基于灰色局势决策的导弹自动测试系统性能评估



基于灰色局势决策的导弹自动测试系统性能评估

吴杰，吴福初，辛旭光

（海军航空工程学院指挥系，山东烟台264001）

摘要：针对导弹自动测试系统性能评估中部分数据难以量化、具有灰色性的特点，提出利用灰色局势决策方法对测试系统的性能进行评估。首先综合技术性能指标和经济性指标构建测试系统性能决策目标体系，然后根据目标数据的特点对数据进行分类效果测度处理，最后对效果测度进行综合，由综合效果测度值的大小得出最佳对策。运用该方法对同类型的3种导弹自动测试系统的性能进行评估排序，表明该方法简单易行，具有一定的应用价值。

关键词：灰色局势决策；导弹自动测试系统；效果测度；性能评估

收到修改稿日期：2012-08-16

0　引　言

导弹自动测试系统属高新技术装备，当前对其性能评估的研究较少，导弹自动测试系统的研制、生产、开发中各自为政，造成了型号种类繁杂，测试程序和系统构件互不兼容，使用维护费用成本高。对同类型测试系统的性能进行科学评价并选择综合性能最佳的测试系统很有必要。由于评估时测试系统的部分性能数据不完全、不具体，含有未知的灰色成分，所以引入灰色局势决策方法[1]，可对测试系统的性能进行有效评估。

1　灰色局势决策模型

灰色局势的原理是将各方案的各项指标转化成一定范围内无纲的效果测度，再将同一方案中各指标的效果测度综合成一个效果测度，由综合效果测度的大小来评价方案优劣[2]。

1.1基本概念

灰色局势决策是事件、对策及效果3者的总称。假设事件为a（ii=1，2，…，m），对策为b（jj=1，2，…，n），其二元组合称为局势，记为Sij=（ai，b）j，表示用第j个对策bj去处理第i个事件ai。所有事件与对策的全体称为局势集，记为S={Sij/i=1，2，…，m；j= 1，2，…，n）}。用某一对策bj处理某一事件ai，相对于目标k产生的效果值记为ukij，即局势Sij相对于目标k（k=1，2，…，l）产生的效果样本。若l＞1，即目标多于一个，属于多目标决策。

1.2效果测度选定

不同局势相对各目标的效果样本具有不同的量纲，需将其统一量纲后再加以比较。效果测度就是对各个局势所产生的效果样本统一量纲后的量度，经过转换之后，各个效果测度均为正极性，即越大越好[3]。常用效果测度有以下3类：

（1）上限效果测度。适用于“越大越好”类目标，表达式为

（2）下限效果测度。适用于“越小越好”类目标，表达式为

（3）适中效果测度。适用于“不能太大太多也不能太小太少”类目标，表达式为

式中：u0——效果样本uij中指定的适中值。

1.3决策模型

多目标灰色局势决策模型可用矩阵来描述。事件ai与对策bj组成局势Sij=（ai，bj）。若局势的效果有多个目标时，则每个对策对每个目标k的效果样本矩阵Ui为

在矩阵Ui中，ukij表示面对事件ai，对策bj相对于第k个目标的效果样本；第j行表示对策bj相对于各个目标的效果样本。

根据目标的性质，选定与其相适应的效果测度转换公式，便可分别计算出各效果样本的效果测度，组成效果测度矩阵Ri

在矩阵Ri中，rkij表示面对事件ai，对策bj相对于第k个目标的效果测度；第j行表示对策bj相对于各个目标的效果测度。这时多目标灰色局势决策为一综合模型：

r∑

ij表示面对事件ai，对策bj相对于各个目标的统一效果测度表示事件ai的统一效果测度空间。根据最大效果测度原则，若有则称对策bj为事件ai的最优对策[4]。

2　应用实例

2.1目标的确定

2.1.1目标确定的原则

确定目标时并非评价目标越多越好，关键在于目标在评价中所起作用的大小，目标体系越全面，决策的结果就越客观、越合理，但目标太多也会增加评价的复杂程度和难度，尤其是数据的计算将以指数形式增长。一般目标体系的选取应遵循科学性与系统性相结合、全面性与重点性相结合的原则[5-6]。

