通抗系統戰場電磁環境適應能力評估﹡

夏 斌， 唐越平， 李云濤， 杜紅梅

(①六三八九三部隊，河南 洛陽 471003；②裝備學院，北京 101400)

0 引言

通信對抗系統是我軍電子戰裝備的重要組成部分之一，其戰場電磁環境適應能力關系到未來信息化戰爭中作生存能力和作戰效能。但在通信對抗系統裝備論證和研制期間缺乏對裝備電磁環境適應能力[1-4]的分析。因此，有必要對通信對抗系統進行戰場電磁環境適應能力進行評估，為首長機關合理用兵、量力用兵提供重要依據。

文中針對通信對抗系統的戰場電磁環境適應能力，構建其評估指標集，提出采用模糊評估理論對通信對抗系統戰場電磁環境適應能力進行評估。以某次通信對抗系統復雜電磁環境適應性試驗為應用實例，在通信對抗系統電磁環境適應性試驗數據的基礎上進行評估，以此驗證評估方法的可操作性和有效性。

1 適應能力評估指標集

適應能力評估指標集[5-7]的確定一般根據評估目的和內容進行確定。通信對抗系統戰場電磁環境適應能力主要選取截獲能力、識別能力和干擾能力三個一級指標[8-9]，如圖1所示。

圖1 通信對抗系統復雜電磁環境適應能力評估指標集

1.1 截獲能力U1

表征截獲能力能力的指標有控守概率、虛警概率、截獲概率、偵察距離和測向精度等。

1.2 識別能力U2

主要表征識別能力指標包括偵察分選時間和識別置信度等。

1.3 干擾能力U3

干擾能力可以從敵方的功能下降中體現之外，還有干擾反應時間和引導干擾成功率等指標。

2 模糊評估模型及算法

2.1 建立一級指標的因素集

根據前面的指標體系可知，一級指標的因素集為：U = ｛U1, U2,… ,Un｝，其中Ui是一級指標的第i個因素，有其三級指標的m個子因素決定，即：

式中，Uij是一級指標中第i個因素的第 j個子因素。

2.2 確定指標權重

利用最優傳遞矩陣的概念對AHP改進，使之自然滿足一致性要求，直接求出權重值，可最大程度地避免專家估計對權重分配的人為影響。改進的層次分析法[10]計算權重步驟如下：

（1）建立判斷矩陣

設有n個指標，得兩兩比較判斷矩陣C=(cij)n×n。矩陣C滿足cij×cjk=cik等式時稱C為一致性矩陣。

（2）C變換后的反對稱陣W1

對C進行對數變換 W1=lncij，（i,j=1,2,…,n ），W1為反對稱陣。評價灰類見表1。

表1 評價灰類

（3）求W1的最優傳遞矩陣W2

（4）求C的擬優一致陣W*

（5）求W*的特征向量ω

（6）歸一化處理

對ω進行歸一化處理，ω即為指標所對應的權重值。

2.3 確定評價等級集

2.4 構造模糊矩陣的隸屬函數

隸屬度的確定一般依靠隸屬度函數[11]。采用簡單但誤差不大的一種折衷辦法，模糊函數分為偏大型和偏小型[12]，構造適當的隸屬函數形式，確定其關鍵點，然后得出相應的隸屬度，構成模糊矩陣，如圖2所示。

