TOPSIS偽裝決策方法在洞庫工程中的應用研究

陳　都,譚可可,安瑞楠,周泓冰

(1.后勤工程學院，重慶　401331；2.解放軍96657部隊，北京　100011；3.中央軍委后勤保障部財務局，北京　100036)

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TOPSIS偽裝決策方法在洞庫工程中的應用研究

陳都1,譚可可2,安瑞楠2,周泓冰3

(1.后勤工程學院，重慶401331；2.解放軍96657部隊，北京100011；3.中央軍委后勤保障部財務局，北京100036)

摘要：在現代高技術局部戰爭中，洞庫工程是敵我雙方攻擊和防護的重要作戰目標。針對洞庫工程，提出了用于偽裝方案決策的TOPSIS優化模型。分析了現有TOPSIS模型存在的缺陷，同時以TOPSIS決策方法的原理為出發點，結合灰色關聯分析對其不足進行了改進，將優化后的決策模型應用于國防工程目標偽裝決策以解決多偽裝方案的排序優選問題。

關鍵詞：洞庫工程偽裝；決策模型；TOPSIS模型；灰色關聯分析

隨著現代戰場高技術偵察裝備的不斷更新換代，大范圍、寬頻段、高精度的偵察使戰場更具透明化[1]。同時，可用于洞庫工程偽裝的技術方法也多種多樣，包括植物偽裝、遮障偽裝、迷彩偽裝、示假偽裝等[2]。但目前洞庫工程偽裝決策工作在具體實施時，多是憑借決策者的工作經驗對決策指標進行評判，這就導致決策結果與實際情況不相符[3]。因此，在進行偽裝方案決策時應當以偽裝技術的應用效果作為篩選依據，切換不同偵察視角、時段和氣候等外界影響因素，全面測試各類偽裝技術手段的效果[4]。本研究針對某油料洞庫口部的偽裝實際，利用基于灰色關聯分析的TOPSIS優化模型對各個偽裝方案的綜合偽裝效果進行分析，實現了對偽裝工程方案的優劣排序。

1TOPSIS決策模型優化

1.1TOPSIS決策模型

TOPSIS是一種逼近理想解最優排序法，該方法是以正、負理想解作為基準來評判各方案的優劣。在決策中，當各方案的決策指標值越接近正理想解，且越遠離負理想解時，則該方案為最優方案[5]。

TOPSIS決策方法的依據是預選方案與理想解的距離[6]。求解偽裝方案矩陣中各方案加權后的規范化矩陣，并根據效益型指標和成本型指標求出正理想解和負理想解，最后根據確定的相對貼近度指數判斷方案的優劣排序。且相對貼近度指數值越接近于1，則方案越接近于正理想解。但是在使用TOPSIS決策方法時，若兩個方案的相對貼近度指數相等或相近，則計算靈敏度就會大大降低，甚至會出現錯誤[4]。

1.2灰色關聯分析法

為了解決這一不足，本文引入了灰色關聯分析法，采用基于灰色關聯分析的TOPSIS決策方法，以提高決策模型的準確性。灰色關聯分析法的依據是將各偽裝方案所對應的指標向量與正、負理想方案指標向量作對比分析。通過計算經過標準化處理的偽裝方案矩陣，得到關聯系數矩陣，并計算關聯度。關聯度越大則方案越具優勢性，越小則相反[7]。

1.3基于灰色關聯分析的TOPSIS決策模型

灰色關聯度分析法可以在決策中很好地反映個別決策指標給備選方案與理想方案帶來的影響，彌補TOPSIS在方案排序中的不足。本文構建了基于灰色關聯分析的TOPSIS決策模型，以期對國防工程偽裝進行更加科學合理的優化決策。具體步驟如下：

其中α,β是決策者的偏好程度，一般取值α=β=0.5。

2某油庫口部工程偽裝方案決策

我軍油料倉是潛在敵對勢力偵察和打擊的重點目標。針對某油料洞庫口部實際，提出六種偽裝方案，運用優化后的TOPSIS決策模型對偽裝方案進行綜合評價排序。

2.1洞庫工程項目及偽裝方案介紹

庫區所處環境如圖1所示，屬小口式洞庫類型。山坡生長植物以灌木和雜草為主，夏季植被生長較為茂密，秋冬季以枯草和裸露土壤為主，背景呈現斑駁特點。空中觀測有明顯的植被破壞和人工雕琢特點，形成了不同程度的暴露征候。

