基于模糊评判的补给舰导弹补给能力评估方法

刘 江,孙学锋,胥 艳

(1.海军航空工程学院，山东 烟台 264001； 2.中国人民解放军91208部队，山东 青岛 266000)

【装备理论与装备技术】

基于模糊评判的补给舰导弹补给能力评估方法

刘 江1,孙学锋1,胥 艳2

(1.海军航空工程学院，山东 烟台 264001； 2.中国人民解放军91208部队，山东 青岛 266000)

采用模糊综合评判的方法，建立了综合补给舰导弹海上补给能力评估指标体系，以我海军某型综合补给舰为例进行评估分析，该型综合补给舰导弹海上补给能力评估结果与实际情况接近，给出的评估方法具有较强的可操作性。

模糊评判；补给舰；导弹补给；评估

导弹海上补给是海上装备保障的重要环节，作战舰艇在海上与敌激烈交锋后，能否及时得到导弹补给将不仅影响整个编队的作战行动，更会对海上作战的进程和结局产生巨大的影响[1]。随着我海军作战范围的不断延伸，导弹海上补给能力作为海上舰艇兵力持续作战能力和远海作战能力的关键越来越受到关注。在海军综合作战能力建设中，导弹海上补给能力是一个制约全局的“瓶颈”。没有强大的导弹海上补给能力，就不可能拥有强大的海军综合作战能力。而补给舰作为伴随海上舰艇兵力航行，并为作战舰艇适时补给导弹的重要海上装备保障力量，其导弹补给能力的强弱在一定程度上决定了作战舰艇海上作战范围的大小。因此，怎样合理评估补给舰导弹补给能力，选择什么样的评估方法，得出科学合理的结论，对于满足舰艇兵力执行远海作战任务的保障需求，制定周密可行的导弹海上补给方案，做好海上装备保障工作就显得至关重要。

模糊综合评判法是一种应用非常广泛和模糊数学有关的方法和理论，通过建立隶属度函数，考虑不可量化因素的影响，对问题进行综合分析和评判[2]。因此，采用模糊综合评判的方法对补给舰导弹补给能力进行评估不仅可以增加评判的准确性，还可以避免采用主因素突出型算法指标过多导致指标权重“淹没”模糊矩阵中的信息。

1 模糊综合评判法

1.1 模糊综合评判法的原理

20世纪60年代，美国自动控制论专家、加利福尼亚大学L.A.Zadeh教授[3]创立了模糊集理论，比较好地解决了不可量化和不精确概念的表达和处理。模糊综合评判法的基本思想是建立隶属度函数，应用模糊关系合成原理，从多个因素对被评估对象的隶属等级状况进行综合评估。

模糊综合评判法通过借助模糊数学的一些概念，对实际的综合评判问题提供一些评判。其基本原理是：首先确定被评判对象的因素(指标)集和评判(等级)集；再分别确定各个因素的权重及它们的隶属定向度，获得模糊评判矩阵；最后把模糊评判矩阵与因素的权向量进行模糊运算并进行归一化，得到模糊评判综合结果。[4]模糊综合评判法是一种解决概念划分上不确定现象的描述方法，其处理过程更接近于人类大脑解决实际问题的思维过程，能较好地反映客观效果，具有较高的实际应用价值。

1.2 模糊综合评判法的计算步骤[5-6]

1.2.1 确定评判对象、评判因素和评判等级

评判对象通常为待评判的能力或方案的集合。评判时所取的因素集是影响评判对象的各个因素所组成的集合，可表示为U={u1,u2,…,un}，其中ui(i=1,2,…,n)是影响因素。

对评判因素分级的评语的集合。m个评语的集合：V={v1,v2,…,vm}。

1.2.2 确定评判因素的权重，构建模糊关系矩阵

用rij表示第i个因素对第j种评语的隶属度，则因素域与评语域之间的模糊关系可用评判矩阵：

表示。其中0≤rij<1,i=1,2,…,n;j=1,2,…,m。

1.2.3 进行模糊评判计算，作出决策

引入V上的一个模糊子集B，称模糊评判，又称决策集，即B=(b1,b2,…,bn)。一般令B=A×R，B即为评判者综合各个因素后对被评判对象作出的最终评判，即模糊综合评判。模糊综合评判的数学模型为：

根据模糊综合评判方法，其建立综合评价模型的工作程序一般为：首先评判因素体系的选择与确定；其次是各评判因素权重的确定；第三是各评判因素隶属度的确定；最后是综合评判模型的建立与应用。

