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基于灰色局勢(shì)決策的導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)性能評(píng)估

吳杰，吳福初，辛旭光

（海軍航空工程學(xué)院指揮系，山東煙臺(tái)264001）

摘要：針對(duì)導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)性能評(píng)估中部分?jǐn)?shù)據(jù)難以量化、具有灰色性的特點(diǎn)，提出利用灰色局勢(shì)決策方法對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。首先綜合技術(shù)性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)性能決策目標(biāo)體系，然后根據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類效果測(cè)度處理，最后對(duì)效果測(cè)度進(jìn)行綜合，由綜合效果測(cè)度值的大小得出最佳對(duì)策。運(yùn)用該方法對(duì)同類型的3種導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估排序，表明該方法簡(jiǎn)單易行，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：灰色局勢(shì)決策；導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；效果測(cè)度；性能評(píng)估

收到修改稿日期：2012-08-16

0　引　言

導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)屬高新技術(shù)裝備，當(dāng)前對(duì)其性能評(píng)估的研究較少，導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)中各自為政，造成了型號(hào)種類繁雜，測(cè)試程序和系統(tǒng)構(gòu)件互不兼容，使用維護(hù)費(fèi)用成本高。對(duì)同類型測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)并選擇綜合性能最佳的測(cè)試系統(tǒng)很有必要。由于評(píng)估時(shí)測(cè)試系統(tǒng)的部分性能數(shù)據(jù)不完全、不具體，含有未知的灰色成分，所以引入灰色局勢(shì)決策方法[1]，可對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的性能進(jìn)行有效評(píng)估。

1　灰色局勢(shì)決策模型

灰色局勢(shì)的原理是將各方案的各項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化成一定范圍內(nèi)無(wú)綱的效果測(cè)度，再將同一方案中各指標(biāo)的效果測(cè)度綜合成一個(gè)效果測(cè)度，由綜合效果測(cè)度的大小來(lái)評(píng)價(jià)方案優(yōu)劣[2]。

1.1基本概念

灰色局勢(shì)決策是事件、對(duì)策及效果3者的總稱。假設(shè)事件為a（ii=1，2，…，m），對(duì)策為b（jj=1，2，…，n），其二元組合稱為局勢(shì)，記為Sij=（ai，b）j，表示用第j個(gè)對(duì)策bj去處理第i個(gè)事件ai。所有事件與對(duì)策的全體稱為局勢(shì)集，記為S={Sij/i=1，2，…，m；j= 1，2，…，n）}。用某一對(duì)策bj處理某一事件ai，相對(duì)于目標(biāo)k產(chǎn)生的效果值記為ukij，即局勢(shì)Sij相對(duì)于目標(biāo)k（k=1，2，…，l）產(chǎn)生的效果樣本。若l＞1，即目標(biāo)多于一個(gè)，屬于多目標(biāo)決策。

1.2效果測(cè)度選定

不同局勢(shì)相對(duì)各目標(biāo)的效果樣本具有不同的量綱，需將其統(tǒng)一量綱后再加以比較。效果測(cè)度就是對(duì)各個(gè)局勢(shì)所產(chǎn)生的效果樣本統(tǒng)一量綱后的量度，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后，各個(gè)效果測(cè)度均為正極性，即越大越好[3]。常用效果測(cè)度有以下3類：

（1）上限效果測(cè)度。適用于“越大越好”類目標(biāo)，表達(dá)式為

（2）下限效果測(cè)度。適用于“越小越好”類目標(biāo)，表達(dá)式為

（3）適中效果測(cè)度。適用于“不能太大太多也不能太小太少”類目標(biāo)，表達(dá)式為

式中：u0——效果樣本uij中指定的適中值。

1.3決策模型

多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策模型可用矩陣來(lái)描述。事件ai與對(duì)策bj組成局勢(shì)Sij=（ai，bj）。若局勢(shì)的效果有多個(gè)目標(biāo)時(shí)，則每個(gè)對(duì)策對(duì)每個(gè)目標(biāo)k的效果樣本矩陣Ui為

在矩陣Ui中，ukij表示面對(duì)事件ai，對(duì)策bj相對(duì)于第k個(gè)目標(biāo)的效果樣本；第j行表示對(duì)策bj相對(duì)于各個(gè)目標(biāo)的效果樣本。

