基于權系數法的防空兵通信系統設計方案優選*

劉順利 劉君亮 賈 姝

(防空兵指揮學院 鄭州 450052)

基于權系數法的防空兵通信系統設計方案優選*

劉順利 劉君亮 賈 姝

(防空兵指揮學院 鄭州 450052)

防空兵通信系統是防空兵作戰指揮的神經網絡,是防空兵各作戰系統之間信息鏈接的紐帶和橋梁。通信系統設計方案的優劣,主要是通信系統的性能指標以及實現的可能性兩大因素決定的。然而,性能好的方案實現卻很困難;反之,實現可能性大的方案性能又無法滿足要求。基于權系數法的方案優選問題,旨在通過定量的綜合分析,尋求既滿足于系統需求又具有可實現價值的最佳方案。

權系數法;通信系統;設計方案;優選

Class NumberTN914

1 基于權系數的評估模型的建立

1.1 權系數的概率分布

其中,xi=1表示決策目標重要,xi=-1表示決策目標不重要。

正態分布曲線的橫坐標為決策目標的重要性(即權系數大小),縱坐標為決策目標的多少。若把縱坐標分為刻度為 α,2α,3α,…的間隔,分別對應目標權系數的大小。就右半平面說,1α在橫軸上對應的權系數最大,排隊等級為一,2α次之,排第二,3α排第三。左半平面正好相反。

為了使權系數具有統一的單調性且為正值。可把左半平面曲線過A且平行于橫軸的直線為軸對稱變換,再把縱軸變換左移3σ(近似認為正態分布的區間在 ±3σ內),得到我們的目的是根據目標排列等級求目標的權系數,為了目標權函數的計算方便,需要將縱坐標轉化為函數,橫坐標轉換為自變量,如圖3所示。

1.2 函數關系的轉換

圖1表示的正態函數其密度函數為

圖3 排隊等級—權函數

因而,經對稱和平移變換后得到圖2權系數—排隊等級曲線的函數關系式為

從式(2)中可以解出x關于f(x)的反函數,即為圖3排隊等級—權函數函數關系表達式

1.3 權系數的計算公式

為了便于計算,采用最大權系數歸一表示。由以上分析可知,最大權系數ymax=6σ。最大權系數歸一后,第i個權系數wi的表達式為

表1 n為9時的權系數

表2 分級量化表

由式(6)可以看出,權系數只與決策目標m和排隊等級i有關。只要排列好各個決策目標的順序,就能夠方便的計算出每個目標的權系數。設最大權系數歸一后用w0表示,即w0=1,對于n=9時,計算出的權系數列于表1中。

1.4 評價結果的分級量化

要對一個具體的設計方案進行評價,就必須對評價結果進行分級和量化。對一些目標等級排在前面的有著決定性的重要目標,只要有一個達不到評價結果的量化值即可判斷該方案為劣等方案,不再予以評價。

以六級評價等級為例,表2中給出分級量化的情況。

1.5 系統指數的計算

系統指數是系統設計方案優劣的定性描述。系統方案的優劣主要有系統方案性能的優劣程度和方案實現的難易程度所決定的,因此,系統指數也是由性能指數和實現指數兩個因子組成。從概率論的角度來講,性能和實現的可能性屬于積事件,系統指數由它們的乘積決定。

1.5.1 實現指數的求法

設系統的第n個設計方案的實現指數為γn1,則有

1.5.2 性能指數得求法

同理,系統第n個設計方案的性能指數計算公式為

1.5.3 系統指數的求法

系統第n個設計方案的系統指數γn的計算公式為

多個系統方案的系統指數γn都算出后,其中γn最大的就是最佳方案。

2 應用舉例

對于某一防空兵通信系統,共有三個總體設計方案,希望對這四個方案進行優選。

1)系統的實現指標共有四個,根據它們對技術實現的重要程度排序,依次為:價格、進度、技術成熟度、設備國產還是進口。用式(6)算出的權系數列于表3。

表3 實現目標的權系數

每個實現目標在三種方案中的評價結果列于表4。

表4 三種方案實現目標的評價結果

將各實現目標在每種方案中評價結果量化值及其實現指數列于表5。

表5 實現目標的量化值與實現指數

2)系統的性能目標共有五個,根據它們的重要程度進行排序,依次為:可用性、可靠性、生存能力、可擴充性、可維修性。應用式(6),可算出性能目標的權系數列于表6。

表6 性能目標的權系數

每個性能目標在三種方案中的評價結果列于表7。

表7 三種方案性能目標的評價結果

將性能目標量化值及性能指數計算結果列于表8。

表8 性能目標的量化值和性能指數

根據式(9),可計算出三種總體方案的系統指數的總體計算結果,并列于表9。

表9 系統指數

從表9中對目標綜合評價的結果可以看出,方案2為防空兵體系系統設計的最佳方案。

3 結語

該方案優選的方法克服了傳統方案選擇偏重于定性分析的不足,通過科學的定量分析,有效的減少主觀因素的影響,提高評估結論的準確性和可靠性。

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Weight Coefficient Based Communication System of Air Defense Troops of Design Optimization

Liu Shunli Liu Junliang Jia Shu
(Air Defense Conmand,Zhengzhou 450052)

Air defense communications system is operational command of the neural network is the air defense information link between the various operational systems of the bond and bridge.Advantages and disadvantages of communication system design,primarily in the communications system performance indicators and the possibility of achieving two major factors.However,the performance is very difficult to achieve a good solution;the other hand.The possibility of a large program to achieve the performance they can not meet the requirements.Coefficient method based on optimal selection of the right to issue a comprehensive quantitative analysis of aims,seeking both to meet the system requirements but also has the best value can be realized.

weight coefficient method,communication systems,design,select the best

TN914

2010年8月25日,

2010年9月27日

劉順利,教授,碩士生導師,研究方向:防空兵作戰指揮自動化。