2 补给舰导弹补给能力评估

2.1 补给舰导弹补给能力评估指标体系的建立

补给舰导弹补给能力的一级指标是由导弹吊装能力、自身机动能力、信息管理能力和防御生存能力四个要素构成的。它们既相互独立又相互联系，相互独立表现为各要素分别从不同的侧面反映补给舰导弹补给能力的高低，相互联系表现为各要素缺一不可地共同构成补给导弹补给能力的评估体系[7]。

2.1.1 导弹吊装能力

导弹吊装能力是指补给舰与接收舰之间使用导弹专用补给装备顺利完成导弹补充的能力，能力的大小主要体现在：向接收舰吊装导弹时是否满足安全可靠的保障要求，也就是补给的安全性；在单位时间内能够对接收舰完成导弹的补给量，也就是补给的时效性。

2.1.2 自身机动能力

自身机动能力是指补给舰适应接收舰进行海上作战需要而与之配合航行的能力。首先补给舰在海上活动的距离能够到达多远，活动的范围有多大，这取决于补给舰的续航能力；其次补给舰在海上航行的速度有多快，这取决于补给舰的航速；最后补给舰实施舰舰导弹海上补给时对气象条件的适应程度如何，这取决于补给舰实施舰舰导弹海上补给适应海况的能力。

2.1.3 补给辅助能力

补给辅助能力是指为保证补给舰向接收舰顺利实施导弹海上补给而采用的一些辅助手段的能力，其大小主要表现在两个方面：一是指挥自动化手段在补给舰补给导弹方面的应用情况，即导弹海上补给指挥的自动化程度；二是导弹海上补给实施过程中，视频、摄像等辅助方式在准确估算补给舰吊臂运行轨迹以及防止导弹箱体擦碰两舰上层建筑方面的应用情况，即导弹海上补给的可视化程度。

2.1.4 防御生存能力

防御生存能力是战时在敌情威胁条件下实施海上补给过程中，补给舰抵御敌方袭扰的能力。现代战争中对补给舰的主要威胁来自空中和水下，因此补给舰防御生存能力主要体现在对空防御能力和对潜防御能力[8]。

根据以上分析，建立补给舰导弹补给能力评估体系，如图1所示。

图1 补给舰导弹海上补给能力评估体系

2.2 建立模糊综合评判数学模型

2.2.1 确定评判对象、评判因素和评判等级

评判对象为补给舰导弹补给能力。

评判因素所组成的集合可表示为U={U1,U2,U3,U4}，其中U1,U2,U3,U4分别代表补给舰的导弹吊装能力、自身机动能力、信息管理能力和防御生存能力。

其中，

其中，u11,u12分别代表补给满足度和补给时效性；u21,u22,u23分别代表补给舰续航力、航速以及适应海况能力；u31,u32分别代表补给舰指挥自动化程度和补给可视化程度；u41,u42分别代表补给舰对空防御能力和对潜防御能力。

理论上评语的等级分得越细，评判结果越精确，但实际过程会过于繁琐，有时等级划分太多反而使评判对象无法入手，结果不一定理想，所以评语等级要选择恰当。对评判因素分级的评语的集合为：V1={v1,v2,v3}，其中v1,v2,v3分别代表评判等级高、中、低。

2.2.2 确定评判因素的权重，构建模糊关系矩阵[9]

用rij表示第i个因素对第j种评语的隶属度，则因素域与评语域之间的模糊关系可用评判矩阵

表示。其中0≤rij<1,i=1,2,…,n;j=1,2,…,m。

2.2.3 进行模糊评判计算，作出决策

引入V上的一个模糊子集B，称模糊评判，又称决策集，即B=(b1,b2,b3)。一般令B=A×R，即为评判者综合各个因素后对被评判对象作出的最终评判，即模糊综合评判。模糊综合评判的数学模型为[10]：

3 实例分析

现以我海军某型综合补给舰为例，通过专家咨询和模糊评判，确定该综合补给舰导弹补给能力构成要素的权重值。根据导弹补给能力评估模型，计算各指标的隶属度，得到评判该舰导弹补给能力的总的模糊评语。

3.1 确定各评判指标的权重及评判值结果

首先通过对同一级评估指标体系内的因素进行比较，结合专家的判断，确定综合补给舰导弹补给能力评判要素的权重，指标权重的确定直接影响评判结果的准确度，因此，权重的取值必须具有可靠性和权威性，见表1。

