基于層次分析法的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估研究

余建平

（襄陽(yáng)士官學(xué)校,湖北襄陽(yáng),441118）

0 引言

軍事指揮自動(dòng)化系統(tǒng)是軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)通信、武器控制和作戰(zhàn)指揮的核心內(nèi)容，是提高軍隊(duì)作戰(zhàn)能力的“倍增器”，是戰(zhàn)術(shù)級(jí)別的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)是能夠集情報(bào)偵察、通信、指揮控制、電子對(duì)抗、預(yù)警探測(cè)與其他作戰(zhàn)信息保障功能于一體的完整體系，所以指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效能評(píng)估一直是聯(lián)合作戰(zhàn)效能評(píng)估的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。并且該系統(tǒng)的效能是一個(gè)多元函數(shù)，其涉及的因素頗多，并且有些因素存在不確定或不完全的問(wèn)題，評(píng)估起來(lái)很復(fù)雜，而層次分析法是處理這類問(wèn)題的有效工具。利用層次分析法可以將指揮自動(dòng)化系統(tǒng)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多準(zhǔn)則的若干層次，從而對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行綜合效能評(píng)估研究。

1 層次分析法概述

層次分析法AHP是由美國(guó)的運(yùn)籌學(xué)家匹茲堡大學(xué)的教授薩蒂在20世紀(jì)70年代初提出的一種層次權(quán)重分析決策的方法。現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于評(píng)估、預(yù)測(cè)、決策等方面，是常常應(yīng)用于系統(tǒng)工程中的分析方法。這種方法一般是根據(jù)問(wèn)題的不同性質(zhì)和最重要達(dá)到的總目的，將復(fù)雜問(wèn)題的各個(gè)因素按照各自的相互關(guān)系與支配分成不同的組，從而形成有次序不斷遞階的層次結(jié)構(gòu)分析模型，人們可以通過(guò)對(duì)各個(gè)層次因素成對(duì)的比較分析來(lái)確定個(gè)因素的相對(duì)重要程度，然后通過(guò)綜合分析，最終確定各個(gè)因素相對(duì)于總目的的相對(duì)重要性并排序。因此，利用層次分析法能夠有效的對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效能進(jìn)行評(píng)估，層次分析法的基本流程圖如圖1所示。

層次分析法的主要內(nèi)容包括：

（1）建立系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)模型；

（2）運(yùn)用成對(duì)比較法和1～9的標(biāo)度建立判斷矩陣；

（3）進(jìn)行單層次排序；

（4）求出判斷矩陣的最大特征根和歸一化權(quán)向量；

（5）通過(guò)一致性的檢測(cè)來(lái)確定判斷矩陣是否滿足一致性要求；

（6）進(jìn)行總層次排序；

（7）求出低層各個(gè)因素相較于總目的的權(quán)向量，并且對(duì)其進(jìn)行一致性的檢測(cè)；

圖1 層次分析法流程圖

2 建立指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估模型

2.1 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次模型

指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能的評(píng)估模型是最主要的衡量指揮自動(dòng)化綜合效能的具體標(biāo)志和計(jì)算標(biāo)尺。然而，指揮系統(tǒng)的某一項(xiàng)指標(biāo)或指揮系統(tǒng)活動(dòng)在某一局部、某一方面的規(guī)定，只能夠反應(yīng)其某一方面的狀況。所以，必須要從多方面、多層次的方向選取一組指標(biāo)，進(jìn)而建立一個(gè)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)即評(píng)估指標(biāo)模型，從而實(shí)現(xiàn)從整體上反應(yīng)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的影響狀況。基于上述對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能的分析以及對(duì)層次分析法的概述介紹，通過(guò)認(rèn)真分析指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成以及指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用流程、系統(tǒng)的運(yùn)作等，對(duì)各種因素加以歸納整理，建立以下的層次結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示:

2.2 構(gòu)建系統(tǒng)判斷矩陣

本文利用指揮自動(dòng)化系統(tǒng)中各層次元素之間的相對(duì)的重要程度之比，采用1～9的標(biāo)度的方法來(lái)建立判斷矩陣。這樣可以使各個(gè)元素之間的相對(duì)重要程度更加的量化，如表1。具體步驟是：設(shè)上一層的元素U為準(zhǔn)則，下一層的元素分別為U1，U2，U3，…，Un，其中權(quán)重就是對(duì)于準(zhǔn)則U的重要程度。

圖2 指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估指標(biāo)模型層次結(jié)構(gòu)圖

通過(guò)專家論證以及對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)評(píng)估指標(biāo)間的重要程兩兩進(jìn)行比較，可以得到判斷矩陣A:

下面是建立判斷矩陣A并計(jì)算其各項(xiàng)權(quán)重的具體步驟：

(1) 首先計(jì)算判斷矩陣A的每一行的元素的乘積，公式是：

(5) 判斷矩陣的一致性檢測(cè)

偏差的一致性指標(biāo)

平均隨機(jī)的一致性指標(biāo) RI，可以查詢表2得到；

表1 1～9標(biāo)度表

隨機(jī)的一致性比率

當(dāng)時(shí)，那么就可以確定判斷矩陣具有滿意的一致性，從而 即是各個(gè)驗(yàn)收評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重值。否則，就要從新調(diào)整判斷矩陣中的各個(gè)元素，一直到具有滿意的一致性為止。

3 指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估實(shí)例應(yīng)用

在對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的效能進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，共建立了四級(jí)指標(biāo)元素評(píng)估體系。本文運(yùn)用前三層指標(biāo)元素來(lái)對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行綜合效能評(píng)估，其評(píng)估步驟如下：

(1)根據(jù)表1 1～9標(biāo)度表對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)元素進(jìn)行評(píng)分等級(jí)劃分：根據(jù)各個(gè)指標(biāo)元素在指揮自動(dòng)化系統(tǒng)中執(zhí)行任務(wù)的性能和相對(duì)重要程度對(duì)各個(gè)指標(biāo)元素的重要程度進(jìn)行打分。

(2)確定指標(biāo)元素及指標(biāo)元素的權(quán)重：利用層次分析法（AHP） 來(lái)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)元素的權(quán)重集是：

(3)通過(guò)專家論證以及對(duì)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)評(píng)估指標(biāo)間的重要程兩兩進(jìn)行比較，分別得出的評(píng)價(jià)樣本判斷矩陣是分別是：

(4)對(duì)進(jìn)行綜合性評(píng)估：其綜合評(píng)估結(jié)果為

對(duì)U做綜合性評(píng)價(jià)：由得指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效能評(píng)估結(jié)果為

(5) 對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行歸一化處理：設(shè)各等級(jí)的值化向量為，那么被評(píng)估的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效能的評(píng)估值 ，因此，該指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效能能夠達(dá)到中等水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

該文通過(guò)認(rèn)真分析指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成以及指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用流程、系統(tǒng)的運(yùn)作等，制作出了指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估指標(biāo)模型層次結(jié)構(gòu)圖，從而建立了基于層次分析法(AHP)的指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能評(píng)估的指標(biāo)體系，并且詳細(xì)研究了指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能層次分析法評(píng)估的詳細(xì)步驟，拓展了指揮自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效能的研究范圍與方法。

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