圖1　某油庫口部

根據洞庫工程具體情況，按照偽裝技術要求，分別采取相應的偽裝技術手段和偽裝技術手段之間搭配使用，設計某油料洞庫口部工程偽裝方案，具體如圖2所示。

方案1，采用植物偽裝技術對油庫口部實施綠化偽裝，使用植物偽裝技術偽裝接近道路，移植草皮快速形成偽裝效果，口部周邊移植與當地長勢、品種相一致的樹木，利用樹林與山體形成的天然遮蔽角隱蔽口部位置。

方案2，采用迷彩偽裝技術，對口部劈坡和接近路面實施偽裝處理。選取與背景斑點圖案基本相似的顏色配置偽裝涂料，實現有效融合，使目標成為背景斑點的延續部分。

方案3，采取植物偽裝技術對口部接近道路進行綠化偽裝，同時對洞庫口部結構進行改造，恢復口部原有地形地貌特征，并進行植物綠化處理，利用偽裝網在口部架設大面積偽裝遮障，以達到良好的偽裝效果。

方案4，配合使用迷彩偽裝技術和遮障偽裝技術，對洞庫口部結構進行改造，恢復口部原有地形地貌特征，利用偽裝網在口部架設大面積偽裝遮障，口部接近道路路面選取與背景斑點圖案基本相似的顏色配置偽裝涂料，盡可能消除顏色差別。

圖2　某油庫口部偽裝方案

方案5，利用仿造技術模擬口部地形地貌，配合使用植物偽裝技術，對口部環境進行人工改造，仿造山體形狀和走勢修筑支撐骨架，表面鋪設土壤種植植物生成偽裝效果，并定期實施養護。口部接近道路路面，使用植物偽裝技術進行植物綠化處理，使工程口部消隱于環境之中。

方案6，結合使用仿造技術與迷彩偽裝技術，對口部結構進行改造，仿造山體形狀和走勢修筑支撐骨架，表面鋪設土壤種植植物生成偽裝效果，并定期實施養護。口部接近道路路面，合理選用迷彩涂料進行迷彩偽裝噴涂處理。

2.2決策模型方案優選

針對某后方油料洞庫的6種偽裝方案，采用改進的基于灰色關聯分析的TOPSIS方法進行分析得出優劣排序。具體計算決策過程如下：

根據工程實例基本情況和仿真決策指標數值，構建偽裝方案決策矩陣A

整理得到正理想解x+和負理想解x-

x+={0,0.186,0.072,0.003,0.188,0.072,0.002,0.103,0.072,0,0.163,0.072}

x-={0,0.306,0.117,0.014,0.313,0.117,0.011,0.181,0.117,0,0.288,0.117}

按照相對貼近度大小進行排序，結果為：方案5>方案1>方案3>方案6>方案4>方案2，其中最優方案為：方案5。

2.3最優偽裝方案的驗證及評價

為了驗證方法的正確性，同時進行了運用傳統TOPSIS和灰色關聯法的偽裝方案優劣效果排序，具體結果如下：

按照傳統TOPSIS法進行偽裝方案決策，計算貼近度為

Ci={0.621,0,0.424,0.392,0.717,0.465}

按照灰色關聯分析法進行偽裝方案決策，計算貼近度為

Ci={0.493,0.385,0.526,0.505,0.549,0.479}

3種方法的排序結果對比如表1所示，分析對比傳統TOPSIS法、灰色關聯分析法和改進的基于灰色關聯分析的TOPSIS方法的排序結果可以看出，基于灰色關聯分析的TOPSIS法的排序結果與另外兩種方法的排序結果基本一致，3種決策方法的比對結果都是方案5偽裝效果為最優，方案2為最差。

