基于層次分析法的車載通信系統通信保障能力分析?

程 宇 林 健 孫艷超 徐細波

（1.海軍裝備部駐武漢地區第五軍事代表室 武漢 430205）（2.武漢船舶通信研究所 武漢 430205）

1 引言

車載系統是當今被廣泛應用的信息裝備平臺，其將發信機、收信機、收發天線及通信終端等各種通信設備集成于車載平臺，用于實現特定頻段、特定功能的通信。車載通信系統機動性強、組織靈活，是實現應急、機動、備份通信的有效手段。車載通信系統的通信保障能力是影響通信效率的關鍵，對于其在突發事件應急保障、戰時臨時作戰保障等不同應用場景均有重要意義。

由于通信保障能力的影響因素眾多繁雜，難以直觀判定各因素的影響權重，因此本文以層次分析法為基礎，提出車載通信系統通信保障能力層次分析模型并對其進行計算分析，評估各影響因素對于通信保障能力的重要程度，以便有方向性、有邏輯地采取有效措施提升車載通信系統的通信保障能力。

2 層次分析法

2.1 層次分析法簡述

層次分析法是一種多層次、多原則的策略決議方法［1］，其基本思想是將評估目標分解為多項組成因素，根據因素的支配從屬關系對其分組分層，并對因素進行兩兩比較確定其相對重要性，從而確定各因素對總體評估目標的不同影響程度［2］。

層次分析法中，定性分析與定量分析同步進行，相互融合、統籌兼顧，應用此方法可以系統而邏輯清晰地進行策略決議，將繁多復雜的各項問題量化并簡化分解，使分析過程得到一目了然的數據支撐。

2.2 層次分析法基本步驟

層次分析法的基本步驟如下。

1）確定各關聯因素的多層次架構［3～4］。梳理待研究問題，對相關因素進行定性研究，分析各因素之間的從屬層次關系及在相同準則下的前后次序關系，實現將定性層級因素向定量層級指標的演變；

2）確定表征層次結構因素間定量關系的判斷矩陣。基于特定的比較標度，兩兩比較各層次因素的重要程度，從而確定其影響權重量化值，即：

若某層級有n個因素X1、X2…Xn，將各因素的重要程度相互比較，得到表征重要程度量化關系的判斷矩陣A，第i個因素相對于第j個因素的重要程度量化值記為aij［5～6］，具體取值參照標度表［7］如表 1所示。

表1 判斷矩陣量化標度表

3）通過計算單層次各因素判斷矩陣的特征向量，計算得出從屬本層的n個因素的排序量化權重，并進行一致性檢驗［8］。具體步驟如下。

（2）判斷一致性是否符合要求，根據公式CR=CI/RI計算判斷矩陣的一致性比例，當計算結果小于0.1時，則可判定判斷矩陣的一致性滿足要求，式中CI=(λmax-n)/(n-1)，稱為一致性指標，RI是通過對隨機判斷矩陣進行特征值計算取平均值所得的統計值［10］，取值如表2所示。

表2 隨機一致性指標取值表

4）對某一層次的相關因素相對于最上次目標因素的重要程度進行量化排序，求解各因素的重要性權重值，并一致性檢驗相應的判斷矩陣，此過程由上而下逐步進行［11］。具體計算如下。

（2）Y層各因素的一致性指標的計算公式如下，當計算結果小于0.1時，可判定其一致性滿足要求［14］。式中，CIj為Y層因素相對于X層因素的一致性指標，RIj為相應的隨機統計經驗值，取值參照表2隨機一致性指標取值表。

3 車載通信系統通信保障能力分析

車載通信系統通信保障能力的影響因素眾多繁雜，包括設備、人員、陣地、管理等各方面因素，采用層次分析法對各因素進行定性與定量綜合分析，可以客觀科學地對各因素的影響力進行準確排序，為有效提升通信保障能力提供重要依據。本文首先基于車載通信系統的特點建立其通信保障能力層次結構模型，進而通過計算得出各影響因素的影響權重，從而針對性地提出提升通信保障能力的科學建議。

3.1 通信保障能力層次結構模型

通過分析梳理車載通信系統通信保障能力的各影響因素之間的關系，建立通信保障能力層次結構模型如圖1所示。通信保障能力影響因素主要包括設備保障、人員保障、陣地保障、管理保障等四個不同方面，其中設備保障因素包括通信設備成熟度、備品備件完備度、隨機工具完備度等；人員保障因素包括人員技術能力、人員數量、崗位人員分配等；陣地保障因素包括水電氣設備設施、氣象保障能力、警戒防御能力等；管理保障包括管理人員能力、管理制度等。

圖1 通信保障能力層次結構圖

設備保障因素中，通信設備成熟度對通信系統的通信范圍、通信效率及可靠性等關鍵指標有直接影響，備品備件完備度、隨機工具完備度對系統的展開架設時效、應急接替能力、維修性等指標有重要影響；人員保障因素中，人員技術能力對系統的設備效能發揮、組織應用效率有直接影響，人員數量、崗位人員分配對系統的運轉靈活性、工作續航能力有重要影響；陣地保障因素中，水電氣設備設施、氣象保障能力對系統的正常工作功效、突發應急保障效率有重要影響，警戒防御能力對系統的防干擾安全性、特殊任務的保密性等有重要影響；管理保障因素中，管理人員能力及管理制度對組織整體執行力、項目操作規范性、工作流程系統性有直接影響。綜上，系統的通信保障能力與以上各因素息息相關，基于所建通信保障能力層次結構模型對各因素的影響權重進行量化分析，對有效提高系統通信保障能力具有重要指導意義。

3.2 通信保障能力的層次分析法分析

根據通信保障能力實際情況及特點，建立A、B、C層相應因素的判斷矩陣，具體計算過程參見2.2節，結果如表3～7所示。

表3 B層判斷矩陣

表4 以B1為準則的C層判斷矩陣

表5 以B2為準則的C層判斷矩陣

表6 以B3為準則的C層判斷矩陣

表7 以B4為準則的C層判斷矩陣

從表中可以看出各判斷矩陣的CR值均小于0.1，即各判斷矩陣均滿足一致性要求。

基于以上計算結果計算C層各因素對A層，即目標層的權重向量，并進行一致性檢驗，結果如表8所示。

表8 C層因素相對于目標層A的權重

由上述結果可知，各相關因素對車載通信系統通信保障能力的影響程度排序為通信設備成熟度＞人員技術能力＞水電氣設備設施＞備品備件完備度＞人員數量＞管理制度＞隨機工具完備度＞崗位人員分配＞氣象保障能力＞管理人員能力＞警戒防御能力。因此，提高及保證車載通信系統保障能力的關鍵在于提升通信設備成熟度與人員技術能力。

4 結語

本文基于通信保障能力實際情況及特點建立層次結構圖，采用層次分析法對各相關因素進行定性與定量綜合分析，得到各因素對于通信保障能力的影響權重。此方法可以客觀科學地對各因素的影響力進行準確排序，為有效提升通信保障能力提供重要依據。