《层次分析法在对潜多目标威胁度评估中的应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《层次分析法在对潜多目标威胁度评估中的应用.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第30卷 第 5 期 指挥控制与仿真 Vol.30 No.5 2008 年 10 月 Command Control&Simulation Oct.2008 文章编号：1673-3819(2008)05-0037-03 层次分析法在对潜多目标威胁度评估中的应用 高贵虎，丁红岩，滕志伟（海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018）摘 要：针对潜艇行动隐蔽的主要特点，引入层次分析法来解决潜艇威胁度评估问题。以水面舰艇对潜作战为背景，对影响潜艇威胁度评估的六种属性进行分析，提出基于层次分析法的多目标潜艇威胁度评估模型。通过建立层次结构模型，构造判断矩阵，获取了六种属性的权重值，并进行实例计算演示了评
2、估的过程。该方法可一定程度地解决对潜作战多目标威胁度评估和排序问题，提高水面舰艇对潜火力分配效率。关键词：层次分析法；威胁度评估；权重 中图分类号：E917;O224 文献标识码：A Application of Analytic Hierachy Process for the Multi-Targets of Submarine Threat-Evaluation GAO Gui-hu,DING Hong-yan,TENG Zhi-wei(Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China)Abstract:Contrapose to the main cha
3、racter of submarines covert action,this paper introduces the analytic hierachy process(AHP)to solve the problem of threat evaluation.On the background of surface vessel antisubmarine operation,analyzing the six attributes which influences the threat evaluation,the paper describes the model of multi-
4、targets of submarine threat evaluation based on analytic hierachy process.Through constructs the hiberarchy and the estimation matrix,it obtains the weight of coefficient of six attributes,and uses an example to demonstrate the process.This method solves some problemes about the multi-targets submar
5、ine threat evaluation and array,improves the efficiency of fire distribution.Key words:analytic hierachy process;threat evaluation;weight 水面舰艇在对潜作战中对潜艇的威胁度评估是一个动态的过程，在搜索跟踪过程中，潜艇数量、类型以及敌我运动态势都是一个动态变化的过程。过去，由于水面舰艇反潜系统性能限制，对潜艇水下运动态势掌握不清楚，所以对潜艇威胁一般仅仅依据敌我距离和敌艇鱼雷射程来判断，即 1）当敌我距离小于敌艇鱼雷的极限射距时，认为敌潜艇可以立即对我舰实施鱼
6、雷攻击，威胁等级定义为强威胁；2）当敌我距离大于敌艇鱼雷的极限射距时，则认为敌潜艇暂时不能对我舰实施鱼雷攻击，威胁等级定义为弱威胁。随着国内外新型水面舰艇对潜探测技术的进步、反潜战术软件的升级以及潜艇数据库的不断完善，舰艇指控系统具备对多个目标潜艇同时保持跟踪的能力，并能够按一定的排序原则对目标的威胁度排序，达到为舰艇指挥员提供火力打击决策的目的。本文结合层次分析法，以国内外新型水面舰艇为据，建立对潜作战威胁度评估模型，为对潜作战火力打击决策提供一种简单可行的方法。1 建立多目标潜艇威胁度评估模型 1.1 影响潜艇威胁度评估的属性 在对多个敌潜艇进行威胁评估的过程中，由于采 收稿日期：2008
7、-04-15 修回日期：2008-05-05 作者简介：高贵虎（1982-），男，湖南桃源人，硕士研究生，研究方向为水面舰艇反潜武器作战使用。丁红岩（1958-），男，教授，硕士生导师。滕志伟（1982-），男，硕士研究生。用不同的特征因素，各种特征因素的影响权重不同，以及威胁度评估准则不同，将会导致威胁度评估结果的变化，在指控系统中，将会因为选择错误的打击对象，最终致使舰艇面临更大的威胁。在实际作战中，敌我双方均相互隐蔽行动1。作为进攻方，只能根据目标检测信息和敌潜艇数据库等信息进行判断，并且潜艇目标特征应尽量选取可观测的客观的属性。1.2 多目标潜艇威胁度评估模型 设评估潜艇威胁度的属性个
