陳　都,譚可可,安瑞楠,周泓冰

(1.后勤工程學(xué)院，重慶　401331；2.解放軍96657部隊(duì)，北京　100011；3.中央軍委后勤保障部財(cái)務(wù)局，北京　100036)

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TOPSIS偽裝決策方法在洞庫工程中的應(yīng)用研究

陳都1,譚可可2,安瑞楠2,周泓冰3

(1.后勤工程學(xué)院，重慶401331；2.解放軍96657部隊(duì)，北京100011；3.中央軍委后勤保障部財(cái)務(wù)局，北京100036)

摘要：在現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中，洞庫工程是敵我雙方攻擊和防護(hù)的重要作戰(zhàn)目標(biāo)。針對(duì)洞庫工程，提出了用于偽裝方案決策的TOPSIS優(yōu)化模型。分析了現(xiàn)有TOPSIS模型存在的缺陷，同時(shí)以TOPSIS決策方法的原理為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)其不足進(jìn)行了改進(jìn)，將優(yōu)化后的決策模型應(yīng)用于國防工程目標(biāo)偽裝決策以解決多偽裝方案的排序優(yōu)選問題。

關(guān)鍵詞：洞庫工程偽裝；決策模型；TOPSIS模型；灰色關(guān)聯(lián)分析

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場高技術(shù)偵察裝備的不斷更新?lián)Q代，大范圍、寬頻段、高精度的偵察使戰(zhàn)場更具透明化[1]。同時(shí)，可用于洞庫工程偽裝的技術(shù)方法也多種多樣，包括植物偽裝、遮障偽裝、迷彩偽裝、示假偽裝等[2]。但目前洞庫工程偽裝決策工作在具體實(shí)施時(shí)，多是憑借決策者的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)決策指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，這就導(dǎo)致決策結(jié)果與實(shí)際情況不相符[3]。因此，在進(jìn)行偽裝方案決策時(shí)應(yīng)當(dāng)以偽裝技術(shù)的應(yīng)用效果作為篩選依據(jù)，切換不同偵察視角、時(shí)段和氣候等外界影響因素，全面測試各類偽裝技術(shù)手段的效果[4]。本研究針對(duì)某油料洞庫口部的偽裝實(shí)際，利用基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS優(yōu)化模型對(duì)各個(gè)偽裝方案的綜合偽裝效果進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)偽裝工程方案的優(yōu)劣排序。

1TOPSIS決策模型優(yōu)化

1.1TOPSIS決策模型

TOPSIS是一種逼近理想解最優(yōu)排序法，該方法是以正、負(fù)理想解作為基準(zhǔn)來評(píng)判各方案的優(yōu)劣。在決策中，當(dāng)各方案的決策指標(biāo)值越接近正理想解，且越遠(yuǎn)離負(fù)理想解時(shí)，則該方案為最優(yōu)方案[5]。

TOPSIS決策方法的依據(jù)是預(yù)選方案與理想解的距離[6]。求解偽裝方案矩陣中各方案加權(quán)后的規(guī)范化矩陣，并根據(jù)效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)求出正理想解和負(fù)理想解，最后根據(jù)確定的相對(duì)貼近度指數(shù)判斷方案的優(yōu)劣排序。且相對(duì)貼近度指數(shù)值越接近于1，則方案越接近于正理想解。但是在使用TOPSIS決策方法時(shí)，若兩個(gè)方案的相對(duì)貼近度指數(shù)相等或相近，則計(jì)算靈敏度就會(huì)大大降低，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤[4]。

1.2灰色關(guān)聯(lián)分析法

為了解決這一不足，本文引入了灰色關(guān)聯(lián)分析法，采用基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS決策方法，以提高決策模型的準(zhǔn)確性。灰色關(guān)聯(lián)分析法的依據(jù)是將各偽裝方案所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)向量與正、負(fù)理想方案指標(biāo)向量作對(duì)比分析。通過計(jì)算經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的偽裝方案矩陣，得到關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，并計(jì)算關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度越大則方案越具優(yōu)勢性，越小則相反[7]。

1.3基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS決策模型

灰色關(guān)聯(lián)度分析法可以在決策中很好地反映個(gè)別決策指標(biāo)給備選方案與理想方案帶來的影響，彌補(bǔ)TOPSIS在方案排序中的不足。本文構(gòu)建了基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS決策模型，以期對(duì)國防工程偽裝進(jìn)行更加科學(xué)合理的優(yōu)化決策。具體步驟如下：