2.1.2目标的选定

以某类型导弹自动测试系统性能评估为例，在调查研究及请教有关专家的基础上，根据科学性与系统性相结合、全面性与重点性相结合的目标确定原则，并综合考虑技术性能和经济性对系统性能的影响，确定7个目标即可靠性A1、环境适应性A2、机动性A3、测试速度A4、测试精度A5、研制费A6和购买费。其中前5项目标为技术性能目标，后两项目标为经济性目标。对各目标简单定义如下：

（1）可靠性指自动测试系统在规定的条件和时间内完成规定功能的能力。

（2）环境适应性指自动测试系统在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下，能实现其所有预定功能与性能并且不被破坏的能力。主要是指对不同的温度、湿度、振动、电磁等环境条件的适应性[8]。

（3）机动性指自动测试系统机动运输的难易程度以及对机动运输方式的适应能力，用运载工具（在二级公路条件下）的最大行驶速度来衡量，单位km/h。

（4）测试速度用每小时内能完成的综合测试的次数来衡量，单位为次/h。

（5）测试精度用测试项目的最大相对误差来衡量：

式中

：A——精度；

ΔA——测量范围允许的最大绝对误差；

Y——满量程输出。

（6）研制费中包括论证费，单位为万元。

（7）购买费指测试系统的单价，单位为万元/套。

2.2效果测度处理

假定3种测试系统对于7个目标的效果样本值见表1，其中环境适应性的样本值较难定量得出，具有一定的灰色性，由专家打分得出。

表1　测试系统目标效果样本

事件ai为选择最优测试系统（i=1），对策bj表示系统j（j=1，2，3），目标有7个，即l=7，k表示第k个目标。根据表1中的数据可得效果样本矩阵：

在以上7个目标中，A5、A6和A7为“越小越好”类目标，其他4个属于“越大越好”类目标，值得注意的是测试精度本来是越高越好，但因用相对误差的大小来表示精度，所以变成误差越小越好。分别利用式（1）、式（2），将各个效果样本转化成效果测度，对两类目标各选了一个代表进行计算：

“越大越好”类目标，以A1可靠性为例：

剩下的5个目标，根据所属类别，采用如上两例的方法进行处理，得效果测度矩阵R为

2.3确定最优对策

在矩阵R中，rk1j表示对策bj对于第k个目标的效果测度。根据式（4）求各个对策的综合效果测度为

3　结束语

利用灰色局势决策进行导弹自动测试系统的优选，不仅考虑了各局势的效果，还考虑了各种因素的相互影响，获得了综合效果测度。与其他方法相比，该方法更简便易行，并可推广到其他系统的性能评估中，具有一定的推广应用价值。

参考文献

[1] 宋贵宝，沈如松，周文松.武器系统工程[M] .北京：国防工业出版社，2009：85-86.

[2] 左召军，潘少卿，熊纯.基于灰色局势决策的航空弹药库选址问题研究[J] .长沙航空职业技术学院学报，2006，27（3）：49-50.

[3] 尹志红.重大石油装备投资的多目标灰色局势决策[J] .技术经济与管理研究，2006，27（3）：49-50.

[4] 熊小龙.水面舰艇编队防空火力分配的灰色局势决策方法[J] .指挥控制与仿真，2007，29（3）：13-14.

[5] 李毅，周冉辉，姜春山，等.导弹武器系统项目前评价体系研究[J] .海军航空工程学院学报，2008，23（4）：49-50.

[6] 李颖.管理信息系统的质量评价指标及体系研究[J] .河北大学学报：哲学社会科学版，2009，34（2）：66-68.

[7] 王学浩.导弹自动测试系统性能评价指标及体系[J] .四川兵工学报，2010，31（9）：37-39.

[8] 周林，陶建锋，王君.地空导弹装备环境适应性模糊综合评价模型研究[J] .装备指挥技术学院学报，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

文章编号：1674-5124（2013）05-0121-03

文献标志码：A

中图分类号：TJ76；TP13；TP273；TM930.114

作者简介：吴杰（1980-），男，江苏宜兴市人，讲师，硕士，研究方向为装备技术与勤务。