基于理想點法的海戰場目標威脅評估研究*

朱傳偉　金　釗　斗計華

(海軍大連艦艇學院　大連　116018)

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基于理想點法的海戰場目標威脅評估研究*

朱傳偉金釗斗計華

(海軍大連艦艇學院大連116018)

摘要針對現代海戰中各種來襲目標對水面艦艇的威脅日益增大,而對各來襲目標進行威脅評估是艦艇指揮員進行復雜戰場態勢判斷,組織火力分配、射擊指揮決策的基礎。采用理想點法探索目標威脅評估問題,在闡述理想點法原理的基礎之上,建立理想點法的基本模型,給出了其詳細求解方法和步驟,最終能夠得到來襲目標的威脅程度。并通過實例證明該方法科學可行,可以為艦艇指揮員做出科學、準確的決策提供有力的支持。

關鍵詞理想點法; 威脅評估; 正理想解; 負理想解

Sea Battlefield Target Threaten Evaluation Based on Perfect Point Method

ZHU ChuanweiJIN ZhaoDOU Jihua

(Dalian Naval Academy, Dalian116018)

AbstractIn modern sea warfare, with the application of many high technology approach, the target threaten of attacking warship is increasing. The target threaten evaluation is basic for warship commander to judge battlefield situation, assign firepower and make shooting command decision. The efficiency degree of defense action is decided by the rationality and veracity of estimation conclusion. The perfect point method is applied to study target evaluation problem in this article. The settle method and process is presented detailedly. And The method is illustrated that is scientific and feasible by examples.

Key Wordsperfect point method, threaten evaluation, positive perfect result, negative perfect result

Class NumberE815

1引言

目標威脅評估主要指決策者利用作戰輔助決策支持系統根據各種戰場監視系統獲取的戰場目標態勢信息,依據一定的規則,判斷攻擊一方目標對水面艦艇的威脅及威脅程度大小或等級的過程。在目標威脅評估過程中,不僅涉及到決策者的大量經驗知識,而且影響目標威脅程度的屬性很多,包括目標類型、飛行高度、飛行速度、飛行航路、攻擊樣式和企圖及攻防雙方的態勢等。威脅評估的目的主要是根據當前的態勢與獲得的來襲目標信息提取相關要素,推斷來襲目標對水面艦艇構成的威脅狀況。采用理想點法分析目標威脅評估問題,既簡單實用,又不失客觀性,適合于評估者對評估指標體系沒有明顯偏好的評估體系[1~3]。

2理想點法的原理

理想點法是一種有效的多屬性決策方法,最初是由C.L.Hwang改進M.Zeleny關于妥協解應與理想解距離最近的概念于1981年所發展出的一種多屬性決策方法。理想點法是一種常用的多目標決策方案或者排序分析法,其基本思路是通過構造多屬性問題的理想解和負理想解,并以靠近理想解和遠離負理想解兩個基準作為評估各方案的依據。因此,理想點法又稱為雙基點法。理想點法以理想解和負理想解作為各個方案排序的標準,符合人們通常認識事物的方法[4~6]。

圖1　理想點法示意圖

確定了理想解和負理想解,還需要一種測度方法,表示各方案靠近理想解和遠離負理想解的程度。在圖1中可以看到,點A1到理想點A+距離比點A2近,但是點A1距離負理想點A-并不比點A2遠。因此,按雙基點判斷,難以確定方案a1,a2的優劣,這說明了定義這種測度的必要性。

3理想點法的模型

理想點法就是最后評判結果應是與理想方案距離最近,與最差方案距離最遠[7]。以理想化的最優、最劣基點來權衡其它可行方案對二者的距離。以此排序,進行分析、評估。

1) 模型描述

設一個多指標評估問題有n個待優選方案,記為A={a1,a2,…,an};m個評估方案優劣的指標集,記為C={c1,c2,…,cm};第i個方案的第j個指標的值為xij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m),評估矩陣記為X,X=(xij)n×m。

2) 無量綱化評估矩陣

有些指標,我們希望越大越好,而對另外一些指標,則希望越小越好。通常的做法是比較各指標值,消除不同指標間的不可公度性的影響[8]。為便于分析評估,作如下變換:

若cj是效益型指標,即指標數值越大,對于評估結果越有利的指標,則令:

若cj是成本型指標,即指標數值越大,對于評估結果越有害的指標,則令:

zij=

3) 加權單位化矩陣

4) 確定理想解和負理想解

5) 計算各方案到理想點的距離

各待優選方案到理想點和負理想點的距離可以用以下公式來進行計算。

6) 確定評估系數

評估系數用來最終評估作戰方案與理想方案的接近程度,進而評估作戰方案的優劣。評估系數Ci的定義如下:

顯然,當Ai=A+時,Ci=1;當Ai=A-時,Ci=0;Ci越接近于1,Ai越接近于A+。特定作戰方案最后定量的評估,以及各個作戰方案的優劣順序,由Ci的大小確定。

4實例分析

現代海戰中,水面艦艇遇到的目標威脅可以來自空中、水面和水下,來自空中的威脅主要是殲擊機、轟炸機和反艦導彈,水面威脅主要是反艦導彈,水下的主要是潛艇發射的魚雷和反艦導彈。為了說明理想點法的應用,本例選用四種最具有代表性的目標對其威脅情況進行分析,設方案集為A={A1,A2,A3,A4}={殲擊機,轟炸機,反艦導彈,魚雷}。方案評判的指標定為各威脅目標與我艦的距離、飛行高度、速度以及目標的舷角,設指標集為G={G1,G2,G3,G4}={距離,高度,速度,舷角}。各個目標的指標值如表1所示。

表1　各威脅目標指標值

1) 構造初始決策矩陣

初始決策矩陣為

2) 構造無量綱化評估矩陣

利用理想點,計算得到無量綱化評估矩陣為

3) 確定各指標權重

采用專家調查法來確定各指標權重,由于篇幅有限,這里只給出最后結果,各指標的權重取為w={0.620,0.183,0.104,0.093}。

4) 構造加權單位化矩陣

根據各指標權重,計算得到加權單位化矩陣為

5) 確定理想解和負理想解

6) 計算每個目標到理想點和負理想點的距離

7) 計算評估系數

C1=0.237、C2=0.161、C3=0.288、C4=0.750

將C1、C2、C3、C4由大到小依次排序,在本實例情況中可以得出,對水面艦艇防御來講,魚雷的威脅最大,因此應該特別重視反潛,其次才是對反艦導彈的防御。

5結語

隨著各種反艦精確制導武器的不斷發展和廣泛使用,未來海戰中水面艦艇將面臨著多方向、多批次的飽和攻擊。對來襲目標威脅評估是水面艦艇進行火力組織的基礎,評估的效果直接影響水面艦艇對空防御作戰的效率[9~10]。本文利用理想點法對于海戰場目標進行威脅評估,具有簡單實用、計算速度快、客觀性較好的優點,并且對樣本量、指標多少無嚴格限制,既適用于小樣本信息,也適用于多目標、多指標情況。通過實際應用表明,該方法能反映出被評價對象間的細微差別,對待評價方案能做出正確的、有效的評估,評估結果真實可靠,能夠為決策者提供目標威脅信息參考,并為解決類似的決策問題提供思路。

參 考 文 獻

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中圖分類號E815

DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2016.03.006

作者簡介:朱傳偉,男,碩士,講師,研究方向:艦空導彈作戰使用。金釗,男,碩士,講師,研究方向:艦空導彈作戰使用。斗計華,男,碩士,講師,研究方向:艦空導彈作戰使用。

收稿日期:2015年9月9日,修回日期:2015年10月21日