面向典型武器系统的作战能力评估研究

２０１１年１２月

第２２卷第６期装备指挥技术学院学报

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｃｅｍｂｅｒ　２０１１

Ｖｏｌ．２２　Ｎｏ．６

　收稿日期　２０１１－０３－

０７　作者简介　王巧珍，女，硕士研究生．主要研究方向：电子信息装备体系优化与评估．ｌｉａｏｄｅｔｉａｎｔａｎｇ

＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ．杨凡德，男，副教授，硕士生导师．

面向典型武器系统的作战能力评估研究

王巧珍１，　杨凡德

２

（１．装备指挥技术学院研究生管理大队，北京１０１４１６；　２．装备指挥技术学院重点实验室，

北京１０１４１６） 摘 要　在分析国外某典型激光武器系统特性的基础上，

建立了其作战能力评估指标体系。利用最优传递矩阵对网络层次分析法（ａｎａｌｙｔｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ＡＮＰ）

存在的缺陷进行了改进，将该方法应用到该武器系统作战能力评估过程中，验证了该方法的有效性和指标体系的合理性。

关　键　词　作战能力；改进的网络层次分析法；评估中图分类号　ＴＮ　９７５文章编号　１６７３－０１２７（２０１１）０６－０１２５－

０４文献标志码　Ａ　

ＤＯＩ　１０．３７８３／ｊ

．ｉｓｓｎ．１６７３－０１２７．２０１１．０６．０２８Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｍｂａｔ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　

Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｔｙｐｉｃａｌ　ＷｅａｐｏｎＷＮＡＧ　Ｑｉａｏｚｈｅｎ１，　ＹＡＮＧ　

Ｆａｎｄｅ２

（１．Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１０１４１６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂ，ｔｈｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１０１４１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ａ　ｔｙｐｉｃａｌ　ｌａｓｅｒ　ｗｅａｐｏｎｓ　ｏｖｅｒｓｅａｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｅｓｔａｂ－ｌｉｓｈｅｓ　ａ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　

ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｔｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＮＰ），ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｍａｔｒｉｘ　ｉｓ　ｉｎｔｒｕｄｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＡＮＰ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏｔｈｅ　ｃｏｍｂａｔ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｗｅａｐｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｅｓ　ｖａｌｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｒａ－ｔｉｏｎａｌｉｔｙ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｄｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｃｏｍｂａｔ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ；ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＡＮＰ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ２

０１０年７月１９日，美国海军在海上利用激光武器系统成功击落４架无人机，几个月后，其又利用新型高精度天基激光武器系统在数秒时间内击毁巡航导弹。近２０年来，军事强国投入了大量人力、物力和财力研究激光武器系统，取得了大量研究成果。运用合适的方法对国外激光武器系统作战能力进行评估，

可找出影响其作战效能发挥的关键因素，从而找出关键威胁，有利于我国采取有效的防预措施。

武器系统是一个复杂系统，其作战能力的评估存在大量关系复杂的不确定因素，这些都给评估带来困难。目前用于复杂系统作战能力评估的

方法众多，通过对比分析，同时结合国外典型激光武器系统的特性，本文将采用网络层次分析法

（ＡＮＰ）［１］

实现其作战能力的评估。但ＡＮＰ在应用过程中，判断矩阵不一致性问题仍然存在，因

此，本文引入最优传递矩阵对其进行改进。

１　美国典型激光武器系统特性分析

美国某典型激光武器系统主要由指挥控制分系统、武器平台及支持分系统、高能激光发生器分系统、精密跟踪瞄准分系统与光束控制发射分系统（自适应光学分系统）等组成。其作战原理如下：首先由远程预警雷达捕获威胁目标，并将威胁

