基于ADC?云重心的艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估

摘 要： 針對艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估中的不確定性，在基于修正ADC模型的艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估指標(biāo)體系基礎(chǔ)之上，將以云理論為基礎(chǔ)的云重心評判法運(yùn)用到艦載導(dǎo)航裝備效能評估中，并給出了效能評估的具體步驟和算例。根據(jù)評估結(jié)果中加權(quán)偏離度較大的指標(biāo)，可從指標(biāo)體系中找到影響效能的主要因素，進(jìn)而加以改進(jìn)提高其效能。該方法簡單易行可操作性強(qiáng)，為艦載導(dǎo)航裝備等復(fù)雜系統(tǒng)的效能評估提供了有效的方法和途徑。

關(guān)鍵詞： 導(dǎo)航裝備； 效能評估； ADC； 云重心評判法

中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）08?0058?04

Comprehensive effectiveness evaluation of shipborne navigation equipment

based on ADC and MCGC

GUO Jiao1， LI Tian?wei2， ZHONG Yun?hai2， HUANG Qian2

（1. Department of Basic， Dalian Naval Academy， Dalian 116018， China； 2. Department of Navigation， Dalian Naval Academy， Dalian 116018， China）

Abstract： In view of some uncertain factors existing in the comprehensive effectiveness evaluation of shipborne navigation equipment， MCGC based on cloud theory was adopted in effectiveness evaluation of shipborne navigation equipment after constructing its effectiveness index system based on improved ADC model. Some key steps and an example are given in this paper. According to the index whose weighting deviation is bigger in the evaluation results， the main factors influencing the effectiveness can be found from its effectiveness index system， and then corrected to improve its effectiveness. This method is simple and practicability， and can provide good ways and means for effectiveness evaluation of shipborne navigation equipment and other complex systems.

Keywords： navigation equipment； effectiveness evaluation； ADC； MCGC

艦載導(dǎo)航裝備作為艦船的關(guān)鍵性保障裝備，是海軍武器系統(tǒng)的重要組成部分，可為艦載武器裝備的作戰(zhàn)使用提供初始信息，如艦船的位置、航向、航速、姿態(tài)和氣象等，然而，艦載導(dǎo)航裝備會(huì)受到海戰(zhàn)場環(huán)境的影響，其效能的發(fā)揮將直接影響到武器裝備作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。因此，有必要對艦載導(dǎo)航裝備的效能進(jìn)行評估。艦載導(dǎo)航裝備的效能評估是一個(gè)多指標(biāo)多層次的問題，受海戰(zhàn)場環(huán)境的影響包含許多隨機(jī)因素和模糊因素。首先，艦載各導(dǎo)航裝備的效能會(huì)受到裝備自身、其他裝備、裝備的操作、維修及指揮人員水平、裝備使用的海戰(zhàn)場環(huán)境等多種因素決定，而各因素間的因果關(guān)系復(fù)雜，存在各種無法了解的復(fù)雜影響，具有隨機(jī)性。其次，艦載導(dǎo)航裝備效能評估中，定性指標(biāo)以及評估結(jié)果可用語言值描述：無、非常差、很差、差、較差、一般、較好、好、很好、非常好、極好。這些語言值之間沒有明確的界限，可能會(huì)有重合的部分，從而具有了模糊性。針對艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估中的不確定性，本文在基于修正ADC模型的艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估指標(biāo)體系基礎(chǔ)之上，將云重心評判法運(yùn)用到艦載導(dǎo)航裝備效能評估中。針對評估結(jié)果中加權(quán)偏離度較大的指標(biāo)，可從指標(biāo)體系中找到影響其效能的主要因素，從而加以改進(jìn)提高其效能，為艦載導(dǎo)航裝備等復(fù)雜系統(tǒng)的效能評估提供了有效的方法和途徑。

1 基于修正ADC模型的艦載導(dǎo)航裝備綜合效

能評估指標(biāo)體系

評估艦載導(dǎo)航裝備的效能，主要是評估在作戰(zhàn)環(huán)境下艦載導(dǎo)航裝備所提供的導(dǎo)航信息是否滿足艦載武器裝備對導(dǎo)航信息的需求，也即評估其完成導(dǎo)航信息保障的程度，為艦艇指揮員做決策提供信息支持。

在對艦載導(dǎo)航裝備的可用性（Availability）、可信性（Dependability）和能力（Capacity）的含義及影響因素進(jìn)行深入探討的基礎(chǔ)上，結(jié)合作戰(zhàn)對導(dǎo)航信息的需求修正了ADC模型，從而構(gòu)建了基于修正ADC模型的艦載導(dǎo)航裝備的綜合效能評估指標(biāo)體系，如圖1所示[1]。

