TOPSIS伪装决策方法在洞库工程中的应用研究

陈　都,谭可可,安瑞楠,周泓冰

(1.后勤工程学院，重庆　401331；2.解放军96657部队，北京　100011；3.中央军委后勤保障部财务局，北京　100036)



TOPSIS伪装决策方法在洞库工程中的应用研究

陈都1,谭可可2,安瑞楠2,周泓冰3

(1.后勤工程学院，重庆401331；2.解放军96657部队，北京100011；3.中央军委后勤保障部财务局，北京100036)

摘要：在现代高技术局部战争中，洞库工程是敌我双方攻击和防护的重要作战目标。针对洞库工程，提出了用于伪装方案决策的TOPSIS优化模型。分析了现有TOPSIS模型存在的缺陷，同时以TOPSIS决策方法的原理为出发点，结合灰色关联分析对其不足进行了改进，将优化后的决策模型应用于国防工程目标伪装决策以解决多伪装方案的排序优选问题。

关键词：洞库工程伪装；决策模型；TOPSIS模型；灰色关联分析

随着现代战场高技术侦察装备的不断更新换代，大范围、宽频段、高精度的侦察使战场更具透明化[1]。同时，可用于洞库工程伪装的技术方法也多种多样，包括植物伪装、遮障伪装、迷彩伪装、示假伪装等[2]。但目前洞库工程伪装决策工作在具体实施时，多是凭借决策者的工作经验对决策指标进行评判，这就导致决策结果与实际情况不相符[3]。因此，在进行伪装方案决策时应当以伪装技术的应用效果作为筛选依据，切换不同侦察视角、时段和气候等外界影响因素，全面测试各类伪装技术手段的效果[4]。本研究针对某油料洞库口部的伪装实际，利用基于灰色关联分析的TOPSIS优化模型对各个伪装方案的综合伪装效果进行分析，实现了对伪装工程方案的优劣排序。

1TOPSIS决策模型优化

1.1TOPSIS决策模型

TOPSIS是一种逼近理想解最优排序法，该方法是以正、负理想解作为基准来评判各方案的优劣。在决策中，当各方案的决策指标值越接近正理想解，且越远离负理想解时，则该方案为最优方案[5]。

TOPSIS决策方法的依据是预选方案与理想解的距离[6]。求解伪装方案矩阵中各方案加权后的规范化矩阵，并根据效益型指标和成本型指标求出正理想解和负理想解，最后根据确定的相对贴近度指数判断方案的优劣排序。且相对贴近度指数值越接近于1，则方案越接近于正理想解。但是在使用TOPSIS决策方法时，若两个方案的相对贴近度指数相等或相近，则计算灵敏度就会大大降低，甚至会出现错误[4]。

1.2灰色关联分析法

为了解决这一不足，本文引入了灰色关联分析法，采用基于灰色关联分析的TOPSIS决策方法，以提高决策模型的准确性。灰色关联分析法的依据是将各伪装方案所对应的指标向量与正、负理想方案指标向量作对比分析。通过计算经过标准化处理的伪装方案矩阵，得到关联系数矩阵，并计算关联度。关联度越大则方案越具优势性，越小则相反[7]。

1.3基于灰色关联分析的TOPSIS决策模型

灰色关联度分析法可以在决策中很好地反映个别决策指标给备选方案与理想方案带来的影响，弥补TOPSIS在方案排序中的不足。本文构建了基于灰色关联分析的TOPSIS决策模型，以期对国防工程伪装进行更加科学合理的优化决策。具体步骤如下：

其中α,β是决策者的偏好程度，一般取值α=β=0.5。

2某油库口部工程伪装方案决策

我军油料仓是潜在敌对势力侦察和打击的重点目标。针对某油料洞库口部实际，提出六种伪装方案，运用优化后的TOPSIS决策模型对伪装方案进行综合评价排序。

2.1洞库工程项目及伪装方案介绍

库区所处环境如图1所示，属小口式洞库类型。山坡生长植物以灌木和杂草为主，夏季植被生长较为茂密，秋冬季以枯草和裸露土壤为主，背景呈现斑驳特点。空中观测有明显的植被破坏和人工雕琢特点，形成了不同程度的暴露征候。

图1　某油库口部

根据洞库工程具体情况，按照伪装技术要求，分别采取相应的伪装技术手段和伪装技术手段之间搭配使用，设计某油料洞库口部工程伪装方案，具体如图2所示。

方案1，采用植物伪装技术对油库口部实施绿化伪装，使用植物伪装技术伪装接近道路，移植草皮快速形成伪装效果，口部周边移植与当地长势、品种相一致的树木，利用树林与山体形成的天然遮蔽角隐蔽口部位置。

方案2，采用迷彩伪装技术，对口部劈坡和接近路面实施伪装处理。选取与背景斑点图案基本相似的颜色配置伪装涂料，实现有效融合，使目标成为背景斑点的延续部分。

方案3，采取植物伪装技术对口部接近道路进行绿化伪装，同时对洞库口部结构进行改造，恢复口部原有地形地貌特征，并进行植物绿化处理，利用伪装网在口部架设大面积伪装遮障，以达到良好的伪装效果。

