基于多級模糊綜合模型的通信保障方案評估

唐銳+吳延林

摘要：為評估作戰通信保障方案的優劣，提高作戰通信保障效能，建立了完善的方案評估指標體系，并采用多級模糊綜合模型對某作戰通信保障方案進行了評估。評估結果表明，該指標體系和評估方法能夠快速直觀地反映通信保障方案的優劣。

關鍵詞：多級模糊綜合；通信保障方案；指標體系；評估

通信保障方案評估是運用決策理論對作戰通信保障方案進行分析、評估和比較，從而確定方案的優劣，是提高通信保障效能的有效途徑。模糊綜合模型對多指標、多層次的復雜系統評估效果較好，能夠較好地對通信保障方案評估中不確定性指標參數進行綜合評估，其評估結果是定量與定性評估的結合，可為通信指揮機關驗證方案可行性、預測通信保障效果、有效規避風險提供科學的評估論證依據和指導。

1 通信保障方案評估指標體系

通信保障方案評估指標體系，是對方案所涉及的相關要素進行的數值化表示，是評估方案優劣的準則或標準。主要依據通信兵作戰原則、上級通信指示要求和本級通信保障任務確立，是一個復雜的梳理分類、提取分析過程，可從通信保障方案的符合度、科學性、可靠性、靈活性和通信保障程度、通信保障效率等方面對其進行評估。在此，我們構建了基于多級模糊綜合評估的多目標、多層次、多要素評估指標體系，如圖1所示。

2 通信保障方案多級模糊綜合評估模型

在建立通信保障方案評估指標體系的基礎上，通信保障方案多級模糊綜合評估模型還包括確定評估指標集、確定評估語義集、確定評估指標權重集、建立模糊綜合評估矩陣、模糊綜合評估和評估結果處理等6項內容。

2.1 確定評估指標集

評估指標集，即被評對象的評估因素集，根據圖l所示的通信保障方案評估指標體系，確定其三級評估指標集為：

U={U₁，U₂，…，U_n} （1）

式中：

U_i={U_i1，U_i2，…，U_{in/sub>}{i=1，2，3，…，n） （2）}

2.2 確定評估語義集

評估語義，是對通信保障方案具體某一評價指標參數進行評估時其評估結果可能出現的等級，由專家定性或定量評定給出，評估語義集為所有評估語義等級所構成的集合。評估語義集的等級可表述為：

V={V₁，V₂，…，V_K} （3）

式中，k為評估語義集等級數。

2.3 確定評估指標權重集

評估指標權重集，反映各個評估指標參數在通信保障方案評估過程中所占的作用比重，其數值直接關系到方案評估的結果。可采用專家評估和層次分析相結合的方法確定評估指標標度，得出評估指標權重集。標度方法如表1所示。

若兩層指標參數有支配關系，則構造的判斷矩陣如表2所示。

其中，表示指標參數相對于指標參數的重要性程度的數值，其值為1，2，3，…，9及相應的倒數。并進行一致性驗證，由判斷矩陣的最大特征值和特征向量進行一致性驗證（C·R<0.1）。

2.4 建立模糊綜合評估矩陣

由于通信保障方案評估指標參數多為不確定性指標，具有較強的不確定性和模糊性，這里采用專家定性評分的方法來確定各評估指標參數對評估語義集的隸屬度。其方法具體為：在已知評估指標集和評估語義集的基礎上，假設有n位專家對各個評估指標參數進行評估打分，若對指標參數有m位專家評估打分為，則模糊綜合隸屬度為：

R_ij=m/n （4）

所有R_ij值的集合即為模糊綜合評判矩陣R_i。由模糊映射原理，可以推導出模糊綜合評判矩陣R_i：

2.5 模糊綜合評估

（1）一級模糊綜合評估計算。假設中個評估指標參數權重：

A_i={a_i1，a_i2，…，a_ik} （6）

可得到：

B_i={b_i1，b_i2，…，b_ik}A_i·R_i} （7）

（2）二級模糊綜合評估計算

由于U={U₁，U₂，…，U_i}，指標集U_i的單指標評估為B_i，可以建立綜合評估模糊映射，得到綜合模糊關系矩陣為：

若U={U₁，U₂，…，U_i}的指標權重為A_i={a_i1，a_i2，…，a_ik}，可

（3）按照最大隸屬度原則，根據所求得的B，取，即可得B=max（b₁，b₂，…，b_j）到最終評估結論。

2.6 評估結果處理

為充分利用評估過程信息，便于評估結論比較，需對評估結果運用模糊綜合向量單值化法作進一步處理。首先對模糊綜合評估語義集的等級進行賦值，即在V={V₁，V₂，…，V_K）中，為V_K賦值為：

最后，得到通信保障方案的多級模糊綜合評估結果為：

C=B·G^T （11）

3 通信保障方案多級模糊綜合評估

采用多級模糊綜合評估法，對某通信保障方案作出評估的方法、步驟、結論如下。

3.1 確定評估指標集

由圖l給出的通信保障方案評估指標體系和公式（1）、（2），確定通信保障方案評估的多級模糊綜合評估各級指標集為：

3.2 確定評估語義集

常用的評估語義集通常采用3、4、5、7級，考慮到評估結果的準確度和評估過程的操作性，在此，指定通信保障方案評估評估采用優、一般、差、劣4級評估語義集，根據公式（3），則有：

V={V₁，V₂，V₃，V₄}

={優，良，一般，劣} （13）

3.3 確定評估指標權重

根據通信保障方案各級評估指標參數的兩兩比較，以一級模糊綜合評估指標為例，其判斷矩陣為：

由公式（14）計算得出特征向量最大值和一級評估權重，λ_max=6.8969、A=（0.1790，0.1414，0.2591，0.1774，0.1102，0.1329），利用一致性指標檢驗此矩陣合理性，CI=（λ-n）/（n-1）=0.1794，通過計算得出RI=1.93，一致性指數CR=CI/RI=0.093<0.10，滿足評估要求。運用同樣算法，可得到其他評估指標的權重。

3.4 建立模糊綜合評估矩陣

對該方案，有10位專家進行評估打分，統計結果如表3所示。

由表3構建通信保障方案評估的模糊綜合評估矩陣分別為：

3.5 模糊綜合評估

3.5.1 一級模糊綜合評估計算

通過計算軟件，可得出通信保障方案評估的方案符合度、方案科學性、方案可靠性、方案靈活性、通信保障程度和通信保障效率的評價分別為：

3.5.2 二級模糊綜合計算

由公式（21）可得到通信保障方案評估的判斷矩陣為：

R-（B₁，B₂，B₃，B₄，B₅，B₆）^T （22）

得到通信保障方案評估為：

3.6 評估結果處理

由最大隸屬原則，通信保障方案評估結果為B-maxB-0.3768，為V₂，對照語義集式（13），即該通信保障方案評估結論為“良”。