基于灰色聚类的多机种保障装备保障能力评估

胡涛，吕瑞强，刘章龙

（空军勤务学院，江苏徐州221000）

基于灰色聚类的多机种保障装备保障能力评估

胡涛，吕瑞强，刘章龙

（空军勤务学院，江苏徐州221000）

随着多机种作战成为空军作战的主要方式，对地面保障装备的保障能力提出了更高的要求，保障能力的好坏直接关系到作战任务的完成与否。通过对多机种保障任务进行分析，建立了多机种保障装备保障能力评估指标体系，采用层次分析法确定了各指标的权重，运用灰色聚类的评估方法对多机种保障装备的保障能力进行了评估，并结合实例，验证了该方法的有效性，为保障能力的提升提供了参考依据。

多机种，保障能力，灰色聚类，评估

0 引言

随着战争形态的变化，空军在战场中的作用越来越重要，并且未来空战不再是单一机种作战，将是多机种协同作战，多机种保障基地是未来飞行保障的主体［1］。多机种保障装备的保障能力直接影响飞机能否及时升空作战，是飞机战斗力生成的重要因素。以往对飞行保障能力的评估仅仅限于对单机种保障能力的评估，考虑的因素不足，已经不适合于现在的保障模式。因此，对多机种保障能力的评估显得更具意义。但是，由于保障能力的评估存在较多的不确定性因素，并且由于历史原因及部队保密的要求，可参考的数据较少且具有模糊性，在进行保障能力的评估过程中，往往难以对其进行准确评价，因此，需要选择一种合适的评估方法来提高评估的准确性。

灰色系统理论是研究“小样本”、“贫信息”的不确定系统，其灰色聚类评估模型在兼顾贫信息和样本区间的模糊性的基础上，将灰色系统尽可能地白化、量化、模型化，以期用较少的数据实现对样本的聚类，并进行评估。本文通过将该理论应用到多机种保障装备保障能力的评估中，对提高保障能力的评估准确性具有一定的使用价值［2］。

1 多机种保障装备保障能力评估指标体系的建立

多机种保障装备保障能力评估是形成多机种保障装备保障能力，实现多机种保障目标重要而有效的辅助决策手段。评估指标是衡量多机种保障装备保障能力总体目标的具体标志。本文结合保障能力的定义，在参考大量相关文献的基础上，将影响多机种保障装备保障能力的主要因素归纳为保障装备使用效能、保障装备维修保障能力和保障装备保障资源完备性［3-4］。通过基层部队的实地调研，收集整理大量的数据资料，经过征求专家意见，取舍合并，建立了多机种保障装备保障能力评价指标体系，如图1所示。

2 灰色聚类评估法

对于多机种保障装备保障能力的评估，可以采用灰色三角白化权函数聚类的方法进行评估，通过定性和定量的方法来确定指标体系和能力指标实现值的分类范围，并确定指标实现值得类别。但是，在聚类方法的选择方面存在变权聚类和定权聚类的区别，两种方法侧重点各有不同，由于保障能力的指标多，且各个指标的意义不同、量纲不同，指标实现值的数量悬殊很大，为了保证各个指标在聚类过程中都发挥作用，决定采取定权聚类的方法［5］。

根据以上的分析，对于保障装备的多机种保障能力灰色聚类评估，可以看成是n个不同的保障装备作为评估对象，m个评估指标，s个不同的灰类，根据对象i关于指标j的样本观测值xij。对相应的对象i进行评估、诊断的问题［6-7］。具体步骤：

①确定指标体系中各指标的权重。

②按照评估要求划分灰类，选取阈值。

设按照评估要求将各指标的取值范围划分为s个灰类，例如将j指标的取值范围［α1，αs+1］划分为［α1，α2］，…，［αk-1，αk］，…，［αs-1，αs］，［αs，αs+1］，其中：阈值αk（k=1，2，…，s）的值可根据实际问题的要求或定性研究结果确定。

