舰艇装备信息安全管理综合评估方法

刘阳娜，韩云东

(1.中国人民解放军91550部队，辽宁 大连 116023;2．海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

舰艇装备信息安全管理综合评估方法

刘阳娜1，2，韩云东2

(1.中国人民解放军91550部队，辽宁 大连 116023;2．海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

为合理、有效地进行舰艇装备信息安全管理评估，将层次分析法和灰色系统理论应用于舰艇装备信息安全管理领域，建立了基于多层次灰色关联分析法的舰艇装备信息安全管理综合评估模型。运用该模型对某舰艇进行装备信息安全管理的评估，结果与现实情况吻合较好，表明该方法具有一定的实用价值。

舰艇装备;信息安全管理;层次分析法;灰色关联度

0 引言

舰艇作为有国际军种之称的海上主要作战力量，其装备信息安全管理备受国内外高度关注。尤其是在当前信息安全问题日益严峻的情况下，如何进一步做好舰艇装备信息安全管理工作，已是各国海军普遍重视的一个亟待解决的重要问题。开展科学的评估研究，提供合适的评估方法，是解决这一问题的重要基础和有效手段。

本文针对舰艇信息安全管理的特点，引入了层次分析法和灰色关联分析法，在确定合理的评估指标体系的基础上，建立灰色关联模型，进而对舰艇装备信息安全管理进行综合评估。

1 舰艇装备信息安全管理评估指标体系

本文从舰艇装备信息安全管理这个评估总目标出发，本着规范性、综合性、灵敏性、互补性、可操作性以及指标数据的可获得性的基本原则，在对大量统计指标进行多轮筛选的基础上，明确了舰艇装备信息安全管理的层次结构，进而建立了如表1所示的三级指标体系。

2 舰船装备信息安全管理综合评估模型

2.1 确定指标权重

层次分析法［1］是美国运筹学家 T．L．Saaty提出的，它采用一定的标度把人的主观判断进行客观量化，将定性问题进行定量分析，是一种简单又实用的多准则评价方法。本文应用层次分析法确定舰艇装备信息安全管理指标权重。其步骤如下：

?

1)构造判断矩阵。采用专家调查法，通过比较同层次指标之间相对上层次某因素的重要性，依据1～9 标度法［3］，构造两两比较矩阵 A=(aij)n×n。

2)求解最大特征值。计算满足AW=λmaxW的特征根和特征向量，并将特征向量正规化后得到W=(W1，W2，…，Wn)T，即为所求的n个指标对应的权重向量，且W1+W2+… +Wn=1。

2.2 灰色关联分析步骤

灰色关联分析法［5］是灰色系统理论的一个重要内容，它通过参考序列与比较序列各点之间的距离分析来确定各序列之间的差异性和相近性，从而找出各因子之间的影响关系及影响系统行为的主要因子，能很好的处理多指标综合评价问题。本文采用灰色关联分析法对其进行研究。

1)确定比较数列和参考数列

对于舰艇装备信息安全管理的灰色系统评估问题，设m个待评估对象的每一对象所有指标值构成一个比较数列，记作Xi={xi1，xi2，…，xij}，其中，i=1，2，3，…，m表示参评对象的个数;j=1，2，3，…，n表示每个参评对象中的指标数。

用灰色关联方法进行综合评价时，选取各指标中的最优值作为比选标准，参考数列记为X0={x01，x02，…，x0j}。

2)无量纲化处理指标值

由于各个评估指标的含义和目的不同，因而指标值通常具有不同的量纲和数量级，为了进行比较，须对最优指标值和各个参评对象指标值按下式进行无量纲化处理，以减少随机因素的干扰。

3)计算关联系数和关联度

根据灰色关联理论，以无量纲化后的比较数列与参考数列的关联度作为评价管理状况优劣的准则。在指标上的关联系数为

其中，(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n);ρ为分辨系数，ρ∈(0，1)，一般取值为0.5。其意义是削弱最大绝对差数值太大引起的失真，提高关联系数之间的差异显著性。

由以上分析可得m×n个指标关联系数构成的矩阵为

灰色关联系数矩阵中，每个行向量的元素表示各指标与其参考数列的关联程度。根据前述得出的n个评价指标权重W，则计算灰色关联系数矩阵中各元素在行向量加权关联度

从而得到灰色关联度的综合评价的列向量为

2.3 综合评估

在实际的灰色关联评估问题中，某一个指标常常又包括若干个子指标，这样的评估问题就要用多层次评估方法来解决。多层次灰色关联评估，实质上就是单层次灰色关联评估的多次应用［6］。对舰艇装备信息安全管理评估而言，具体方法为：先将第3层指标进行单层次灰色关联综合评估，得到评判结果R3;然后将R3作为上层次(第2层次)的指标矩阵A中的1个列向量，进行第2层的单层次灰色关联综合评估，得到评判结果R2;最后进行第一层指标的综合评估，得到综合评估结果R。比较R中各元素大小，值越大，表明相应参评对象的装备信息安全管理状况越好。