表1 某型综合补给舰导弹补给能力评判要素权重

然后运用模糊统计法，让参加评判的各位专家填写评估调查表，结合专家的意见，依次统计各评判因素等级的频数，计算各指标的隶属度，得到模糊评判结果，如表2～表5所示。

表2 某型综合补给舰导弹吊装能力评判表

表3 某型综合补给舰自身机动能力评判表

表4 某型综合补给舰补给辅助能力评判表

表5 某型综合补给舰防御生存能力评判表

3.2 计算总的模糊评语

由表2可得：R1=(0.68,0.24,0.08)

由表3可得：R2=(0.635,0.32,0.045)

由表4可得：R3=(0.57,0.26,0.2)

由表5可得：R4=(0.325,0.55,0.125)

则因素域与评语域之间的模糊关系的评判矩阵：

最后，得出结论某型综合补给舰导弹补给能力各等级评估结果：高占60.25%，中占29.3%，低占10.45%。根据最大隶属原则，判断某型综合补给舰导弹补给能力为高。

4 结论

从评判结果来看，模糊综合评判方法对补给舰导弹海上补给能力的评估结果与实际情况接近，具有较强的科学性与可操作性。但是补给舰的实际导弹补给能力要与作战任务相结合，通过战场的检验才能真正体现出来。目前，我海军综合补给舰的导弹补给能力与外军相比还有较明显的差距，海上作战经验也非常欠缺，必须加快装备建设的脚步以及加强导弹海上补给训练的力度，为保障我海上作战兵力远海作战做好充足准备。

[1] 孙学锋,刘江.反舰导弹海上补给行动的组织与实施[J].海军航空工程学院学报,2016(2):53-55.

[2] 赵磊,李仁松,王勇.一种航母编队编成方案评估及优化方法[J].舰船电子工程,2008,28(4):44-46.

[3] 宋华文.装备指挥学[M].北京:国防工业出版社,2015.

[4] 杜栋,庞庆华,吴炎.现代综合评价方法与案例精选[M].北京:清华大学出版社,2015.

[5] 刘元丰,唐兴莉.基于模糊综合评判方法的船舶航行安全评价[J].重庆交通学院学报,2004,23(3):123-126.

[6] 杨纶标,高庆仪.模糊数学原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2005.

[7] 徐岩山,张良欣,杨军.网络层次分析法在舰船补给能力评估中的应用[J].舰船科学技术,2008,28(5):86-89.

[8] 温巍,徐海刚,陈志航.基于二级模糊评判的综合补给舰作战效能评估方法[J].舰船电子工程,2010(8):145-147.

[9] 曹阳,金凯,单鑫等.基于模糊理论的导弹系统性能群评价模型[J].战术导弹技术,2011,23(1):12-16.

[10]杨笑源，赵晓刚．应用改进层次分析法和模糊综合评判的油库静电灾害评估[J]．重庆理工大学学报(自然科学)，2015(2)：136-140．

[11]李阿楠，廖学军.模糊综合评判在武器装备作战试验中的应用[J].兵器装备工程学报，2016(5):15-17.

(责任编辑 周江川)

Assessment Methods for the Missile Supply Ability of Replenishment Ship Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation

LIU Jiang1, SUN Xue-feng1, XU Yan2

(1.Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China; 2.The No. 91208thTroop of PLA, Qingdao 266000, China)

Based on the method of fuzzy comprehensive evaluation, the evaluation index system of the supply capacity of the composite supply ship missile was established, and the evaluation results of the comprehensive supply ship of the Navy were taken as an example. The results of the assessment of the sea supply capacity of the integrated supply ship missile were obtained. The actual situation is close to the conclusion, and the given evaluation method has a strong ability.

fuzzy comprehensive evaluation; replenishment ship; missile supply; assessment

2016-12-22；

2017-02-10 基金项目：岛礁攻防作战编组问题研究项目(1610233)

刘江(1983—),男,硕士研究生,主要从事海军航空、导弹装备综合保障研究。

孙学锋(1963—),男，博士，教授，主要从事军事装备学研究。

10.11809/scbgxb2017.05.014

format:LIU Jiang, SUN Xue-feng, XU Yan.Assessment Methods for the Missile Supply Ability of Replenishment Ship Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(5):61-64.

E273.1

A

2096-2304(2017)05-0061-04

本文引用格式：刘江,孙学锋,胥艳.基于模糊评判的补给舰导弹补给能力评估方法[J].兵器装备工程学报，2017(5):61-64.