③建立三角白化权函数。

图2 三角白化权函数图

④整理各对象指标实现值，分别计算其属于各灰类的白化权函数值。

对于j指标的一个实现值x，由

⑤计算综合聚类系数，分析结果，作出合理判断。计算对象i（i=1，2，…，n）关于灰类k（k=1，2，…，s）的综合聚类系数为

3 实例分析

3.1 确定权重

表1 多机种保障装备保障能力指标元素重要性简易表

计算指标元素的组合权重可以采用专家打分法［8］。根据表1得到一级指标判断矩阵。

将判断矩阵的各个列向量先归一化，再按行求和取平均，即得A对于目标的组合权重WA=（0.631，0.211，0.158）。

将得到的组合权重进行一致性验证，定义一致性指标CI为

本实例中，n=3，RI=0.52，根据随机性一致性比值公式可以计算得到CR=0.026 9＜0.1，比较矩阵具有令人满意的一致性。

表2 平均随机一致性指标

同理，得到二级指标判断矩阵

各指标权重为：

3.2 聚类评估

在这里应用Delphi法，按照评估要求将各指标划分为“差”、“一般”、“良好”、“优秀”4个灰类。根据资料和保障经验列出了各指标的阈值、延拓值；并且通过对多机种保障基地的实地调研，查阅大量资料，并结合相关专家意见，整理出各型装备指标的实现值，见下页表3。根据表3给出的分类指标灰类，把各指标的实现值代入三角白化权函数计算，计算出各指标相对4个灰类的隶属度，加权计算后，经过综合聚类系数计算，最终可以得到各型保障装备保障能力关于灰类k（k=1，2，3，4）的综合聚类系数［10］。

根据表3，分别建立各类指标灰类的三角白化权函数，将各指标的实现值代入对应的“差”、“一般”、“良好”、“优秀”灰白化权函数即隶属度计算公式，从而得到分类指标灰类的白化权函数值，如表4所示。

根据表4，结合综合聚系数计算公式，得到多机种保障装备的各项能力和综合保障能力关于灰类k（k=1，2，3，4）的聚类系数δk，如表5所示。

3.3 结果分析

从二级指标来看，人力资源、保障资源已经属于“优秀”类，因此，影响保障装备多机种保障能力的主要因素有X1、X2、X3、X5、X6、X7、X8、X10，提高保障能力可以从这几个方面入手。

表3 各指标灰类、阀值、延拓值及实现值

表4 分类指标灰类白化权函数值

表5 多机种保障装备保障能力聚类系数δk

4 结论

多机种作战已经成为空军作战的主要样式，其保障能力的好坏直接关系到战斗力的生成。本文运用灰色聚类分析法对多机种保障装备的保障能力进行评估，给出了评估的一般步骤，通过具体的实例分析，分析了提高保障能力的着手点，为多机种保障装备的改进和发展提供了参考依据。

［1］吕瑞强，朱焕勤.多机种保障装备保障模型研究［M］.徐州：蓝天出版社，2012.

［2］刘思峰，谢乃明.灰色系统理论及其应用［M］.北京：科学出版社，2013.

［3］张雷，张兵，李广强.装备效能评估中一种组合赋权方法研究［J］.空军雷达学院学报，2011，15（4）：280-286.

［4］万鹏，屈洋.指挥信息系统防御效能灰色聚类评估［J］.现代防御技术，2012，40（5）：111-115.

［5］马亚龙，邵秋峰，孙明，等.评估理论和方法及其军事应用［M］.北京：国防工业出版社，2013.

［6］王化中，强凤娇，贺宝成.基于改进的中心点三角白化权函数灰评估新方法［J］.统计与决策，2014，30（8）：69-72.

［7］韩国生，谭良才，需长江.基于灰色聚类的防空旅战斗保障体系效能评估［J］.兵工自动化，2015，34（4）：60-63.

［8］唐政，孙超，刘宗伟，等.基于灰色层次分析法的水声对抗系统效能评估［J］.兵工学报，2012，34（4）：432-436.

［9］谭跃进，陈英武，易进先.系统工程原理［M］.长沙：国防科技大学出版社，1999.

［10］蔡艳军.灰色层次分析法战术通信网抗干扰效能评估［J］.火力与指挥控制，2012，37（6）：106-108.

［11］张辉，陈庚绪.基于改进灰色聚类的钻头优选新方法及其应用［J］.石油机械，2013，41（2）：20-27.

Multi Aircraft Security Equipment Support Capability Evaluation Based on Grey Clustering

HU Tao，LYU Rui-qiang，LIU Zhang-long
（Air Force Logistics College，Xuzhou 221000，China）

As aircraft operations become the Air Force combat the main style，on the ground support equipment support ability put forward higher requirements，the protection ability of the direct relationship to the completion of the mission or not.Based on the multiple aircraft security task analysis，to establish the evaluation index system of aircraft equipment support capability security. Using analytic hierarchy process to determine the weight of the index，application of gray clustering evaluation method is used to evaluate aircraft support equipment support ability.With an example，the validity of the method is verified，which provides a reference for the improvement of the security capability.

multiple aircraft，safeguard ability，grey clustering，estimation

TP391.9

A

1002-0640（2016）12-0101-04

2015-10-05

2015-12-26

胡涛（1991-），男，四川彭山人，硕士研究生。研究方向：航空保障技术与信息化。