基于AHP-FCE法的指揮控制能力系統(tǒng)效能評(píng)估

趙 彬，黃志堅(jiān)，朱啟明，周中良，霍飛宇

（1.解放軍95980部隊(duì)，湖北 襄陽(yáng) 441021；2.空軍工程大學(xué)航空航天工程學(xué)院，西安 710038）

0 引言

信息化條件下，指揮控制能力系統(tǒng)作為體系作戰(zhàn)能力的核心要素將直接影響體系作戰(zhàn)能力的生成，對(duì)其進(jìn)行效能評(píng)估對(duì)加快體系作戰(zhàn)能力的提升具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義［1-2］。作戰(zhàn)指揮人員通常是通過全面分析各方面的因素對(duì)作戰(zhàn)的綜合影響，并結(jié)合自己作戰(zhàn)演練等方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從作戰(zhàn)運(yùn)用的角度提出恰當(dāng)?shù)闹笜?biāo)體系；而后采用如層次分析法、作戰(zhàn)模擬法、系統(tǒng)分析法等途徑對(duì)能力進(jìn)行評(píng)估，這些方法都忽略了在評(píng)估過程中容易出現(xiàn)的模糊性和不確定性等因素，從而出現(xiàn)評(píng)估結(jié)果不理想的問題。本文通過建立準(zhǔn)確科學(xué)的評(píng)估指標(biāo)體系，并基于將層次分析和模糊綜合評(píng)判相結(jié)合的方法對(duì)指揮控制能力系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。

1 指控能力系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建原則

指標(biāo)體系構(gòu)建的合理與否是衡量作戰(zhàn)能力的基本準(zhǔn)則，建立科學(xué)指標(biāo)體系是對(duì)效能進(jìn)行有效評(píng)估的關(guān)鍵步驟，也是效能評(píng)估的基礎(chǔ)性工作，為了保證指標(biāo)體系建立的正確性、科學(xué)性和完整性，在建立體系過程中需要遵循以下原則：層次性、客觀性、穩(wěn)定性、可測(cè)性、獨(dú)立性和完整性條件下的最簡(jiǎn)化等［3］。

完整的指標(biāo)體系可以提高評(píng)估效率，有意識(shí)地省略一些無關(guān)緊要的指標(biāo)也是可取的，但指標(biāo)的取舍要根據(jù)指標(biāo)在系統(tǒng)中的權(quán)重來確定；在體系中指標(biāo)不能重復(fù)地出現(xiàn)在屬性集中，選擇的指標(biāo)應(yīng)能覆蓋作戰(zhàn)指揮控制效能所涉及的范圍；指標(biāo)的選擇應(yīng)盡可能地相互獨(dú)立而不能相互包含；在實(shí)際過程中要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行分類，構(gòu)成不同的層次，依次往下逐漸分解以便得到更好的量化，從不同的評(píng)估視角出發(fā)會(huì)得到不同的分類結(jié)果，但都必須是形成一個(gè)遞階結(jié)構(gòu)。

圖1 指控能力系統(tǒng)指標(biāo)體系

1.2 指揮控制能力作戰(zhàn)效能指標(biāo)確定

1.3 應(yīng)用AHP法確定指標(biāo)集中各子因素的權(quán)重

不同的因素對(duì)指揮控制能力的影響程度是不同的，為了定量地對(duì)各因素的相對(duì)關(guān)系予以表達(dá)，需給不同的因素賦予不同的權(quán)重。本文采用AHP法來確定權(quán)重，根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)充分量化，根據(jù)對(duì)專家的調(diào)查數(shù)據(jù)分析，構(gòu)造出兩兩比較的判斷矩陣，在構(gòu)造過程中其矩陣元素要滿足1～9標(biāo)度［4］。

表1 效能各指標(biāo)因素判斷矩陣

1）計(jì)算判斷矩陣的特征值和特征向量：

且權(quán)重系數(shù)之和為1。即，其系數(shù)矩陣記為：

2）判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)：

得到權(quán)重系數(shù)后，接下來需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

Step1：由式（3）求出判斷矩陣的最大值，若可得具有完全一致性，當(dāng)一致性被破壞時(shí)，大于。

Step2：一致性指標(biāo)的計(jì)算過程由下式：

Step3：隨機(jī)一致性比值CR計(jì)算：

通過判斷矩陣n的階數(shù)來選擇RI［5］的值。

如果CR≤0.10，可以認(rèn)為矩陣滿足一致性，如果CR＞0.10時(shí)，說明其一致性沒有得到滿足，要對(duì)其進(jìn)行修正?？梢园凑丈鲜龇椒ǎ瑢?duì)下一級(jí)的因素進(jìn)行分解求得新的權(quán)重因子，再進(jìn)行下一次的一致性檢驗(yàn)，直至滿足為止。注：若CR＞＞0.10，說明此信息無效。

