基于ANP-FUZZY 法的通用裝備指揮車作戰效能評估研究

夏成龍，盧天鳴，洪梅

（1.陸軍工程大學，江蘇 南京 211101；

2.中科電子集團第二十八研究所，江蘇 南京 210007；3.國防科技大學，江蘇 南京 211101）

通用裝備指揮車是配備有多種通信和觀察裝備，用于部隊軍事行動指揮的指揮車輛。該裝備可以實施戰術偵查，具有一定的機動性、火力打擊和戰斗防護的能力。通常由各級指揮車經內部網絡連接構成部隊作戰指揮信息系統，用于上下級之間命令傳達與信息傳遞的通信連接。為緊貼部隊作戰使命任務，摸清通用裝備指揮車作戰效能的具體底數，為該通用裝備指揮車研發，性能改進，列裝且更好的服務部隊提供科學依據支撐，現構設實戰化裝備使用環境，對通用裝備指揮車作戰效能進行評價。

1 國內外作戰效能評估發展

目前，國外對武器裝備作戰效能的評估已經發展了很多年了，尤其自二戰以后，以美蘇為首的各個軍事強國都注重加強對武器裝備作戰效能的理論研究。1974年，蘇聯專家溫斯切勒發表的《現代武器運籌學導論》進一步發展了效能評估的研究；美國科學家在英國工程師蘭徹斯特，F.W.提出的Lanchester 方程的基礎上創建作戰模型；美國工業界武器系統咨詢委員會（WSEIAC）提出的ADC 模型，被廣泛地應用于效能評估中；20 世紀90年代后期，美國實行了“作戰實驗室計劃”，陸續成立了很多的作戰仿真實驗室，并將作戰仿真實驗的方法應用于效能評估的領域；隨著美蘇兩國對作戰效能的研究，都形成了比較完整的理論體系，目前，比較常用的效能評估模型有A.H.Levis 教授提出了SEA 方法、美國海軍提出的AN 方法、美國運籌學家提出的層次分析法（AHP）。

國內雖然較國外發展較晚，但也取得了一定的理論成果，例如，李長生的《軍事運籌學》和熊笑非的《作戰飛機效能評估》這兩本書，標志著作戰效能概念在我國正式形成。1982年，鄧聚龍教授在層次分析法的基礎上，提出了灰色層次分析法，有效地對多評估目標系統進行有效的評估。白煒主要基于改進型的RBF 神經網絡算法對作戰效能進行評估，提高了作戰效能評估的準確性和有效性。之前的大多數方法把指標之間的關系看成是相互獨立的，互不影響的，且沒有解決模糊的、不確定的因素，本文考慮到實際過程中通用裝備指揮車作戰效能指標之間存在相互影響，故采用網絡層次分析法（ANP）進行指標權重計算，然后，采用模糊綜合評價方法進行評價，定性分析與定量計算，提高評價的客觀性和準確性。

2 構建通用裝備指揮車作戰效能指標體系

通用裝備指揮車作戰效能是一個關系復雜、數據處理較大的研究問題，為了切實摸清通用裝備指揮車的作戰效能的真實情況，需要在了解的基礎上，掌握其特點規律，因此，通過查閱文獻、調查研究、專家咨詢和統計計算，系統地梳理了影響通用裝備指揮車作戰效能相關的影響因素，并經過Delphi 法最終確定指標體系，該指標體系包含1個目標層：通用裝備指揮車作戰效能；5個一級指標：裝備綜合效能U1，信息處理效能U2，信息傳遞效能U3，協調指揮效能U4，裝備防御效能U5；14個二級指標：裝備拉動能力U11，裝備機動能力U12，裝備損耗能力U13，信息接收能力U21，信息處置能力U22，信息更新能力U31，信息分發能力U32，信息推送能力U33，信息連通能力U41，協助指揮能力U42，控制協調能力U43，防偵察能力U51，防損毀能力U52，防網電攻擊能力U53。

3 ANP-FUZZY 法的原理

3.1 網絡層次分析法（ANP）理論

網絡層次分析法（ANP）是在層次分析法（AHP）的基礎上進行的拓展，ANP 主要包括控制層和網絡層，它是將系統內各元素的關系用類似網絡的結構表示，而不再是簡單的遞階層次結構，網絡層中的元素可能相互影響、相互支配，這樣ANP 能更準確地描述客觀事物之間的聯系，是一種更加有效的決策方法。ANP 通過分析問題、構造典型結構、解超矩陣來確定的權重。由于現實中一般計算量較大，因此，采用Super Decision 軟件進行權重計算。