根據(jù)目標(biāo)的性質(zhì)，選定與其相適應(yīng)的效果測(cè)度轉(zhuǎn)換公式，便可分別計(jì)算出各效果樣本的效果測(cè)度，組成效果測(cè)度矩陣Ri

在矩陣Ri中，rkij表示面對(duì)事件ai，對(duì)策bj相對(duì)于第k個(gè)目標(biāo)的效果測(cè)度；第j行表示對(duì)策bj相對(duì)于各個(gè)目標(biāo)的效果測(cè)度。這時(shí)多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策為一綜合模型：

r∑

ij表示面對(duì)事件ai，對(duì)策bj相對(duì)于各個(gè)目標(biāo)的統(tǒng)一效果測(cè)度表示事件ai的統(tǒng)一效果測(cè)度空間。根據(jù)最大效果測(cè)度原則，若有則稱對(duì)策bj為事件ai的最優(yōu)對(duì)策[4]。

2　應(yīng)用實(shí)例

2.1目標(biāo)的確定

2.1.1目標(biāo)確定的原則

確定目標(biāo)時(shí)并非評(píng)價(jià)目標(biāo)越多越好，關(guān)鍵在于目標(biāo)在評(píng)價(jià)中所起作用的大小，目標(biāo)體系越全面，決策的結(jié)果就越客觀、越合理，但目標(biāo)太多也會(huì)增加評(píng)價(jià)的復(fù)雜程度和難度，尤其是數(shù)據(jù)的計(jì)算將以指數(shù)形式增長(zhǎng)。一般目標(biāo)體系的選取應(yīng)遵循科學(xué)性與系統(tǒng)性相結(jié)合、全面性與重點(diǎn)性相結(jié)合的原則[5-6]。

2.1.2目標(biāo)的選定

以某類型導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)性能評(píng)估為例，在調(diào)查研究及請(qǐng)教有關(guān)專家的基礎(chǔ)上，根據(jù)科學(xué)性與系統(tǒng)性相結(jié)合、全面性與重點(diǎn)性相結(jié)合的目標(biāo)確定原則，并綜合考慮技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性對(duì)系統(tǒng)性能的影響，確定7個(gè)目標(biāo)即可靠性A1、環(huán)境適應(yīng)性A2、機(jī)動(dòng)性A3、測(cè)試速度A4、測(cè)試精度A5、研制費(fèi)A6和購(gòu)買(mǎi)費(fèi)。其中前5項(xiàng)目標(biāo)為技術(shù)性能目標(biāo)，后兩項(xiàng)目標(biāo)為經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。對(duì)各目標(biāo)簡(jiǎn)單定義如下：

（1）可靠性指自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。

（2）環(huán)境適應(yīng)性指自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在其壽命期預(yù)計(jì)可能遇到的各種環(huán)境的作用下，能實(shí)現(xiàn)其所有預(yù)定功能與性能并且不被破壞的能力。主要是指對(duì)不同的溫度、濕度、振動(dòng)、電磁等環(huán)境條件的適應(yīng)性[8]。

（3）機(jī)動(dòng)性指自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)機(jī)動(dòng)運(yùn)輸?shù)碾y易程度以及對(duì)機(jī)動(dòng)運(yùn)輸方式的適應(yīng)能力，用運(yùn)載工具（在二級(jí)公路條件下）的最大行駛速度來(lái)衡量，單位km/h。

（4）測(cè)試速度用每小時(shí)內(nèi)能完成的綜合測(cè)試的次數(shù)來(lái)衡量，單位為次/h。

（5）測(cè)試精度用測(cè)試項(xiàng)目的最大相對(duì)誤差來(lái)衡量：

式中

：A——精度；

ΔA——測(cè)量范圍允許的最大絕對(duì)誤差；

Y——滿量程輸出。

（6）研制費(fèi)中包括論證費(fèi)，單位為萬(wàn)元。

（7）購(gòu)買(mǎi)費(fèi)指測(cè)試系統(tǒng)的單價(jià)，單位為萬(wàn)元/套。

2.2效果測(cè)度處理

假定3種測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于7個(gè)目標(biāo)的效果樣本值見(jiàn)表1，其中環(huán)境適應(yīng)性的樣本值較難定量得出，具有一定的灰色性，由專家打分得出。