由以上所描述的AHP法得各判斷矩陣計(jì)算結(jié)果具體如表2所示。

表2 第1層指標(biāo)體系權(quán)重B1～B4的計(jì)算

以上述方法同樣求出第二層、第三層指標(biāo)體系的權(quán)重依次為：

2 基于模糊綜合評(píng)判法的效能評(píng)估計(jì)算

在指控能力系統(tǒng)的效能評(píng)估中，存在著較多的定性指標(biāo)，且其具有一定的模糊性，導(dǎo)致最后評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確，而模糊綜合評(píng)判法能夠恰當(dāng)?shù)乜紤]到模糊因素，并將其轉(zhuǎn)化為定量來進(jìn)行計(jì)算，具有很強(qiáng)的說服性［6-7］。其模糊綜合評(píng)判法的基本步驟是：

Step1：建立指標(biāo)因素集和評(píng)語(yǔ)集［8］。

Step2：建立模糊關(guān)系矩陣R，矩陣中的元素rij表示指標(biāo)因素ui對(duì)vj等級(jí)模糊子集的隸屬度［9-10］。

式中rij為U中因素Ui對(duì)V中等級(jí)Vj的隸屬關(guān)系。

Step3：進(jìn)行多層次的模糊綜合評(píng)判計(jì)算，需從最底層指標(biāo)開始計(jì)算，其公式可表示為：

其中b1表示被評(píng)估的目標(biāo)整體上對(duì)vj等級(jí)模糊子集的隸屬程度。

Step4：對(duì)模糊綜合評(píng)判的結(jié)果向量進(jìn)行分析處理，再根據(jù)最大隸屬度原則即可得出綜合評(píng)判的結(jié)論［11-13］。

2.1 確定模型的指標(biāo)因素集和評(píng)語(yǔ)集

體系作戰(zhàn)指揮控制能力評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)成一個(gè)三層的評(píng)判模型，評(píng)判指標(biāo)因素集如下：

選擇其評(píng)語(yǔ)集V，即選V={極好，非常好，很好，較好，好，一般，差}，這 7個(gè)等級(jí)。

2.2 建立評(píng)判矩陣

選擇7名相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)體系作戰(zhàn)指揮控制能力打分并給出評(píng)判矩陣：

2.3 綜合評(píng)判向量的計(jì)算

根據(jù)三層評(píng)判模型，對(duì)于體系的作戰(zhàn)指揮控制能力評(píng)估體系各層由下向上計(jì)算評(píng)判向量：

1）對(duì)于最底層：

2）在第三層評(píng)判向量的基礎(chǔ)上，計(jì)算第二層的評(píng)判向量：

3）計(jì)算第一層指標(biāo)的評(píng)判向量：

從上述結(jié)果可以看出b5=0.2759為最大，且b4=0.2574，可以評(píng)判出該作戰(zhàn)指揮能力介于“較好”與“好”之間。

3 結(jié)論

對(duì)武器裝備的指揮控制能力系統(tǒng)效能評(píng)估是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，雖然目前對(duì)效能評(píng)估的方法有很多，但對(duì)大部分定性指標(biāo)評(píng)估來說，運(yùn)用模糊綜合評(píng)估是一個(gè)行之有效的方法，本文運(yùn)用主客觀相結(jié)合的方式對(duì)指控能力系統(tǒng)進(jìn)行效能計(jì)算，將模糊理論應(yīng)用其中，較好地解決了效能評(píng)估過程中存在的不確定性問題，對(duì)多層次、多因素問題批判效果良好。將層次分析和模糊綜合評(píng)判結(jié)合起來的評(píng)價(jià)方法，理論嚴(yán)謹(jǐn)易于實(shí)現(xiàn)，提高了效能評(píng)估結(jié)論的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為評(píng)估指揮控制能力系統(tǒng)提供了很好的思路。

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