一種模糊綜合評判的戰場電磁環境復雜度評估方法?

滕小虎

（中國人民解放軍91404部隊 秦皇島 066000）

1 引言

隨著科技的不斷發展進步，眾多信息化程度高的電子武器裝備將投入到作戰使用中，信息化戰場將成為未來戰爭的主戰場。在信息化戰場中，受自然環境、軍用電子武器裝備、民用電子設備等因素影響，戰場電磁環境將變得更加復雜和惡劣。為此，戰場電磁環境復雜度評價成為了一個熱點問題。通常在評價戰場電磁環境復雜度上，人們多從電磁信號是否復雜的角度進行研究，比如電磁信號脈沖密度是否密集、頻率跨度是否較寬、電磁信號是否多樣等。很少有從部隊作戰效能發揮受戰場電磁環境影響的角度去考慮。為此，本文從部隊作戰效能發揮受戰場電磁環境影響的角度出發，以模糊綜合評估為基礎，提出了一種戰場電磁環境復雜程度定量描述的方法。以雷達對抗部隊為例，建立了戰場電磁環境復雜性評估體系，構建了模糊評估的數學模型。

2 模糊評估原理

定理 設則f是從U到V的一個模糊變換［1］。式中的“ °”表示廣義模糊合成運算。一般常用的運算模型有如下幾種：

M(?，∨)，∧、∨分別為取小（min）和取大（max）運算；

M(·，∨)，·為普通實數乘法，∨為取大（max）運算；

M(?，⊕)，∧為取小（min）運算，⊕ 是有界算子，即α⊕β＝min(1,α+β)；

M(·，⊕)，·為普通實數乘法，⊕是有界算子；

M(·,+)，·和+分別為普通實數的乘法和加法。

3 戰場電磁環境復雜性模糊評估模型

戰場電磁環境復雜性綜合評估的原理是：戰場電磁環境的復雜性有其客觀性的一面，主要表現在電子裝備部署密集、電磁信號密度大、信號樣式復雜多樣、自然環境變化異常等。但對戰場電磁環境復雜性的評估同樣可以從能力發揮上做出判斷。戰場電磁環境復雜度影響著裝備效能、指揮通信、作戰能力等多個方面。本文從戰場電磁環境復雜度影響部隊作戰能力發揮的角度出發，建立戰場電磁環境復雜度評估模型。模糊綜合評估是模糊數學的一個應用領域。它通過建立在模糊集合概念上的數學規則，能夠對不可量化和不精確的概念采用模糊隸屬函數進行表達和處理。由于戰場電磁環境復雜度評估問題本身難以量化和定量表述，采用模糊數學的方法進行綜合評估將會取得較好的實際效果。因此，本文采用模糊綜合評估的方法。