其中α,β是決策者的偏好程度，一般取值α=β=0.5。

2某油庫口部工程偽裝方案決策

我軍油料倉是潛在敵對(duì)勢力偵察和打擊的重點(diǎn)目標(biāo)。針對(duì)某油料洞庫口部實(shí)際，提出六種偽裝方案，運(yùn)用優(yōu)化后的TOPSIS決策模型對(duì)偽裝方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)排序。

2.1洞庫工程項(xiàng)目及偽裝方案介紹

庫區(qū)所處環(huán)境如圖1所示，屬小口式洞庫類型。山坡生長植物以灌木和雜草為主，夏季植被生長較為茂密，秋冬季以枯草和裸露土壤為主，背景呈現(xiàn)斑駁特點(diǎn)。空中觀測有明顯的植被破壞和人工雕琢特點(diǎn)，形成了不同程度的暴露征候。

圖1　某油庫口部

根據(jù)洞庫工程具體情況，按照偽裝技術(shù)要求，分別采取相應(yīng)的偽裝技術(shù)手段和偽裝技術(shù)手段之間搭配使用，設(shè)計(jì)某油料洞庫口部工程偽裝方案，具體如圖2所示。

方案1，采用植物偽裝技術(shù)對(duì)油庫口部實(shí)施綠化偽裝，使用植物偽裝技術(shù)偽裝接近道路，移植草皮快速形成偽裝效果，口部周邊移植與當(dāng)?shù)亻L勢、品種相一致的樹木，利用樹林與山體形成的天然遮蔽角隱蔽口部位置。

方案2，采用迷彩偽裝技術(shù)，對(duì)口部劈坡和接近路面實(shí)施偽裝處理。選取與背景斑點(diǎn)圖案基本相似的顏色配置偽裝涂料，實(shí)現(xiàn)有效融合，使目標(biāo)成為背景斑點(diǎn)的延續(xù)部分。

方案3，采取植物偽裝技術(shù)對(duì)口部接近道路進(jìn)行綠化偽裝，同時(shí)對(duì)洞庫口部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，恢復(fù)口部原有地形地貌特征，并進(jìn)行植物綠化處理，利用偽裝網(wǎng)在口部架設(shè)大面積偽裝遮障，以達(dá)到良好的偽裝效果。

方案4，配合使用迷彩偽裝技術(shù)和遮障偽裝技術(shù)，對(duì)洞庫口部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，恢復(fù)口部原有地形地貌特征，利用偽裝網(wǎng)在口部架設(shè)大面積偽裝遮障，口部接近道路路面選取與背景斑點(diǎn)圖案基本相似的顏色配置偽裝涂料，盡可能消除顏色差別。

圖2　某油庫口部偽裝方案

方案5，利用仿造技術(shù)模擬口部地形地貌，配合使用植物偽裝技術(shù)，對(duì)口部環(huán)境進(jìn)行人工改造，仿造山體形狀和走勢修筑支撐骨架，表面鋪設(shè)土壤種植植物生成偽裝效果，并定期實(shí)施養(yǎng)護(hù)?？诓拷咏缆仿访妫褂弥参飩窝b技術(shù)進(jìn)行植物綠化處理，使工程口部消隱于環(huán)境之中。

方案6，結(jié)合使用仿造技術(shù)與迷彩偽裝技術(shù)，對(duì)口部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，仿造山體形狀和走勢修筑支撐骨架，表面鋪設(shè)土壤種植植物生成偽裝效果，并定期實(shí)施養(yǎng)護(hù)?？诓拷咏缆仿访?，合理選用迷彩涂料進(jìn)行迷彩偽裝噴涂處理。

2.2決策模型方案優(yōu)選

針對(duì)某后方油料洞庫的6種偽裝方案，采用改進(jìn)的基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS方法進(jìn)行分析得出優(yōu)劣排序。具體計(jì)算決策過程如下：

根據(jù)工程實(shí)例基本情況和仿真決策指標(biāo)數(shù)值，構(gòu)建偽裝方案決策矩陣A

整理得到正理想解x+和負(fù)理想解x-

x+={0,0.186,0.072,0.003,0.188,0.072,0.002,0.103,0.072,0,0.163,0.072}

x-={0,0.306,0.117,0.014,0.313,0.117,0.011,0.181,0.117,0,0.288,0.117}

按照相對(duì)貼近度大小進(jìn)行排序，結(jié)果為：方案5>方案1>方案3>方案6>方案4>方案2，其中最優(yōu)方案為：方案5。

2.3最優(yōu)偽裝方案的驗(yàn)證及評(píng)價(jià)