3.2 模糊綜合評價法(FUZZY)理論

模糊綜合評價是一種基于模糊數學的綜合評價方法。該方法是根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數學對受到多種因素制約的事物或對象作出一個總體的評價。模糊綜合評價方法具有結果清晰、系統性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

模糊綜合評價的計算步驟：

建立評價因素的權重向量A。

（3）建立評價因素的模糊關系矩陣R。

其中“?”表示模糊綜合算子。由于本文的在對通用裝備指揮車作戰效能進行評估研究時，并沒有對其指標中的任一指標存在偏好，因此，在考慮選取模糊合成算子“?”時選取加權平均型的模糊綜合算子該種模型依據指標權重的大小充分考慮了所有指標的信息。

（4）對模糊綜合評價結果進行分析，對模糊向量進行分析的方法常用的有最大隸屬度法原則、模糊向量單值化等。

3.3 基于ANP-FUZZY 法的通用裝備指揮車作戰效能評價的思路

本文先考慮指標之間的相互影響關系，利用網絡層次分析法（ANP）計算出指標權重，再采用模糊綜合評價對指標進行評價，最終根據最大隸屬度原則對結果進行分析，得出結論。

4 通用裝備指揮車作戰效能的評估

4.1 基于ANP 法的指標權重的確定

指標權重的確定是對作戰效能評價的重點環節，通過分析將通用裝備指揮車的目標層作為ANP 的控制層，由于現實中，一級指標下的二級指標之間存在相互影響的關系，作為網絡層，并通過專家調查問卷和小組討論，綜合10 位專家的調查問卷，最終得到指標之間的相互關系，并且根據指標之間的關系表可以得到關于通用裝備指揮車作戰效能的ANP結構圖，如圖1 所示。

圖1 通用裝備指揮車作戰效能ANP 法結構圖

因此，通過上述的指標間的關系圖和ANP 結構圖，并采用1-9 標度法對指標進行兩兩比較打分，利用將該指標間的關系輸入SuperDecision 軟件并對指標進行兩兩比較打分，最終可以得到符合一致性檢驗的指標權重見表1。

4.2 基于模糊綜合評價法(FUZZY)的作戰效能評估

表1 通用裝備指揮車作戰效能指標權重

根據2.2 介紹的模糊綜合評價相關評價步驟，現對通用裝備指揮車進行模糊綜合評價。

（1）確定因素集。

（2)確定評語集。評價者對被評價的因素進行評判，所有的評價結果的元素在一起構建了評語集，根據以往的經驗，本文設置5 級評語等級，因此評語集為：

式中，V為評語集合； 1V為很差； 2V為差； 3V為一般； 4V為良好； 5V為好；分別對應的評價值為0.3，0.5,0.7,0.9，1。

（3）各指標權重確定。通用裝備指揮車指標權重由網絡層次分析法已經計算得到，見表1。

（4）合成模糊綜合評價結果。根據專家打分得到評價指標的隸屬度矩陣：

由B=w?R可得到二級模糊評價結果為：

根據最大隸屬度原則,其中0.5149 最大，該數值屬于良好的范疇，因此，可以得到通用裝備指揮車作戰效能為良好。通過某部隊在實際的演訓過程中通用裝備指揮車作戰效能的情況進行對比，驗證了該方法的得到的評估結果與實際情況一致，驗證了該方法的有效性。

5 結語

（1）根據查閱文獻，調查研究以及專家調研等方法，結合通用裝備指揮車的特點，構建了通用裝備指揮車作戰效能的指標體系，為科學地對通用裝備指揮車作戰效能的評估提供了基礎。

（2）本文采取ANP 法是AHP 法的進一步改進與拓展，ANP 法充分考慮了現實中指標之間存在相互影響，且采用模糊綜合評價(FUZZY)解決評價中模糊的、不確定的因素，為通用裝備指揮車定裝提供科學檢驗。

（3）本文通過指標權重的計算，找出影響通用指揮車作戰效能的重要指標。一級指標中裝備綜合效能和裝備防御效能相對重要，二級指標中裝備損耗能力、防偵查能力、防損毀能力相對重要，這與實際試驗結果一致。

（4）本文采取的ANP-模糊綜合評價的方法具有一定主觀性，因此，在下一步的研究中將對指標進行細化、量化，更加客觀實際地反映裝備作戰效能情況。