主要戰略方向電子防空體系作戰效能評估

王 強，嚴振華，孫和強

(空軍預警學院，湖北 武漢 430019)

0 引 言

從貝卡谷地之戰開始，電子防空逐步成為防空作戰的重要組成部分。目前電子防空已經成為了防空行動中首當其沖、全程使用的作戰手段。主要戰略方向的電子防空能力建設已經成為爭奪戰場主動權的重要因素，研究此問題具有現實意義。

傳統基于模糊層次分析法的效能評估對電子防空體系的作戰效能進行了初步的評估，但總體來說研究還不夠深入，存在評估過程過于簡單、評估方法缺乏科學性依據的問題。為此,本文在對前人成果進行充分學習的基礎上提出了一種新的評估方法，首先構建電子防空作戰效能評估指標體系；其次，利用層次分析法確定各指標權重，基于模糊理論建立模糊評判模型；最后，對主要戰略方向電子防空體系作戰效能進行分析計算。

1 評估指標體系構建

電子防空作戰效能評估指標體系構建的關鍵是選取能夠反映實際問題的指標,但復雜的電子防空體系構成，使指標體系的構建變得較為困難。因此，在充分考慮影響電子防空作戰效能的各項因素的前提下，選取指揮控制能力、電子戰能力和綜合保障能力作為評估作戰效能的3個準則。它們從多角度對電子防空的作戰效能進行了較為科學的描述，能夠有效反映電子防空作戰效能的主要環節。為了更加深入地研究問題，在3個準則下再細化為9個具體指標，由此構建包括目標層、準則層和指標層在內的電子防空體系作戰能力評估的3層指標體系，如圖1所示。其中，電子防空體系作戰效能的評估為最終目標；影響作戰效能的指揮控制能力、電子戰能力、綜合保障能力是指標體系的中間層；9個具體指標即為指標體系的末端層，分別為態勢掌控能力、指揮決策能力、效果評估能力、電子支援能力、電子干擾能力、電子防護能力、戰勤保障能力、裝備保障能力和后勤保障能力。

圖1 電子防空作戰效能評估指標體系

2 基于AHP法的權重確定[1]

層次分析法(AHP)是一種國際上認可程度比較高的評估分析方法，適用于對目標結構復雜、缺乏初始數據的問題進行分析。

權重確定的步驟如下：

(1) 根據建立的評估指標體系和相對重要性等級表在不同情況下構造準則層的判斷矩陣：S=(sij)k×k，sij表示si對sj的重要性，k為準則層元素個數。

(2) 采用本征向量法對判斷矩陣A進行求解，得到最大實特征根λmax和其對應的歸一化特征向量。

(4) 當RC<0.1時，判斷矩陣S符合一致性要求，其對應的歸一化特征向量即為準則層的權重W；反之，返回第1步，重新構造判斷矩陣，進行求解和檢驗。

(5) 同理可得指標層相對于準則層的權重W1，W2，…，Wk。

3 基于模糊綜合評判法的效果評估[2]

模糊綜合評判就是以模糊數學為基礎，應用模糊關系合成原理，對受到多種因素制約的事物或對象，將一些概念不清、難以定量分析的因素進行定量化，按多項模糊的準則參數對備選方案進行綜合評判，再根據綜合評判結果對各備選方案進行比較排序，選出最好方案的一種方法。

對于多層次因素構成的電子防空體系作戰效能評估，可以構建多級綜合評判系統，如圖2所示。

圖2 模糊綜合評判模型

f:U→F(V),?ui∈U

(1)

(2)

式中：0≤rij≤1；1≤i≤n；1≤j≤m。

由f誘導出模糊關系，可以得到模糊矩陣：

(3)