該指標(biāo)體系自上而下分為6個(gè)層次：

（1） 綜合效能層，即艦載導(dǎo)航裝備的綜合效能；

（2） 分系統(tǒng)效能層，即艦載導(dǎo)航裝備各分系統(tǒng)效能；

（3） 裝備效能層，即各分系統(tǒng)所包括裝備的效能；

（4） 修正ADC模型層，即KADC模型層，是在經(jīng)典ADC模型基礎(chǔ)上，結(jié)合艦艇作戰(zhàn)對導(dǎo)航裝備的需求，補(bǔ)充了修正系數(shù)K；

（5） 效能指標(biāo)層，即裝備具體的效能指標(biāo)；

（6） 影響因素層，即影響效能指標(biāo)的因素。

該指標(biāo)體系為進(jìn)一步評估艦載導(dǎo)航裝備效能并找到提高效能的措施提供了必要的依據(jù)。

2 基于云重心評判法的艦載導(dǎo)航裝備綜合效能

評估

2.1 云重心理論

云模型有多種形式，正態(tài)云是其中最重要的一種。正態(tài)云數(shù)學(xué)模型通常表示為（Ex，En，He），即用期望Ex（Expected value）、熵En（Entropy）和超熵He（Hyper entropy）3個(gè)數(shù)字特征來整體表征一個(gè)概念[2]。其中，Ex是云滴在論域空間分布的期望，即最能夠代表定性概念的點(diǎn)。En是定性概念的不確定性度量，由概念的隨機(jī)性和模糊性共同決定。He是熵的不確定性度量，是熵的熵。由熵的隨機(jī)性和模糊性共同決定。Ex=20，En=3，He=0.1，n=1 000生成的云圖如圖2所示。

由圖2可見，云模型將定性與定量映射中存在的模糊性和隨機(jī)性有效地集成在一起，因此，采用云模型進(jìn)行裝備效能評估中評估指標(biāo)與評估結(jié)果的描述，并進(jìn)行定性變量與定量變量的轉(zhuǎn)換是可行的，反映了其主要概念、模糊性和隨機(jī)性。云重心可表示為[T=a×b。]其中：a表示云重心的位置，反映了云的期望值；b表示云重心的高度，反映了相應(yīng)云的重要程度。在裝備效能評估中，將指標(biāo)用云模型表示后，a反映了指標(biāo)的期望值，b則反映了指標(biāo)的權(quán)重。

2.2 云重心評判法進(jìn)行裝備效能評估的步驟

為快速得到直觀的裝備效能評估結(jié)果，并可有針對性地提高裝備效能，在建立了基于修正ADC模型的裝備效能評估指標(biāo)體系后，運(yùn)用云重心評判法進(jìn)行效能評估的步驟如下[3?6]：

Step1： 確定評估對象在某狀態(tài)時(shí)的底層效能評估指標(biāo)值，并將其用云模型表示：

Step4：評估結(jié)果分析。從評估結(jié)果看，在平臺(tái)羅經(jīng)各項(xiàng)指標(biāo)的加權(quán)偏離度中[θ2]與[θ3]較大，也即可信性與啟動(dòng)穩(wěn)定時(shí)間兩項(xiàng)指標(biāo)距離理想狀態(tài)較遠(yuǎn)。據(jù)圖1可知，影響平臺(tái)羅經(jīng)可信性的因素為裝備使用時(shí)間與環(huán)境，裝備操作人員與指揮人員水平等。若將影響平臺(tái)羅經(jīng)可信性指標(biāo)的各因素進(jìn)行改進(jìn)，使其達(dá)到“很好”狀態(tài)，即對應(yīng)的期望值為0.8。再次計(jì)算，平臺(tái)羅經(jīng)的效能值則被提高到0.718。將該效能值輸入圖3所示的評測云發(fā)生器后，將激活“好”與“很好”2個(gè)云對象。因此，平臺(tái)羅經(jīng)的效能介于“好”與“很好”之間，偏于“好”。

3 結(jié) 語

艦載導(dǎo)航裝備的綜合效能評估是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文在基于修正ADC模型的艦載導(dǎo)航裝備綜合效能評估指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，運(yùn)用了云重心評判法評估其綜合效能，得到了直觀的評估結(jié)果。并且，評估者可針對偏離程度較大的單項(xiàng)指標(biāo)，從其影響因素進(jìn)行改進(jìn)，使其提高效能。下一步將在艦載導(dǎo)航裝備效能評估中深入考慮云模型的熵和超熵兩個(gè)特征參數(shù)的影響。

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