圖2 構造模糊矩陣的隸屬函數

相對應的隸屬度函數如下：

2.5 綜合評價

根據模糊綜合評價結果向量，依據最大隸屬度原則確定通信對抗系統戰場電磁環境適應能力的評價等級。

3 適應能力綜合評估

通信對抗系統戰場電磁環境適應性試驗訓練主要構建了輕度、中度和重度復雜電磁環境[13-14]，以模擬在不同作戰階段的戰場電磁環境。

3.1 評估指標權重計算

指標判斷矩陣如表2、表3、表4和表5所示，各指標權重計算結果如下：

表2 適應能力指標判斷矩陣

表3 截獲能力指標判斷矩陣

表4 識別能力指標判斷矩陣

表5 干擾能力指標判斷矩陣

3.2 指標隸屬度計算

通信對抗系統戰場電磁環境適應能力評估指標的隸屬函數類型關鍵點的值如表6所示。

表6 評估指標隸屬函數類型關鍵點值

某短波通信對抗系統在輕度、中度和重度的復雜電磁環境試驗結果（由于保密問題，案例中所有數據均為虛構數據）如表7所示。

假設評價等級集[15-16]為C=［優，良，中，差 ］，則根據評估指標隸屬函數類型關鍵點值和不同等級復雜電磁環境試驗結果，按式（1）、式（2）、式（3）和式（4）進行計算，在輕度、中度和重度復雜電磁環境下的指標隸屬度分別如表8、表9和表10所示。

3.3 模糊綜合評判

根據評價等級集C=［優，良，中，差 ］ 和最大隸屬度原則, 確定在輕度 、中度和重度復雜電磁環境下的適應能力和分別為“優秀”、 “中等”和“差”。

表7 復雜電磁環境試驗結果

表8 輕度復雜電磁環境下的指標隸屬度矩陣

表9 中度復雜電磁環境下的指標隸屬度矩陣

表10 重度復雜電磁環境下的指標隸屬度矩陣

4 結語

基于通信對抗系統戰場電磁環境適應性試驗訓練數據，在不同復雜度的戰場電磁環境下，運用模糊理論和設置評估指標隸屬函數類型關鍵點的值，對通信對抗系統戰場電磁環境適應能力進行評估，其評估結果能夠較好的反應了通信對抗系統在不同復雜度等級的戰場電磁環境下的適應能力，驗證了文中所提出的通信對抗系統戰場電磁環境適應能力評估方法是有效可行的。

[1]彭新潮,沈明強.通信電子戰系統電磁環境適應性分析[J].通信對抗,2008,101(02):53-55.

[2]宋海峰,蘇慶福.信息系統電磁環境效應(E3)評估研究[J].中國電子科學研究院學報,2008,3(04):364-369.

[3]高斌,唐曉斌.復雜電磁環境效應研究初探[J].中國電子科學研究院學報,2008,3(04):345-350.

[4]姚富強,趙杭生,陸銳敏.新一代軍用指揮信息系統的復雜電磁環境適應性需求分析[J].中國工程科學,2012,14(02):25-29.

[5]楊建橋.提高雷達偵察設備的電磁環境適應能力[J].電子對抗技術,2002,17(05):8-13.

[6]李竟然,劉小龍,劉俊.電子戰裝備復雜電磁環境下適應性試驗研究[J].河北科技大學學報,2011(32):14-17.

[7]史彥斌,高憲軍.航空機載超短波電臺效能評估研究[J].通信技術,2010,43(02):51-53.

[8]KE Hongfa, CHEN Yongguang, WANG Guoyu.Target Assignment Model of Electronic Equipments Based on GM(1,1) Model[J].The Journal of Grey System, 2005,17(03):235-242.

[9]陳佳昀,武斌,馮加建.PCA在超短波電臺通信效能評估中的應用[J].通信技術,2008,41(12):224-226.

[10]王蓮芬,許樹柏.層次分析法引論[M].北京:中國人民大學出版社,1990.

[11]李洪興,汪培莊.模糊數學[M].北京:國防工業出版社,1994.

[12]KE Hongfa, CHEN Yongguang.An Interpolation Technique Based on Grey Relational Theory[J].The Journal of Grey System,2006,18(01):79-83.

[13]尹成友.戰場電磁環境分類與復雜性評價[J].信息對抗學術,2007(04):4-6.

[14]何祥,許斌,王國民,等.基于模糊數學的電磁環境復雜程度評估[J].艦船電子工程,1996,29(03):157-159.

[15]梁曉燕,喻韜.軍事信息系統信息安全風險評估方法研究[J].信息安全與通信保密,2012(01):100-102.

[16]徐立,袁藝,薛質.一種基于攻擊圖模型的網絡安全評估方法[J].信息安全與通信保密,2011(04):44-46.