目标信息数据传送给指挥控制分系统，指挥控制分系统通过目标分配与坐标变换，

引导精密跟踪瞄准分系统捕获并锁定目标，精密跟踪瞄准分系统再引导光束控制发射分系统使发射望远镜对准目标。当目标处于适当位置时，

指挥控制分系统发出攻击命令，启动激光器，激光器发出光束，经光束控制发射分系统射向威胁目标，对威胁目标进行破坏。典型激光武器系统的构成和基本原理

如图１所示，图中虚线部分为典型的激光武器［

２］

。图１　激光武器系统工作原理

激光武器系统是一个复杂系统，

一般系统的理论和方法在解决其作战能力评估方面仍存在问题，需要从复杂系统理论的角度出发，对比分析各种理论和方法，

寻找适用于激光武器系统作战能力评估的思路和方法。作为新概念武器和未来国家战略型武器，在对激光武器系统作战能力进行评估时就存在特殊性：

１

）评估的影响因素众多，而且各因素之间关系复杂。按照作战能力指标→单项能力指标→性能指标→尺度参数指标的原则，自顶向下分析、自底向上反馈的方法建立的层次型指标体系中，各层次间及同层指标间仍会存在依赖和反馈关系。这就给评估带来了困难，需选择合适的方法才能实现有效地评估。

２

）被研究对象是“贫信息”不确定性系统，定量指标少而定性指标多。在选择定性指标量化的过程中需寻找简便灵活但准确性高的方法。

２　改进后的ＡＮＰ法评估过程介绍

ＡＮＰ是在广泛吸收决策科学领域研究成果及层次分析法（ａｎａｌｙｔｉｃ　ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　ｐ

ｒｏｃｅｓｓ，ＡＨＰ）

［３］

基础上提出的，该方法的创立，弥补了ＡＨＰ的不足，

有效地解决了评价中各个指标因素之间相互依存的关系及各层次之间的相互反馈关系，使其成为当前更有效且实用的决策方法之一。

然而，利用ＡＮＰ构造的判断矩阵仍存在一

致性检验的问题，若判断矩阵不一致，则需对其进行调整直到满意为止。但调整往往依据主观估计进行，有很大的盲目性，尤其在元素较多时，在很大程度上不能保证调整后的矩阵就是一致的。为

了增强一致性水平，本文引入最优传递矩阵［４］

对

初次得到的判断矩阵进行处理，改进后的ＡＮＰ评估的过程如图２所示

。

图２　系统作战能力评估过程

下面介绍最优传递矩阵的算法原理。在评估实现过程中，

判断矩阵的确立使用专家打分法，即专家组（Ｓ＝（Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｒ），ｒ＞１）对相关定性指标进行分析，利用１～９标度法构造相应的判断矩

阵Ａ（ｋ）

，ｋ＝１，２，…，ｒ。可知Ａ（ｋ）是互反矩阵。令

矩阵Ｂ（ｋ）＝ｂ（ｋ）ｉｊ＝ｌｇ　Ａ（ｋ）＝ｌｇ　ａ（ｋ）

ｉｊ（

ｉ，ｊ＝１，２，…，ｍ），若以σｉｊ表示专家评价的总体标准差，

则有σｉｊ＝１ｒ－１∑ｒ

ｋ＝１

ｂ（ｋ）ｉｊ－１ｒ∑ｒ

ｋ＝１ｂ（ｋ）

ｉ［

］

ｊ槡

２

当σｉｊ均小于１时，

可认为专家组的意见较为统一；否则，筛选出意见分歧较大的专家要求其重新判断或将其结果忽略，直到达到要求为止。若专家意见统一，此时用专家判断值的算术平均值

作为群组判断结果。由于Ｂ（ｋ）

的平均值矩阵为

Ｂ＝１ｒ∑ｒ

ｋ＝１

ｂ（ｋ）

ｉｊ

但Ｂ不一定满足一致性，所以需通过最优传递矩

阵算法得出Ａ（Ａ（ｋ）的平均矩阵）

的拟优传递矩阵Ａ＊＝１０

Ｃ

其中：Ｃ＝１ｍ∑ｍ

ｌ＝１

（ｂｉｌ－ｂｊ

ｌ）。经处理后的Ａ＊即为构造初始超矩阵的基础。

６

２１装备指挥技术学院学报 ２０１１年