方案4，配合使用迷彩伪装技术和遮障伪装技术，对洞库口部结构进行改造，恢复口部原有地形地貌特征，利用伪装网在口部架设大面积伪装遮障，口部接近道路路面选取与背景斑点图案基本相似的颜色配置伪装涂料，尽可能消除颜色差别。

图2　某油库口部伪装方案

方案5，利用仿造技术模拟口部地形地貌，配合使用植物伪装技术，对口部环境进行人工改造，仿造山体形状和走势修筑支撑骨架，表面铺设土壤种植植物生成伪装效果，并定期实施养护。口部接近道路路面，使用植物伪装技术进行植物绿化处理，使工程口部消隐于环境之中。

方案6，结合使用仿造技术与迷彩伪装技术，对口部结构进行改造，仿造山体形状和走势修筑支撑骨架，表面铺设土壤种植植物生成伪装效果，并定期实施养护。口部接近道路路面，合理选用迷彩涂料进行迷彩伪装喷涂处理。

2.2决策模型方案优选

针对某后方油料洞库的6种伪装方案，采用改进的基于灰色关联分析的TOPSIS方法进行分析得出优劣排序。具体计算决策过程如下：

根据工程实例基本情况和仿真决策指标数值，构建伪装方案决策矩阵A

整理得到正理想解x+和负理想解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}

按照相对贴近度大小进行排序，结果为：方案5>方案1>方案3>方案6>方案4>方案2，其中最优方案为：方案5。

2.3最优伪装方案的验证及评价

为了验证方法的正确性，同时进行了运用传统TOPSIS和灰色关联法的伪装方案优劣效果排序，具体结果如下：

按照传统TOPSIS法进行伪装方案决策，计算贴近度为

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

按照灰色关联分析法进行伪装方案决策，计算贴近度为

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

3种方法的排序结果对比如表1所示，分析对比传统TOPSIS法、灰色关联分析法和改进的基于灰色关联分析的TOPSIS方法的排序结果可以看出，基于灰色关联分析的TOPSIS法的排序结果与另外两种方法的排序结果基本一致，3种决策方法的比对结果都是方案5伪装效果为最优，方案2为最差。

同时，根据传统TOPSIS决策方法和改进后的TOPSIS决策方法的排序结果比较可以看出，在传统TOPSIS决策方法中，方案3与方案6的相对贴近指数为0.424和0.465。由于两个方案相对贴近指数相差不大，导致该种决策方法的灵敏度不足，出现决策结果准确度降低的问题。从宏观角度看，两种决策方法的优劣排序结果基本一致，但基于灰色关联分析的TOPSIS决策方法不仅能够优选出最佳伪装方案，而且还能提高对备选方案决策结果的辨别能力，从而更加精确的区分出方案3和方案6的优劣次序。

表1　6种伪装方案优劣排序

3结论

通过分析对比可以看出基于灰色关联分析TOPSIS法不仅能够选出最优方案，而且能够根据综合关联度的大小进行优劣排序，决策准确性有了显著提升，通过对具有相似贴近度的两种伪装方案进行排序，从而提升了伪装决策方法的科学性。改进的基于灰色关联分析的TOPSIS决策方法能够在贫信息环境下对不同方案进行排序，对备选方案排序情况以及与理想方案之间的区别做出很好的说明。通过实证分析，得到某油料洞库口部六种伪装方案中，方案5排序处于第一位，为最优解。即利用山体仿造技术与植物伪装技术相结合的伪装方案效果最优。

参考文献：

[1]张维波,李彦彬.防空武器阵地反侦察伪装防护[J].四川兵工学报,2011,32(7):134-136.

[2]郭益民,张卫平,吴振武.国防工程伪装技术[M].南京：解放军理工大学野战工程学院,2013.

[3]周要武,谷泽润.洞库工程隐蔽伪装方法探讨[J].海军工程技术,2009(4):50-51.

[4]陈都,潘玉龙,安瑞楠.TOPSIS理论在国防工程伪装决策中的应用研究[J].中国储运,2015(1):164-166.

[5]HWANG C L,YOON K S.Multiple Attribute Decision Making[M].Berlin:Springer Verlag,1981:29-56.

[6]TADIC D,GUMUS A T,ARSOVSKI S.An Evaluation of Quality Goals by Using Fuzzy AHP and Fuzzy TOPSIS Methodology[J].Journal of Intelligent and Fuzzy Systems,2013,25(3):547-556.

[7]邓聚龙.灰预测与灰决策[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

(责任编辑杨继森)

本文引用格式：陈都,谭可可,安瑞楠,等.TOPSIS伪装决策方法在洞库工程中的应用研究[J].兵器装备工程学报，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:【后勤保障与装备管理】10.11809/scbgxb2016.05.019

收稿日期：2015-12-20；修回日期：2016-01-10

基金项目：军队科研项目(AY208C014；CY111L031；DY112J004)

作者简介：陈都(1987—)，男，博士研究生，主要从事后方洞库工程伪装方法及效能评估研究。

中图分类号：E951.4

文献标识码：A

文章编号：2096-2304(2016)05-0077-04