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1、防空兵指挥信息系统效能评估第3O卷第3期四川兵工2009年3月防空兵指挥信息系统效能评估吴豫杰,郑国民,陈建宏(防空兵指挥学院,郑州450052)摘要:基于防空兵指挥信息系统的工作流程,提出了其效能评估的指标体系,运用AHP法和模糊综合评判相结合的方法对防空兵指挥信息系统效能进行研究,对防空兵指挥信息系统效能分析具有一定的参考价值.关键词:防空兵指挥信息系统;效能评估;AHP法中图分类号:TP14;E211文献标识码:A文章编号:10060707(2009)03003003防空兵指挥信息系统是防空兵防空作战体系的核心,集指挥,控制,通信,计算机,情报,监视和侦查于一体,是防空部队战斗力的倍增器
2、,加强对防空兵指挥信息系统效能的研究,是提高防空兵部队作战指挥效能,最大限度的发挥防空兵部(分)队战斗力的主要途径.1防空兵指挥信息系统效能指标建立1.1防空兵指挥信息系统工作流程防空兵指挥信息系统主要由信息收集,信息传输,信息处理,信息显示和决策指挥分系统组成,其工作流程如图1所示.上级情报终端或本级情报收集系统首先把获取的各种情报信息经信息传递系统传输给信息处理系统进行加工处理,处理后的信息经信息显示系统告知指挥员,指挥员依据情报信息和指挥决策系统辅助做出决策,再经由信息传递系统下达到下级指挥站或进行进一步的信息处理,其工作过程是由若干个工作周期构成,每个周期的一般程序是:收集情报,处理情
3、报,传输情报,指挥决策,下达命令,组织实施.1.2防空兵指挥信息的指标体系建立科学合理的指标体系,对防空兵指挥信息系统能力进行定量描述,是效能评估的基础.从防空兵指挥信息系统作战的一般流程(图1)可以看出,从上级指挥站及信息收集分系统到信息传递分系统的线路1,反映了该系统所应具备的情报搜集能力,线路2和线路3则分别反映了该系统的通信能力和指挥决策能力,要实现作战任务,完成系统功能,除上述3种能力外,该系统还应具有稳定性.本文中所建立的指标体系如下:1)情报收集处理能力.收集和处理本级雷达站,观察哨,阵地观察网等和上级或友邻预警探测系统传来的空中情报,技侦情报,气象情报等信息的能力.情报搜集处理
4、能力指标可由预警探测能力和情报处理能力表征.预警探测能力包括目标发现能力,目标识别能力和目标定位能力3个指标.情报处理能力包括情报处理容量,情报处理速度和情报处理精度3个指标.图1防空兵信息系统作战指挥过程2)通信能力.各级指挥中心以及各分系统之间快速,保密,可靠地进行信息交换的能力.防空兵指挥信息系统的通信能力可由信息传输容量和信息传输质量2个指标表征.信息传输容量包括信息利用率,传输时延和端口吞吐量3个指标.信息传输质量包括信息完整率和比特律差错2个指标.3)指挥决策能力.指挥人员或指挥机关为了完成作战任务,依据软件系统,指挥控制台和手工作业设备等辅助决策手段而进行指挥决策的能力.防空兵指
5、挥信息系统的指挥决策能力可由防空指挥员的素质,防空兵指挥信息系统的辅助决策能力两个指标表征.防空指挥员的素质包括身心素质,操作能力和业务水平3个指标.辅助决策能力包括方案生成能力,方案决策能力和控制协调能力3个指标.4)系统稳定性l2J.防空兵指挥信息系统运行正常的能力.防空兵指挥信息系统的稳定性由系统生存能力与电子防护能力表征.系统生存能力包括机动性,可维修性和抗毁能力3个指标,电子防护能力包括反侦查能力和抗干扰能力2个指标.收稿日期:20081126作者简介:吴豫杰(1985一),男,河南驻马店人,硕士研究生,主要从事防空武器系统总体理论与应用研究吴豫杰,等:防空兵指挥信息系统效能评估31
6、防空兵指挥信息系统效能指标己,情报收集处理能力UlIl通信能力ll指挥决策能力Il稳定性目标发现能力U预警探澳4能力(,l目标识别能力Ul2目标定住能力Ul3情报处理容量情报处理能力U情报处理速度U.情报处理精度(,l23信道利用盎信息传输容量传输时延端口吞吐量.信息完整盎:信息传输质量比特盎差错22身J心素质,指挥人贝素质,操作能力业务水平方案生成能力辅助决囊能力己方案决筻能力己:控制协调能力23机动性ll图2防空兵指挥信息系统指标体系2防空兵指挥信息系统效能计算方法2.1运用AHP方法确定各指标的权重层次分析法(AHP)是T.L.Saaty等人在2O世纪70年代提出的一种多准则决策方法,这