評價集分為3等，記為V={E,D,K}，其中“E”代表“較好”，“D”代表“一般”，“K”代表“較差”，并將評價等級分值定為E=0.9,D=0.6，K=0.2。

系統評估主要是確定評價矩陣R，關鍵是隸屬度的確定。本文采用專家打分，根據模糊統計法，給出隸屬度的估算值方法。

4 實例應用與分析

根據圖1構建的電子防空體系作戰效能評估指標體系，基于層次分析法和模糊綜合評判法，對作戰效能進行評估計算。

4.1 指標權重計算

將目標層與準則層元素的重要性對比，可以得出判斷矩陣如表1所示。

電子防空體系作戰效能權重值為W=(0.614,0.268,0.118)T，其中λmax=3.07,IC=0.035,RC=0.06≤0.1，滿足一致性檢驗。

表1 判斷矩陣S-Bi

同理，可計算相應的準則層對應的指標層權重值為：

W1=(0.23,0.283,0.487)T

W2=(0.234,0.218,0.548)T

W3=(0.457,0.4,0.143)T

4.2 模糊綜合評判

這里，以“態勢掌控能力”為例，采用專家打分方式，計算評價結果。專家分數為10分制，每位專家根據實際情況，選取φ={1，2，3…，10}中的任意一個為評價指標進行評分。選定若干位專家參與評分，并對分數進行整理，即可得到元素集U={U1,U2,…，U10}，(依次表示1、2、…、10分)。根據模糊統計計算，得到分數1至10所對應評價集中的“較好”“一般”“較差”的隸屬度為：

V1=(0,0,0,0,0.3,0.6,0.7,0.8,0.9,1)T

V2=(0,0,0.2,0.8,1,0.7,0.3,0.1,0,0)T

V3=(1,1,0.9,0.8,0.2,0,0,0,0,0)T

假定有30位專家參與“態勢掌控能力”指標項評分，其評分結果表示為U=(0,0,1,3,6,8,8,3,1,0)，則：

UV1=(0,0,1,3,6,8,8,3,1,0)(0,0,0,0,0.3,0.6,0.7,0.8,0.9,1)T=15.5

UV2=(0,0,1,3,6,8,8,3,1,0)(0,0,0.2,0.9,1,0.7,0.3,0.1,0,0)T=17.2

UV3=(0,0,1,3,6,8,8,3,1,0)(1,1,0.9,0.8,0.2,0,0,0,0,0)T=4.5

將結果進行歸一化處理，得到評價結果為：

r11=(0.417,0.462,0.121)

同理，可得“指揮控制能力”其他兩項三級指標的評價結果,并由此得到模糊判決矩陣：

基于“態勢掌控能力”的指標權重值W1=(0.23,0.283,0.487)T,采用模糊判決法，則B=S°R，求得其模糊判決因子為：

同理，可得其他兩項二級指標的模糊判決因子分別為：

B2=(0.548,0.251,0.19)

B3=(0.417,0.457,0.19)

對B1、B2、B3進行歸一化處理后，可得電子防空體系模糊判決矩陣為：

基于電子防空體系作戰效能評價指標權重W=(0.614,0.268,0.118)T，同理，可以運用B=S°R，得系統評價矩陣：

M=WT°B=(0.614,0.268,0.118)T°

據此計算出系統評價結果M=(0.507,0.295,0.198)。

由此，可以得到電子防空系統作戰效能的最終評估結果為：

0.507×0.9+0.295×0.6+0.198×0.2=0.672 9

根據這個結果對比來看，電子防空體系總體作戰效能大于0.6，基本能夠滿足防空作戰的實際作戰需求。

5 結束語

作為主要戰略方向防空作戰的主要手段之一，電子防空已經得到了廣泛應用，如何評價電子防空體系作戰效能顯得非常重要。本文通過層次分析法與模糊理論相結合的方式，對主要戰略方向電子防空體系作戰效能進行評估計算，最終得出的結果具有一定的借鑒意義。但是，由于目前電子防空作戰的實際作戰數據積累較少，僅僅依靠專家評判，難以達到較好效果，還需要在實際作戰行動中進行不斷檢驗。