為了驗(yàn)證方法的正確性，同時(shí)進(jìn)行了運(yùn)用傳統(tǒng)TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)法的偽裝方案優(yōu)劣效果排序，具體結(jié)果如下：

按照傳統(tǒng)TOPSIS法進(jìn)行偽裝方案決策，計(jì)算貼近度為

Ci={0.621,0,0.424,0.392,0.717,0.465}

按照灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行偽裝方案決策，計(jì)算貼近度為

Ci={0.493,0.385,0.526,0.505,0.549,0.479}

3種方法的排序結(jié)果對(duì)比如表1所示，分析對(duì)比傳統(tǒng)TOPSIS法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和改進(jìn)的基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS方法的排序結(jié)果可以看出，基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS法的排序結(jié)果與另外兩種方法的排序結(jié)果基本一致，3種決策方法的比對(duì)結(jié)果都是方案5偽裝效果為最優(yōu)，方案2為最差。

同時(shí)，根據(jù)傳統(tǒng)TOPSIS決策方法和改進(jìn)后的TOPSIS決策方法的排序結(jié)果比較可以看出，在傳統(tǒng)TOPSIS決策方法中，方案3與方案6的相對(duì)貼近指數(shù)為0.424和0.465。由于兩個(gè)方案相對(duì)貼近指數(shù)相差不大，導(dǎo)致該種決策方法的靈敏度不足，出現(xiàn)決策結(jié)果準(zhǔn)確度降低的問題。從宏觀角度看，兩種決策方法的優(yōu)劣排序結(jié)果基本一致，但基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS決策方法不僅能夠優(yōu)選出最佳偽裝方案，而且還能提高對(duì)備選方案決策結(jié)果的辨別能力，從而更加精確的區(qū)分出方案3和方案6的優(yōu)劣次序。

表1　6種偽裝方案優(yōu)劣排序

3結(jié)論

通過分析對(duì)比可以看出基于灰色關(guān)聯(lián)分析TOPSIS法不僅能夠選出最優(yōu)方案，而且能夠根據(jù)綜合關(guān)聯(lián)度的大小進(jìn)行優(yōu)劣排序，決策準(zhǔn)確性有了顯著提升，通過對(duì)具有相似貼近度的兩種偽裝方案進(jìn)行排序，從而提升了偽裝決策方法的科學(xué)性。改進(jìn)的基于灰色關(guān)聯(lián)分析的TOPSIS決策方法能夠在貧信息環(huán)境下對(duì)不同方案進(jìn)行排序，對(duì)備選方案排序情況以及與理想方案之間的區(qū)別做出很好的說明。通過實(shí)證分析，得到某油料洞庫口部六種偽裝方案中，方案5排序處于第一位，為最優(yōu)解。即利用山體仿造技術(shù)與植物偽裝技術(shù)相結(jié)合的偽裝方案效果最優(yōu)。

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(責(zé)任編輯楊繼森)

本文引用格式：陳都,譚可可,安瑞楠,等.TOPSIS偽裝決策方法在洞庫工程中的應(yīng)用研究[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2016(5):77-80.

Citation format:CHEN Du,TAN Ke-ke,AN Rui-nan,et al.Application of Camouflage Decision-Making Method in Cave Depot Engineering[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(5):77-80.

Application of Camouflage Decision-Making Method in Cave Depot Engineering

CHEN Du1,TAN Ke-ke2,AN Rui-nan2,ZHOU Hong-bing3

(1.Logistical Engineering University,Chongqing 401331,China; 2.The 96657thTroop of PLA，Beijing 100011,China; 3.Financial Bureau of Logistics Department,CMC，Beijing 100036,China)

Abstract:In the modern high technology local war,cave depot engineering is one of the important operational objectives which be attacked and be protective.In view of the cave depot engineering,this paper put forward the optimization model of TOPSIS for camouflage scheme decision-making.This paper analyzed the existing defects of TOPSIS model,starting with the principle of TOPSIS decision method,its shortage was improved with the combination with the grey relation analysis.At last the final optimized decision-making model was applied to the national defense camouflage project to solve sequencing problem of multiple schemes.

Key words:cave depot engineering camouflage; decision-making model; TOPSIS model; grey correlation analysis

doi:【后勤保障與裝備管理】10.11809/scbgxb2016.05.019

收稿日期：2015-12-20；修回日期：2016-01-10

基金項(xiàng)目：軍隊(duì)科研項(xiàng)目(AY208C014；CY111L031；DY112J004)

作者簡介：陳都(1987—)，男，博士研究生，主要從事后方洞庫工程偽裝方法及效能評(píng)估研究。

中圖分類號(hào)：E951.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-2304(2016)05-0077-04