7、种方法将定量与定性相结合,特别适用与防空兵指挥信息系统的分析.建立防空兵指挥信息系统层次模型的具体步骤如下:1)建立系统的层次结构.对问题进行分析之后,将各因素按照属性自上而下分解为若干个层次,同一层元素相互独立,并受上一层元素的支配又对下一层元素起支配作用.防空兵指挥信息系统各元素间的层次关系如图2所示.2)构造比较矩阵.按照某种准则对同一层从属于上一层某元素的诸元素进行比较,判断各元素间的重要性.判断的方法可用成对比较法或l一9比较尺度,本文中采用19比较尺度来构造比较阵,其含义如表1所示.表1比较矩阵构成方法标度含义i因素与J因素相同重要i因素比因素略重要i因素比因素明显重要i因素比J因
8、素相当重要i因素比因素极端重要i因素与因素重要性在上述两等级之间若因素f与因素i比较,得到判断值为.:1/a3)计算各层间元素的相对权重.求出比较矩阵的最大系统生存能力.可维修性.抗毁能力己l3反侦察能力己:电子防护能力抗干扰能力22特征值及相应的特征向量,所得的特征向量经过归一化后,即得相应元素的权重.4)一致性检验.一致性检验用来判别比较阵的不一致程度,可以用一致性指标CI来衡量,CI=.其中)max为比较阵的最大特征根,n为比较阵的阶数.计算随机一致性指标耐,其指标如表2.计算一致性比率CR.CR=面CI,当CR=面CI<0.1时,可认为比较矩阵的一致性是可以被接受的,可将其特征向
9、量作为权向量.表2随机一致性指标2,2建立多级模糊综合评判模型【3模糊综合评判能依据多种因素对事物做出全面的评价.如图2所示,防空兵指挥信息系统建立了3层因素集.第1层因素集U=U,U2,U,U,U代表防空兵指挥信息系统的情报收集能力,代表通信能力,代表指挥决策能力,表示指挥信息系统的稳定性.其中Ul=UU2,U为预警探测能力,U为情报处理能力,而Ul1=U|II,UH2,Ul13,V12=U121,l22,123,Il1,I12,U3分别为目标发现能力,目标识别能力和目标定位能力,U.,U.,U23分别为情报处理容量,情报处理速度和情报处理精度,按图2依次可以建立,相应的因素集.在将因素集(
10、,分组之后,建立评判集V=,1.2,其中代表高,代表较高,代表一般,代表较低,代表低.设有k级因素集,第i级(i=l,2,k一.徽32四川兵工j)有n个因素,第个(=1,2,?ti)因素下有m个子因素,则第一1级有一1个元素一l=M”,;),u(k一-.,”(=1,2,一1)所对应的模糊评判矩阵为q=11(一1)12(一1)l3(一1)l4(一1)15(一1)r2l(一r一r一r一r25一):(一1)(一1)(一1)(k一1)(一1)rm(I1)1rm(B;”:,i=1,2,一1,=1,2,n(5)当i=1时,可得B=WR=(bl,b2,b3,b4,65)(6)按照最大隶属度原则,max(b,
11、b,b3,b4,b5)所对应的等级为最终评判结果.式(1)中矩阵元素为因素集指标对评判集中评判等级的隶属度,采用专家评议法_4J确定,具体方法为:专家依据积累的经验和知识,对某一因素集指标以评判集I,=,为标准进行投票式评判,针对某一个指标,每位专家在认可的评判等级投一票,且只有一票,投票结束后,统计各评判等级对应的票数,除以专家总人数,所得的结果即为该指标对每个评判等级的隶属度.3实例分析以某一防空兵指挥信息系统为例,根据2.2所述的方法计算各级指标权重,结果如表3所示,其结果都通过了一致性检验.表3防空兵指挥信息系统指标权重请20位专家依据评判集对各因素评判,U,U,U.,和U,U,U对应
12、的单因素评判矩阵分别为Io?25o?4o0?25o?00IR12=()3x5=10.100.250.500.100.05lLo.25o.250.300.150.05J按式(3)得,Bl1=117l1.Rl1=(0.193,0.363,0.334,0.082,0.028)B12=W12.R12=(0.208,0.283,0.345,0.125,0.039)按式(4)得,R=Bll,B12IT.0-20.1938.0.238633.0.34.3354.0.0282.0.03.0298】B1=l.R1=(0.202,0.315,0.341,0.108,0.034)同理可得,B2=.R2=(0.186
