TOPSIS法對聯合火力打擊手段選擇的優化與應用*

陳慶龍 張治幫

(陸軍軍官學院 合肥 230031)

TOPSIS法對聯合火力打擊手段選擇的優化與應用*

陳慶龍 張治幫

(陸軍軍官學院 合肥 230031)

論文以TOPSIS法為研究方法,建立逼近理想法模型,挑選四種典型打擊手段,采取逼近理想法的排序法挑選出最有利的打擊手段,通過對四種作戰方式的比較排序,最后確定最優的打擊手段。

逼近于理想的排序解法; 聯合火力; 選擇打擊手段

Class Number E837

1 引言

現代戰爭,戰斗節奏快,戰場上的目標繁雜,聯合作戰中司令部需要根據打擊目標清單挑選最有可能完成任務的作戰單元來完成作戰任務,力爭最大可能、最小代價、最大限度的打擊目標。那么在確定了目標價值、分析了參戰部隊的作戰參數基礎上,如何根據不同的目標選擇最優的打擊手段必將對加快戰斗進程產生較大的影響。

2 TOPSIS法模型的建立

逼近理想解(TOPSIS法)的排序法是一種借助多屬性決策問題的“理想解”和“負理想解”把它與每個策略作個對比,根據其遠近程度對策略集中的各個策略進行排序,排在最前面的策略即為最優策略[1]。

1) 確定決策因素指標

目標集S=(s1,s2,…,sn),就是確定打擊可供選擇手段的集合。屬性集F=(f1,f2,…,fn),即對打擊手段各個戰術指標進行考慮的因素。

2) 構造決策度量矩陣

首先,根據N個手段的M個屬性構建決策矩陣表,對于每個目標Si,在每個屬性Fj下都有一個度量值Uij,如表1所示。

表1 決策表

其次,根據決策表,可以構建決策度量矩陣,記U為

3) 構造加權的規范決策度量矩陣

首先,將矩陣U化為標準形式:

加權的規范決策度量矩陣：

4) 確定理想解和負理想解

5) 計算各個備選方案到理想解和負理想解的距離

策略ti到理想解的距離為

策略t到負理想解的距離為

6) 計算備選方案ti相對理想解的接近度

7) 依據相對接近度進行排序

3 聯合火力打擊手段選擇中的優化與應用

以聯合火力打擊敵地面核武器相關設施及地下武器系統為作戰目的,以常規地地導彈、武裝直升機、戰斗機、遠程火箭炮四種作戰力量實體作為打擊手段進行研究。

·s1:常規地地導彈(以BGM109為例)對敵實施中遠程精確打擊,若采取它作為打擊手段則假定導彈射擊前不易遭到敵發現與摧毀,飛行時間內可能被敵攔截,而一旦成功則對目標造成致命打擊。

·s2:武裝直升機(以米28為例,攜機彈200發,兩個20枚80mm火箭彈)對敵采取空中打擊,直升機的特點是對打擊的目標直接射擊毀傷,在存活時間內可進行持續打擊直到完成任務,不利在于易遭到敵防空火力反擊,且逃生機率與完成任務程度成反比關系。

·s3:戰斗機(以F-15E為例,攜4枚GBU-28型激光制導鉆地彈),打擊效果明確,不易遭到敵電磁干擾及其它外境環境影響,一旦擊中則毀傷目標[3]。

·s4:遠程火箭炮(俄“龍卷風”),殺傷面積比較大,不受電磁等外界干擾。

各個打擊手段與完成此次射擊任務相對屬性因素可歸納為以下五個方面:

1) 暴露遭敵打擊可能(f1)主要考慮火力單位暴露發射陣地或發射武器后被敵偵察,武器遭到反擊可能受到的毀傷程度,分為0毀傷,20%毀傷,40%毀傷,60%毀傷。

2) 對目標破壞程度(f2)主要考慮火力單位造成的破壞性,分為摧毀,長時間恢復,短時間可修復。

3) 受作戰環境影響程度(f3)決定于該武器對電磁,天候等外界的依賴程度,分為影響嚴重,較為嚴重,一般影響。

4) 被敵攔截損耗(f4)主要決定于所選擇武器在完成任務過程中可能因被敵攔截而造成的損毀價值。

5) 武器費用(f5)包括武器在作戰中的損耗量的造價,(在這里武裝直升機與轟炸機僅需考慮彈藥的消耗費用)如表2所示[6]。

表2 各武器與相應可能導致的消耗情況

根據表2,可以構建決策度量矩陣,記U為

將其化為標準矩陣為

1) 構造加權矩陣

采用層次分析法計算各因素的權重向量

w=(0.21,0.26,0.17,0.20,0.16,)

則加權矩為

2) 確定理想解和負理想解

t*={0.21,0.26,0.17,0.2,0.16}

t-={0.069,0.174,0.116,0.002,0.048}

3) 計算各個備選方案到理想解和負理想解的距離

備選方案到理想解的距離(0.075,0.228,0.235,0.176)

備選方案到負理想解的距離(0.241,0.121,0.172,0.208)

4) 計算備選方案對理想解的相對接近度

各個備選方案的相對接近度為(0.762,0.346,0.443,0.792)

5) 由排序可知選擇第四種手段為最優方案。

4 結語

本文利用TOPSIS法,運用數學模型,對戰場打擊手段的選擇進行了量化分析,通過綜合考慮不同武器的優點及戰場環境的各種可能影響,針對特定的目標選擇了最優的打擊手段,以便使得指揮員的決策更為科學和合理,確保選擇出最優的方案。

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[3] 紀榮仁.聯合作戰中軍兵種運用[M].沈陽:白山出版社,2010:48-54.

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[7] Cares J. Distributed Networkde Operations-The Foundations of Network Centric warfare[M]. Edition Publishde by Alidade Press,2005:71-75.

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Optimization and Application of TOPSIS Method in Joint Fire Choice

CHEN Qinglong ZHANG Zhibang

(Army Officer Academy of PLA, Hefei 230031)

Regarding TOPSIS method as the research method, close to the ideal method of model is set up, and four kinds of classic assault are picked out, most advantageous way are chosen by sorting method of close to ideal method. Through comparing the sorting, the most optimal way is determined.

TOPSIS method, joint fires, assault optimization and application

2014年4月2日,

2014年5月27日

陳慶龍,男,教授,碩士生導師,研究方向:軍隊指揮基礎理論與方法。張治幫,男,碩士研究生,研究方向:軍隊指揮基礎理論。

E837

10.3969/j.issn1672-9730.2014.10.006