在確定了評估對象和評語之后，利用模糊綜合評價的具體步驟如下：

1）確定評估對象；

2）設定評價因素集U={u1,u2,…,um}；

3）設定評語集V={v1,v2,…,vn}；

4）確定評價因素U的指標權重A=(a1,a2,…,am)；

5）建立評價矩陣R（需要建立隸屬度函數，計算隸屬度）；

6）做矩陣合成運算，即B=A°R；

7）根據最大隸屬度原則，得出綜合評估結果。

4 戰場電磁環境復雜性評估實例

4.1 確定評價因素及其權重

以雷達對抗部隊在電子進攻中的戰場電磁環境復雜度為研究對象，確定其評V為4個等級，記為V=｛重度復雜v1，中度復雜v2，輕度復雜v3，不復雜v4｝。建立戰場電磁環境對雷達對抗部隊作戰能力發揮評價因素。評價因素分為三級。第一級為U=｛裝備能力發揮u1，作戰能力發揮u2｝；第二級為u1=｛偵察發揮u11，干擾發揮u12｝，u2=｛作戰決策能力發揮u21，協同作戰能力發揮u22，干擾能力發揮u23｝；第三級為u11=｛目標截獲率u111，目標識別正確率u112，偵察告警反應時間u113｝，u12=｛有源干擾操作時間u121｝，u21=｛干擾目標決策正確率u211，干擾樣式決策正確率u212｝，u22=｛干擾站間協同能力u221，與雷達網協同能力u222｝，u23=｛干擾成功率u231｝。有關評價因素權重的確定，本文采用德爾菲法［2～4］，構造出每一層級的判斷矩陣，計算出特征向量，從而得出各層級因素權重。權重計算過程不作為本文重點，因此這里不做具體說明。表1給出了各級評價因素及權重。為后續做矩陣合成運算，將第3級評價因素對于戰場電磁環境復雜度的總體權重計算得出A=（0.12，0.12，0.06，0.2，0.075，0.075，0.14，0.06，0.15）。

表1 各級評價因素及權重

4.2 評價矩陣

組織專家對戰場電磁環境復雜度進行評估［5］。讓專家按照評語等級V=｛重度復雜v1，中度復雜v2，輕度復雜v3，不復雜v4｝給各要素確定等級，然后依次統計各要素i中將該要素確定為j等級的專家人數mij，假設結果如下：

表2 專家對戰場電磁環境復雜度的評估假設

根據公式rij=mij/n（n為參加評估的專家人數），可以計算出第i個要素對第j個等級的隸屬程度rij，進而得到模糊評價矩陣：

依據此評價矩陣，用模型5計算出各評價因素對戰場電磁環境復雜度上的隸屬度B=A°R=(0.0826 0.4262 0.4135 0.0776)。從結果可知該戰場電磁環境模糊評價為重度復雜占8.26%，中度復雜占42.62%，輕度復雜占41.35%，不復雜占7.76%。因此，可以根據最大隸屬度原則，該戰場電磁環境評估結果為中度復雜。

5 結語

本文從部隊作戰效能發揮受戰場電磁環境影響程度的角度出發，對戰場電磁環境復雜度進行了定量評估。以雷達對抗部隊作戰能力受戰場電磁環境影響為例，選取三級評價因素，通過模糊綜合評估的方法實現了戰場電磁環境復雜程度的定量描述，有助于部隊深化對復雜電磁環境的認識，提高部隊在復雜電磁環境下的訓練質量與訓練效益。當然，文章還有許多值得深入思考的地方。比如在作戰效能評價因素的選擇、評價矩陣的合理確定等方面還都需要做更加深入的研究。希望更多對戰場電磁環境研究感興趣的業內士能夠積極加入。相信，未來在戰場電磁環境復雜度研究上，將會有更多新的進展和突破。

參考文獻

［1］周泰文.模糊數學基礎簡明教程［M］.武漢：華中理工大學出版社，1993.

［2］Giri D V，Tesche F M.Classification of intentional electro?magnetic environments［J］.IEEE Trans.on Electromagnet?ic Compatibilitv 2004，46（3）：322-327.

［3］Boord P R，Martin N M.Simulation of an electromagnetic environment for performance analysis of radar receivers［C］.1996：129-130.

［4］劉尚合.武器裝備的電磁環境效應及其發展趨勢［J］.裝備指揮技術學院學報，2005，16（1）：1-6.

［5］王志剛，何俊.戰場電磁環境復雜性定量評估方法研究［J］.電子信息對抗技術，2008，23（2）：50-53.

［6］靳娜，婁壽春.基于模糊綜合評判的目標屬性識別模型研究［J］.計算機仿真，2004，21（1）：35-37.

［7］代合鵬，蘇東林.電磁環境復雜度定量分析方法研究［J］.微波學報，2009（3）：25-27.

［8］邢傳鼎，楊家明，任慶生，等.人工智能原理及應用［M］.上海：東華大學出版社，2005.

［9］楊曉麗，徐培培，楊建臻，趙光.基于模糊算法實現多因素綜合決策［J］.西安電子科技大學學報，2000，27（2）：171-175.

［10］王國民，劉萬洪，劉志華，高敏慧.復雜電磁環境及其判斷方法探討［J］.艦船電子工程，2008（5）：180-182.