13、,0.309,0.368,0.124,0.013)B3=W3.R3=(0.218,0.319,0.298,0.134,0.031)B4=W4.R4=(0.130,0.237,0.259,0.271,0.103)则,R=【Bl,B2,B3,B4】=0.2020.3150.3410.1080.0340.186O.3o90.3680.124O.0130.2180.3190.2980.1340.0310.1300.2370.2590.2710.103最终得B=W.R=(0.188,0.296,0.308,0.162,0.046),按照最大隶属度原则,该指挥信息系统效能为一般.假设对应于评判集的评分集为
14、=10,8,6,4,2,则该防空兵指挥信息系统的评分为:S=B?VT=6.836,同理可求出该系统的情报收集能力,通信能力,指挥决策能力和稳定性的评分分别为:7.086,7.062,7.1l8,6.O4O,由此可以看出该系统的指挥决策能力较强,而由于稳定性较弱造成该系统的总体评价较低,要提高该系统效能,(下转第35页)1j0=拿OO=兮OO0O0OOOOO0O.L郭建芳,等:多种测试系统的数据融合352峨】+一一】用Matlab软件编写程序,分别读人雷达1和雷达2所测得的数据,并根据上述方法可算出融合后的一t曲线,如图3所示.f/s图3进行插值和融合后的一t曲线图中细线为雷达l经三次样条插值所
15、得的一t曲线,粗线为雷达2经三次样条插值所得的一t曲线点划线为融合后的一t曲线.3结束语以某型榴弹炮为例,说明了数据融合技术在2台雷达联合测试中的应用.从软件仿真结果来看,多个测试系统得到的信息经数据融合后提高了对目标的测速精度,是一种方差最小意义下的最佳数据融合方法.该方法同样适用于其他测试系统.参考文献:贺明科.多传感器目标跟踪中的数据融合技术研究D.长沙:国防科技大学,2002.葛泉波.多传感器数据融合及其子过程监控中的应用D.开封:河南大学.2002.BlumH.ATransformationforExtractionNewDescriptorsofShapeinModelsforth
16、ePerceptionofSpeechandvisualFormsM.WWathenDunn:S.n.,1967:362380.MaragosP,SchaferRW.MorphologicalSkeletonRepresen-radonandCodingofBinaryImagesC/SpeechandSignalProcessing.IEEETransonAcoustics,1986,34(5):1228一l244.陆正刚,杨杰,叶晨洲.多雷达传感器数据融合技术及应用J.上海铁道大学,2000(6):141一l44.赵宗贵.数据融合方法概论z.南京:电子工业部第二十八研究所,1998.何友,
17、王国宏,彭应宁,等.多传感器信息融合及应用M.北京:电子工业出版社,2000.(上接第32页)必须提高其生存能力和电子防护能力5结束语依据防空兵指挥信息系统工作流程,建立了评估其效能的指标体系,并应用AHP法和模糊综合评判对某防空兵指挥信息系统效能进行分析,本文中的指标体系与评估方法能够定量的描述防空兵指挥信息系统的效能,为指挥员作战指挥和防空兵指挥信息系统建设提供依据.参考文献:1唐兴城.防空兵作战指挥自动化z.郑州:郑州防空2345院.1999.何洪成,王凯,吴小良.两栖部队指挥控制系统作战运用效能评估的方法J.装甲兵工程学院院报,2004,18(4):7478.谢季坚,刘承平.模糊数学方法及其应用M.武汉:华中科技大学出版社,2005.黄小军,王宣刚.CI系统效能二级模糊综合评估J.电光与控制,2005.12(5):4244.王海军,蔡小刚,宋枫溪.基于CAHP的指挥信息系统生存能力评估J.指挥控制与仿真,2007,29(4):7476.11J,L二|