3 实例分析

本文拟对4艘舰艇装备信息安全管理进行综合评价，版面所限，从隶属于二级指标“通信安全”的三级指标开始评价，其他同理可得。

3.1 第3层次综合评价

按照层次分析法的要求，由军事院校、科研机构、水面舰艇作战部队专家对各个层次指标特征按照重要程度进行比较打分。三级指标“信号安全”、“外部通信设备安全”和“内部通信设备安全”的判断矩阵为

通过计算，其权重向量、判断矩阵最大特征值和一致性检验指标分别为：W=(0.260，0.634，0.106);λmax=3.040;CR=0.034＜0.1，该判断矩阵和权重向量均可接受。

表2为二级指标“通信安全”下的三级指标数据。关联系数矩阵为：关联度为

?

3.2 第2层次综合评价

二级指标“环境安全”、“通信安全”、“载体安全”、“装备维修及检查”的判断矩阵为

通过计算，其权重向量、判断矩阵最大特征值和一致性检验指标分别为：W=(0.125，0.375，0.375，0.125);λmax=4.000;CR=0 ＜0.1，该判断矩阵和权重向量均可接受。

表3为一级指标“舰艇装备信息安全的物理安全”下的二级指标对应的关联度。关联系数矩阵为

关联度为

?

3.3 第1层次综合评价

一级指标“舰艇装备信息安全管理的软件安全”、“舰艇装备信息安全管理的物理安全”和“舰艇装备信息安全管理机制”的判断矩阵为

通过计算，其权重向量、判断矩阵最大特征值和一致性检验指标分别为：W=(0.500，0.250，0.250);λmax=3.000;CR=0＜0.1，该判断矩阵和权重向量均可接受。

表4为总目标下的一级指标对应的关联度。关联系数矩阵为

关联度为

?

3.4 结果分析

比较最后总的关联度向量R中的各元素的大小，得舰艇装备信息安全管理评估的优劣顺序为：{单位3、单位1、单位4、单位2}。

4 结语

舰艇装备信息安全管理评估，是一项很有研究意义的课题。本文建立了舰艇装备信息安全管理评估指标体系，并构建了舰艇装备信息安全管理评估模型。同时吸收了层次分析法和灰色关联分析法的特点，保证了定性分析的科学性和定量分析的精确性。最后通过实例验证了该方法有效性和可操作性，从而为明确舰艇装备信息安全管理状况提供了重要依据。

［1］王莲芬，徐树柏．层次分析法［M］．天津：天津大学出版社，1988．

［2］邓聚龙．灰色控制系统［M］．武汉：华中理工大学出版社，1997．

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SUN Hai-tao，XIONG Ying，XIE Hai-yan，et al．Analytic hierarchy process in the assessment of submarine overall performance［J］．Chinese Journal of Ship Research，2009，4(6)：38－41，47．

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［5］韩学平，芮筱亭，赵革．多目标排序的层次分析与灰色关联法［J］．火力与指挥控制，2009，34(9)：80－83．

HAN Xue-ping，RUI Xiao-ting，ZHAO Ge．The analytic hierarchy process and the grey relevancy method on the multi-decision-making targets［J］．Fire Control＆ Command Control，2009，34(9)：80 －83．

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ZHANG Shou-hua，SUN Zhao-hui，ZHU Zhi-ming．Study on hierarchy gray method applied in science research project appraisal［J］．Systems Engineering and Electronics，2005，27(10)：1744－1747．

Comprehensive evaluation method of information security management in warship equipment

LIU Yang-na1，2，HAN Yun-dong2
(1．No．91550 Unit of PLA，Dalian 116023，China;2．Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

Based on analytical hierarchy process and gray relation analysis，a comprehensive evaluation model of information security management in warship equipment is built，and basic procedures of the model is described．The real example shows that the proposed model is not only brief and effective，but also have practical value．

warship equipment;information security management;analytical hierarchy process;grey correlation degree

U674

A

1672－7649(2012)05－0125－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.05.030

2011－05－12;

2012－04－03

刘阳娜(1979－)，女，博士，工程师，研究方向为交通信息工程与控制。