分，综合定量指标分值，得到准则层评估样本矩阵D1、D2、D3、D4和D5如下。

2.3确定评估灰类

结合某型装甲防暴车，确定评估灰类的等级数、灰数、白化权函数［7］。设有g个灰类，灰类e（e=1，2，…，g）用白化函数来fe描述，结合本文研究对象将灰类等级划分为4个等级，详见表8。

表8 某型装甲防暴车战斗力生成评估评价灰类

dij为各指标的评分值，构造各白化函数［10］来统一极性和量纲，如下所示：

4类白化权函数图形如图3所示。

图34 类白化权函数

2.4确定灰色评估矩阵

对于评价指标uij，根据Di和fe（dijk），确定属于第e个灰类的灰色评价系数nije，各评价灰类的总灰色评价系数为nij，属于第e个评价灰类的灰色评价权记为rije，计算公式如式（9）～式（11）［7，10-13］：

将指标uij的各灰色评估权组成灰色评估权向量为：

综合Ui所属指标uij的各灰色评估权向量rij，组成灰色权矩阵Ri（i=1，2，3，4，5）

由式（9）～式（13），通过计算，某型装甲防暴车战斗力生成准则层的权矩阵R1、R2、R3、R4、R5为：

2.5灰色综合评估

结合权重，可以求得准则层指标分评估值为：

综合效能评估值为：

通过计算，某型装甲防暴车的评价对象的评估值依次分别为：

根据式（15）可得该型装甲防暴车战斗力生成评估值为E=7.383 5，属于“良”类。但从数值看，该型装备刚刚进入良类，在各个方面，还需要进一步的提升。

3 结论

①系统考虑影响新型装备战斗力的质量标准、数量标准、人员与装备的有效结合、装备的综合保障能力、装备的能动性等因素，并建立了相关指标体系，具有一定代表性，能较客观地反应装备战斗力生成情况。②运用灰色层次分析法，将专家的定性分析转化为定量评估，较好地解决了多指标不确定性问题，评估结果较为客观。③以某型装甲防暴车为例，证明了该方法的可行性和实用性，为指导部队实践和装备战斗力评估提供参考。④完善装备战斗力评估指标体系，结合模糊理论，减少专家评价的主观性为下一步的研究方向。

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Evaluation of Capability of New-type Equipment Based on Grey-AHP

HE Fan，LI Qi-xiang，HUANG Dong
（School of Equipment Engineering，Engineering University of CAPF，Xi’an 710086，China）

Based on the need of faster-generating capability of new-type equipment of CAPF，this paper analyzes the key factors influencing generating capability of new-type Equipment.The evaluating index system of generating capability of new-type equipment is established.From the equipment quality standards，equipmentquantitystandard，personnelandequipment，equipmentoftheeffective combination of comprehensive support capability，equipment initiative five aspects to assess.The AHP and grey system is used for the evaluation of generating capability of new-type equipment.The method is proved to be feasible by the solution of the evaluation index of an armoured anti-riot vehicle and can provide reference for the practice of CAPF and the evaluation of the capability of equipment.

CAPF，new-type equipment，capability evaluation，grey system，AHP

E917

A

1002-0640（2016）11-0129-05

2015-10-11

2015-11-09

何帆（1991-），男，河北故城人，硕士研究生。研究方向：装备保障。