基于多级模糊综合模型的通信保障方案评估

    唐锐+吴延林

    

    

    

    摘要：为评估作战通信保障方案的优劣，提高作战通信保障效能，建立了完善的方案评估指标体系，并采用多级模糊综合模型对某作战通信保障方案进行了评估。评估结果表明，该指标体系和评估方法能够快速直观地反映通信保障方案的优劣。

    关键词：多级模糊综合；通信保障方案；指标体系；评估

    通信保障方案评估是运用决策理论对作战通信保障方案进行分析、评估和比较，从而确定方案的优劣，是提高通信保障效能的有效途径。模糊综合模型对多指标、多层次的复杂系统评估效果较好，能够较好地对通信保障方案评估中不确定性指标参数进行综合评估，其评估结果是定量与定性评估的结合，可为通信指挥机关验证方案可行性、预测通信保障效果、有效规避风险提供科学的评估论证依据和指导。

    1 通信保障方案评估指标体系

    通信保障方案评估指标体系，是对方案所涉及的相关要素进行的数值化表示，是评估方案优劣的准则或标准。主要依据通信兵作战原则、上级通信指示要求和本级通信保障任务确立，是一个复杂的梳理分类、提取分析过程，可从通信保障方案的符合度、科学性、可靠性、灵活性和通信保障程度、通信保障效率等方面对其进行评估。在此，我们构建了基于多级模糊综合评估的多目标、多层次、多要素评估指标体系，如图1所示。

    2 通信保障方案多级模糊综合评估模型

    在建立通信保障方案评估指标体系的基础上，通信保障方案多级模糊综合评估模型还包括确定评估指标集、确定评估语义集、确定评估指标权重集、建立模糊综合评估矩阵、模糊综合评估和评估结果处理等6项内容。

    2.1 确定评估指标集

    评估指标集，即被评对象的评估因素集，根据图l所示的通信保障方案评估指标体系，确定其三级评估指标集为：

    U={U1，U2，…，Un} （1）

    式中：

    Ui={Ui1，Ui2，…，Uin/sub>}{i=1，2，3，…，n） （2）

    2.2 确定评估语义集

    评估语义，是对通信保障方案具体某一评价指标参数进行评估时其评估结果可能出现的等级，由专家定性或定量评定给出，评估语义集为所有评估语义等级所构成的集合。评估语义集的等级可表述为：

    V={V1，V2，…，VK} （3）

    式中，k为评估语义集等级数。

    2.3 确定评估指标权重集

    评估指标权重集，反映各个评估指标参数在通信保障方案评估过程中所占的作用比重，其数值直接关系到方案评估的结果。可采用专家评估和层次分析相结合的方法确定评估指标标度，得出评估指标权重集。标度方法如表1所示。

    若两层指标参数有支配关系，则构造的判断矩阵如表2所示。

    其中，表示指标参数相对于指标参数的重要性程度的数值，其值为1，2，3，…，9及相应的倒数。并进行一致性验证，由判断矩阵的最大特征值和特征向量进行一致性验证（C·R<0.1）。

    2.4 建立模糊综合评估矩阵

    由于通信保障方案评估指标参数多为不确定性指标，具有较强的不确定性和模糊性，这里采用专家定性评分的方法来确定各评估指标参数对评估语义集的隶属度。其方法具体为：在已知评估指标集和评估语义集的基础上，假设有n位专家对各个评估指标参数进行评估打分，若对指标参数有m位专家评估打分为，则模糊综合隶属度为：

    Rij=m/n （4）

    所有Rij值的集合即为模糊综合评判矩阵Ri。由模糊映射原理，可以推导出模糊综合评判矩阵Ri：

    2.5 模糊综合评估

    （1）一级模糊综合评估计算。假设中个评估指标参数权重：

    Ai={ai1，ai2，…，aik} （6）

    可得到：

    Bi={bi1，bi2，…，bik}Ai·Ri} （7）

    （2）二级模糊综合评估计算

    由于U={U1，U2，…，Ui}，指标集Ui的单指标评估为Bi，可以建立综合评估模糊映射，得到综合模糊关系矩阵为：

    若U={U1，U2，…，Ui}的指标权重为Ai={ai1，ai2，…，aik}，可

    （3）按照最大隶属度原则，根据所求得的B，取，即可得B=max（b1，b2，…，bj）到最终评估结论。

    2.6 评估结果处理

    为充分利用评估过程信息，便于评估结论比较，需对评估结果运用模糊综合向量单值化法作进一步处理。首先对模糊综合评估语义集的等级进行赋值，即在V={V1，V2，…，VK）中，为VK赋值为：

    最后，得到通信保障方案的多级模糊综合评估结果为：

    C=B·GT （11）

    

    3 通信保障方案多级模糊综合评估

    采用多级模糊综合评估法，对某通信保障方案作出评估的方法、步骤、结论如下。

    3.1 确定评估指标集

    由图l给出的通信保障方案评估指标体系和公式（1）、（2），确定通信保障方案评估的多级模糊综合评估各级指标集为：

    3.2 确定评估语义集

    常用的评估语义集通常采用3、4、5、7级，考虑到评估结果的准确度和评估过程的操作性，在此，指定通信保障方案评估评估采用优、一般、差、劣4级评估语义集，根据公式（3），则有：

    V={V1，V2，V3，V4}

    ={优，良，一般，劣} （13）

    3.3 确定评估指标权重

    根据通信保障方案各级评估指标参数的两两比较，以一级模糊综合评估指标为例，其判断矩阵为：

    由公式（14）计算得出特征向量最大值和一级评估权重，λmax=6.8969、A=（0.1790，0.1414，0.2591，0.1774，0.1102，0.1329），利用一致性指标检验此矩阵合理性，CI=（λ-n）/（n-1）=0.1794，通过计算得出RI=1.93，一致性指数CR=CI/RI=0.093<0.10，满足评估要求。运用同样算法，可得到其他评估指标的权重。

    3.4 建立模糊综合评估矩阵

    对该方案，有10位专家进行评估打分，统计结果如表3所示。

    由表3构建通信保障方案评估的模糊综合评估矩阵分别为：

    3.5 模糊综合评估

    3.5.1 一级模糊综合评估计算

    通过计算软件，可得出通信保障方案评估的方案符合度、方案科学性、方案可靠性、方案灵活性、通信保障程度和通信保障效率的评价分别为：

    3.5.2 二级模糊综合计算

    由公式（21）可得到通信保障方案评估的判断矩阵为：

    R-（B1，B2，B3，B4，B5，B6）T （22）

    得到通信保障方案评估为：

    3.6 评估结果处理

    由最大隶属原则，通信保障方案评估结果为B-maxB-0.3768，为V2，对照语义集式（13），即该通信保障方案评估结论为“良”。