TOPSIS法对联合火力打击手段选择的优化与应用*

陈庆龙 张治帮

(陆军军官学院 合肥 230031)

TOPSIS法对联合火力打击手段选择的优化与应用*

陈庆龙 张治帮

(陆军军官学院 合肥 230031)

论文以TOPSIS法为研究方法,建立逼近理想法模型,挑选四种典型打击手段,采取逼近理想法的排序法挑选出最有利的打击手段,通过对四种作战方式的比较排序,最后确定最优的打击手段。

逼近于理想的排序解法; 联合火力; 选择打击手段

Class Number E837

1 引言

现代战争,战斗节奏快,战场上的目标繁杂,联合作战中司令部需要根据打击目标清单挑选最有可能完成任务的作战单元来完成作战任务,力争最大可能、最小代价、最大限度的打击目标。那么在确定了目标价值、分析了参战部队的作战参数基础上,如何根据不同的目标选择最优的打击手段必将对加快战斗进程产生较大的影响。

2 TOPSIS法模型的建立

逼近理想解(TOPSIS法)的排序法是一种借助多属性决策问题的“理想解”和“负理想解”把它与每个策略作个对比,根据其远近程度对策略集中的各个策略进行排序,排在最前面的策略即为最优策略[1]。

1) 确定决策因素指标

目标集S=(s1,s2,…,sn),就是确定打击可供选择手段的集合。属性集F=(f1,f2,…,fn),即对打击手段各个战术指标进行考虑的因素。

2) 构造决策度量矩阵

首先,根据N个手段的M个属性构建决策矩阵表,对于每个目标Si,在每个属性Fj下都有一个度量值Uij,如表1所示。

表1 决策表

其次,根据决策表,可以构建决策度量矩阵,记U为

3) 构造加权的规范决策度量矩阵

首先,将矩阵U化为标准形式:

加权的规范决策度量矩阵：

4) 确定理想解和负理想解

5) 计算各个备选方案到理想解和负理想解的距离

策略ti到理想解的距离为

策略t到负理想解的距离为

6) 计算备选方案ti相对理想解的接近度

7) 依据相对接近度进行排序

3 联合火力打击手段选择中的优化与应用

以联合火力打击敌地面核武器相关设施及地下武器系统为作战目的,以常规地地导弹、武装直升机、战斗机、远程火箭炮四种作战力量实体作为打击手段进行研究。

·s1:常规地地导弹(以BGM109为例)对敌实施中远程精确打击,若采取它作为打击手段则假定导弹射击前不易遭到敌发现与摧毁,飞行时间内可能被敌拦截,而一旦成功则对目标造成致命打击。

·s2:武装直升机(以米28为例,携机弹200发,两个20枚80mm火箭弹)对敌采取空中打击,直升机的特点是对打击的目标直接射击毁伤,在存活时间内可进行持续打击直到完成任务,不利在于易遭到敌防空火力反击,且逃生机率与完成任务程度成反比关系。

·s3:战斗机(以F-15E为例,携4枚GBU-28型激光制导钻地弹),打击效果明确,不易遭到敌电磁干扰及其它外境环境影响,一旦击中则毁伤目标[3]。

·s4:远程火箭炮(俄“龙卷风”),杀伤面积比较大,不受电磁等外界干扰。

各个打击手段与完成此次射击任务相对属性因素可归纳为以下五个方面:

1) 暴露遭敌打击可能(f1)主要考虑火力单位暴露发射阵地或发射武器后被敌侦察,武器遭到反击可能受到的毁伤程度,分为0毁伤,20%毁伤,40%毁伤,60%毁伤。

2) 对目标破坏程度(f2)主要考虑火力单位造成的破坏性,分为摧毁,长时间恢复,短时间可修复。

3) 受作战环境影响程度(f3)决定于该武器对电磁,天候等外界的依赖程度,分为影响严重,较为严重,一般影响。

4) 被敌拦截损耗(f4)主要决定于所选择武器在完成任务过程中可能因被敌拦截而造成的损毁价值。

5) 武器费用(f5)包括武器在作战中的损耗量的造价,(在这里武装直升机与轰炸机仅需考虑弹药的消耗费用)如表2所示[6]。

表2 各武器与相应可能导致的消耗情况

根据表2,可以构建决策度量矩阵,记U为

将其化为标准矩阵为

1) 构造加权矩阵

采用层次分析法计算各因素的权重向量

w=(0.21,0.26,0.17,0.20,0.16,)

则加权矩为

2) 确定理想解和负理想解

t*={0.21,0.26,0.17,0.2,0.16}

t-={0.069,0.174,0.116,0.002,0.048}

3) 计算各个备选方案到理想解和负理想解的距离

备选方案到理想解的距离(0.075,0.228,0.235,0.176)

备选方案到负理想解的距离(0.241,0.121,0.172,0.208)

4) 计算备选方案对理想解的相对接近度

各个备选方案的相对接近度为(0.762,0.346,0.443,0.792)

5) 由排序可知选择第四种手段为最优方案。

4 结语

本文利用TOPSIS法,运用数学模型,对战场打击手段的选择进行了量化分析,通过综合考虑不同武器的优点及战场环境的各种可能影响,针对特定的目标选择了最优的打击手段,以便使得指挥员的决策更为科学和合理,确保选择出最优的方案。

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Optimization and Application of TOPSIS Method in Joint Fire Choice

CHEN Qinglong ZHANG Zhibang

(Army Officer Academy of PLA, Hefei 230031)

Regarding TOPSIS method as the research method, close to the ideal method of model is set up, and four kinds of classic assault are picked out, most advantageous way are chosen by sorting method of close to ideal method. Through comparing the sorting, the most optimal way is determined.

TOPSIS method, joint fires, assault optimization and application

2014年4月2日,

2014年5月27日

陈庆龙,男,教授,硕士生导师,研究方向:军队指挥基础理论与方法。张治帮,男,硕士研究生,研究方向:军队指挥基础理论。

E837

10.3969/j.issn1672-9730.2014.10.006