同時，根據傳統TOPSIS決策方法和改進后的TOPSIS決策方法的排序結果比較可以看出，在傳統TOPSIS決策方法中，方案3與方案6的相對貼近指數為0.424和0.465。由于兩個方案相對貼近指數相差不大，導致該種決策方法的靈敏度不足，出現決策結果準確度降低的問題。從宏觀角度看，兩種決策方法的優劣排序結果基本一致，但基于灰色關聯分析的TOPSIS決策方法不僅能夠優選出最佳偽裝方案，而且還能提高對備選方案決策結果的辨別能力，從而更加精確的區分出方案3和方案6的優劣次序。

表1　6種偽裝方案優劣排序

3結論

通過分析對比可以看出基于灰色關聯分析TOPSIS法不僅能夠選出最優方案，而且能夠根據綜合關聯度的大小進行優劣排序，決策準確性有了顯著提升，通過對具有相似貼近度的兩種偽裝方案進行排序，從而提升了偽裝決策方法的科學性。改進的基于灰色關聯分析的TOPSIS決策方法能夠在貧信息環境下對不同方案進行排序，對備選方案排序情況以及與理想方案之間的區別做出很好的說明。通過實證分析，得到某油料洞庫口部六種偽裝方案中，方案5排序處于第一位，為最優解。即利用山體仿造技術與植物偽裝技術相結合的偽裝方案效果最優。

參考文獻：

[1]張維波,李彥彬.防空武器陣地反偵察偽裝防護[J].四川兵工學報,2011,32(7):134-136.

[2]郭益民,張衛平,吳振武.國防工程偽裝技術[M].南京：解放軍理工大學野戰工程學院,2013.

[3]周要武,谷澤潤.洞庫工程隱蔽偽裝方法探討[J].海軍工程技術,2009(4):50-51.

[4]陳都,潘玉龍,安瑞楠.TOPSIS理論在國防工程偽裝決策中的應用研究[J].中國儲運,2015(1):164-166.

[5]HWANG C L,YOON K S.Multiple Attribute Decision Making[M].Berlin:Springer Verlag,1981:29-56.

[6]TADIC D,GUMUS A T,ARSOVSKI S.An Evaluation of Quality Goals by Using Fuzzy AHP and Fuzzy TOPSIS Methodology[J].Journal of Intelligent and Fuzzy Systems,2013,25(3):547-556.

[7]鄧聚龍.灰預測與灰決策[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.

(責任編輯楊繼森)

本文引用格式：陳都,譚可可,安瑞楠,等.TOPSIS偽裝決策方法在洞庫工程中的應用研究[J].兵器裝備工程學報，2016(5):77-80.

Citation format:CHEN Du,TAN Ke-ke,AN Rui-nan,et al.Application of Camouflage Decision-Making Method in Cave Depot Engineering[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(5):77-80.

Application of Camouflage Decision-Making Method in Cave Depot Engineering

CHEN Du1,TAN Ke-ke2,AN Rui-nan2,ZHOU Hong-bing3

(1.Logistical Engineering University,Chongqing 401331,China; 2.The 96657thTroop of PLA，Beijing 100011,China; 3.Financial Bureau of Logistics Department,CMC，Beijing 100036,China)

Abstract:In the modern high technology local war,cave depot engineering is one of the important operational objectives which be attacked and be protective.In view of the cave depot engineering,this paper put forward the optimization model of TOPSIS for camouflage scheme decision-making.This paper analyzed the existing defects of TOPSIS model,starting with the principle of TOPSIS decision method,its shortage was improved with the combination with the grey relation analysis.At last the final optimized decision-making model was applied to the national defense camouflage project to solve sequencing problem of multiple schemes.

Key words:cave depot engineering camouflage; decision-making model; TOPSIS model; grey correlation analysis

doi:【后勤保障與裝備管理】10.11809/scbgxb2016.05.019

收稿日期：2015-12-20；修回日期：2016-01-10

基金項目：軍隊科研項目(AY208C014；CY111L031；DY112J004)

作者簡介：陳都(1987—)，男，博士研究生，主要從事后方洞庫工程偽裝方法及效能評估研究。

中圖分類號：E951.4

文獻標識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)05-0077-04