8、数为n，计算敌某艘潜艇对我水面舰艇的威胁度，建立具体模型的步骤为4 步2：1）确定潜艇第),1(nii个属性的权重值i，各属性的权重值是指各属性对威胁程度影响的大小，其对排序结果将产生较大的影响；2）根据得到的信息，对目标进行识别，确定其类别并分批次，假设为第x批目标；3）计算第 x 批目标在第i个属性的第in个区域的威胁程度，记为),(inixW；4）根据威胁属性的具体信息计算此目标威胁度，记为xV：),1(),(1ninixWViniix=（1）2 层次分析法在潜艇威胁度评估中的应用 2.1 层次分析法基本步骤 层次分析法是一种较好的权重确定方法，是一种38 高贵虎，等：层次分析法在对潜多
9、目标威胁度评估中的应用 第 30 卷 普遍实用的定性定量相结合的多准则决策评价方法。它把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构，通过两两相对比较的方式确定同一层次中诸因素的相对重要性，然后综合决策者的判断，确定备选方案相当重要性的总排序。运用层次分析法进行决策时，大体上可以分为以下 4个步骤3：1）分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构；2）对同一层次的各元素关于上一层次中的某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；3）由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重；4）计算各层元素对系统总目标的合成权重，并进行排序。2.2 根据潜艇威胁属性
10、建立层次结构 在战场上，由于潜艇行动隐蔽，很难及时准确地获取潜艇全部信息，一般采用声纳探测与数据库比对分析的手段来判断。因此，本文根据实际战场情况，选取潜艇性能、潜艇携带的鱼雷性能、潜艇距离、潜艇速度、潜艇舷角、潜艇深度六个属性，建立层次结构如图 1 所示。图 1 中由上至下分别为方案层，准则层和目标层。其中各属性的含义分别如下：1）潜艇距离D：如：3km、5km、13km；距离越小，威胁权重越大；2）潜艇速度v：如：6kn、8kn、12kn，速度越快，威胁权重值越大；3）潜艇舷角q：如：左舷 30，右舷 45，与左右舷无关，但与角度有关，越接近潜射鱼雷最佳发射阵位的舷角0q（假定为 60），
11、威胁权重值越大；4）潜艇深度h：如 50m、150m、200m，深度越接近潜射鱼雷最佳发射深度0h（假定为 100m）权重值越大；5）潜艇性能1C：代表潜艇的作战性能，定义为强、良、一般、弱四等级，分别量化为 0.9、0.8、0.7、0.6，威胁权重依次减小；6）潜射鱼雷性能2C：主要依据潜射鱼雷的射程来判定，射程越远，威胁权重值越大。2.3 构造两两比较的判断矩阵并确定各属性的权重 设)0(,.,21=in，为模型中某层各因素的权重4，是该层上的子集，且满足11=nii。根据不同情况，通过咨询三位专家打分的方式，采用 19标度法5，属性之间两两比较，分别建立判断矩阵 F1，F2，F3，采用行
12、和归一化方法计算2：),1(,/111niffnjnknjkjiji=（2）从而得到每个因素的权重。=1232/13/14/12/112/13/15/17/13/1215/13/16/123212/15/1355313/14765311F F1 中各属性的权重值：)1127.00426.00642.01385.02281.04138.0(1=F=12422/14/12/11313/15/14/13/112/16/19/12/11214/17/1236413/14597312F F2 中各属性的权重值：)1426.00882.00345.00716.02389.04242.0(2=F=1233/
13、12/13/12/11423/15/13/14/112/14/16/132/1213/17/1234314/13567413F F3 中各属性的权重值：)1121.01257.00391.01091.02073.04067.0(3=F 2.4 判断矩阵的一致性检验5 首先计算最大特征根max：=ninjijijfn11max)/(1 （3）再计算一致性指标CI：)1/()(max=nnCI （4）查找相应的平均随机一致性指标RI，具体见文献5；最后计算一致性比例CR：潜 艇 威 胁 度 V潜艇距离D潜艇速度v潜艇舷角q潜艇深度h鱼雷性能C2潜艇性能C1潜 艇 x1潜 艇 x2潜 艇 x3图 1
14、 威胁评估属性层次结构图 第5期 指挥控制与仿真 39 RICICR/=（5）当10.0CR时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的。矩 阵F1，F2，F3中，2643.6max=I，0529.01=CI；RI查表得到值为 1.26，一致性检验值1.00420.0/11，潜艇 x1 为舰艇优先打击目标。通过对整个评估过程进行分析。对比三位专家给出的判断矩阵，均对潜艇距离、速度以及潜射鱼雷性能给出较大的权重值，说明该三项属性是决定潜艇威胁度评估的重要因素，在实战中，应首先查明其状况。4 结束语 本文运用层次分析法建立了对潜艇威胁度评估的数学模型，对模型进行了自上而下的分析，并结合具体实例对模型进行运
15、算，可以有效地解决水面舰艇对潜威胁度评估问题。在实际运用中，需要对指控系统中的战术软件和数据库升级、完善，从而做出更符合实际的威胁度评估，以提高舰艇对潜火力分配效率。参考文献：1 张善文,刘进忙.以目标类型为主的一种威胁评估方法J.系统仿真学报,2002,14(8):1109-1111.2 王百合,黄建国,张群飞.基于层次分析法的水下多目标威胁度评估模型J.舰船科学技术,2006,28(6):75-77.3 郭齐胜,杨秀月,王杏林,等.系统建模M.北京:国防工业出版社,2006.4 程红斌,张晓丰,张凤鸣.基于模糊层次分析法的威胁估计J.现代雷达,2006,28(3):22-24.5 魏世孝,周献中.多属性决策理论方法及其在 C3I 系统中的应用M.北京:国防工业出版社,1998.