表1　測(cè)試系統(tǒng)目標(biāo)效果樣本

事件ai為選擇最優(yōu)測(cè)試系統(tǒng)（i=1），對(duì)策bj表示系統(tǒng)j（j=1，2，3），目標(biāo)有7個(gè)，即l=7，k表示第k個(gè)目標(biāo)。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)可得效果樣本矩陣：

在以上7個(gè)目標(biāo)中，A5、A6和A7為“越小越好”類目標(biāo)，其他4個(gè)屬于“越大越好”類目標(biāo)，值得注意的是測(cè)試精度本來(lái)是越高越好，但因用相對(duì)誤差的大小來(lái)表示精度，所以變成誤差越小越好。分別利用式（1）、式（2），將各個(gè)效果樣本轉(zhuǎn)化成效果測(cè)度，對(duì)兩類目標(biāo)各選了一個(gè)代表進(jìn)行計(jì)算：

“越大越好”類目標(biāo)，以A1可靠性為例：

剩下的5個(gè)目標(biāo)，根據(jù)所屬類別，采用如上兩例的方法進(jìn)行處理，得效果測(cè)度矩陣R為

2.3確定最優(yōu)對(duì)策

在矩陣R中，rk1j表示對(duì)策bj對(duì)于第k個(gè)目標(biāo)的效果測(cè)度。根據(jù)式（4）求各個(gè)對(duì)策的綜合效果測(cè)度為

3　結(jié)束語(yǔ)

利用灰色局勢(shì)決策進(jìn)行導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)選，不僅考慮了各局勢(shì)的效果，還考慮了各種因素的相互影響，獲得了綜合效果測(cè)度。與其他方法相比，該方法更簡(jiǎn)便易行，并可推廣到其他系統(tǒng)的性能評(píng)估中，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋貴寶，沈如松，周文松.武器系統(tǒng)工程[M] .北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009：85-86.

[2] 左召軍，潘少卿，熊純.基于灰色局勢(shì)決策的航空彈藥庫(kù)選址問(wèn)題研究[J] .長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，27（3）：49-50.

[3] 尹志紅.重大石油裝備投資的多目標(biāo)灰色局勢(shì)決策[J] .技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，2006，27（3）：49-50.

[4] 熊小龍.水面艦艇編隊(duì)防空火力分配的灰色局勢(shì)決策方法[J] .指揮控制與仿真，2007，29（3）：13-14.

[5] 李毅，周冉輝，姜春山，等.導(dǎo)彈武器系統(tǒng)項(xiàng)目前評(píng)價(jià)體系研究[J] .海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（4）：49-50.

[6] 李穎.管理信息系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及體系研究[J] .河北大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2009，34（2）：66-68.

[7] 王學(xué)浩.導(dǎo)彈自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及體系[J] .四川兵工學(xué)報(bào)，2010，31（9）：37-39.

[8] 周林，陶建鋒，王君.地空導(dǎo)彈裝備環(huán)境適應(yīng)性模糊綜合評(píng)價(jià)模型研究[J] .裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，17（2）：62-65.

Performance assessment of missile automatic test system based on grey-situation decision

WU Jie，WU Fu-chu，XIN Xu-Guang

（Department of Command & Control，Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai 264001，China）

Abstract:Since quantization of part data was hard to achieve and has grey characteristic in performance assessment of missile automatic test system，grey -situation decision was used to assess the performance. Firstly，the objective decision system of test system performance was established by synthesizing technology performance index and economics index. Secondly，objective data was classified on their trait. Finally，prime countermeasure was got with the magnitude of comprehensive result measuring. It also gave an application example to assess the performance of three same kinds of missile automatic test system by using grey-situation decision method. The example shows that the method is clear and easy with application value.

Key words:grey-situation decision；missile automated test system；result measuring；performance assessment

收稿日期：2012-06-01；

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2013.05.032

文章編號(hào)：1674-5124（2013）05-0121-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號(hào)：TJ76；TP13；TP273；TM930.114

作者簡(jiǎn)介：吳杰（1980-），男，江蘇宜興市人，講師，碩士，研究方向?yàn)檠b備技術(shù)與勤務(wù)。