1、基于 TOPSIS 的地空导弹总体方案评价决策研究?28战术导弹技术 TacticalMissileTechnologyJuly,2006,(4):2832文章编号100913oo(2oo6)04-0028-05基于 TOPSIS 的地空导弹总体方案评价决策研究赵若昊,张成,杨洪庆,张顺伟(防空兵指挥学院,郑州 450052)摘要地空导弹总体方案科学与否直接关系到地空导弹性能的优劣,科学准确地评价总体方案是做出正确决策的前提.针对地空导弹总体方案定量分析问题,提出了一种用基于 AHP 法分配权重,模糊数学量化定性指标,最终运用目标决策分析中逼近于理想解的排序方法(TOPSIS)对总体方案进行排
2、序,比较好地克服了以往方法区分度小等不足.实例表明,该方法是有效而又实用的.关键词 地空导弹 ;总体方案 ;评价决策;逼近于理想解的排序方法中图分类号盯 60.1文献标识码AResearchonEvaluationDecisionofConceptualDesignofGround.to.airMissileBasedonTOPSISZhaoRuohao,ZhangCheng,YangHongqing,ZhangShunwei(AirDefenseForcesCommandAcademy,Zhengzhou450052,China)Abstract:Reasonableconceptualde
3、signofground-to-airmissileisthepreconditionofmakingcorrectde.cision.Anewmethodofevaluationdecisionmodelisgivenouttoevaluateconceptualdesignsofground-to-airmissile.Onthebasisofcreatingevaluationsystemofconceptualdesignofground-to-airmissile,AHPisusedtodistributeweightvectorsandfuzzyisusedtoprocessthe
4、qualitativefactors.Finally,theordersoftheconceptualdesignsofground-to-airmissilearedeterminedbyTOPSIS.AnexampleshowsthatthemethodiSreasonableandeffective.Keywords:ground-to-airmissile;conceptualdesign;evaluationdecision;TOPSIS1 引言地空导弹是地空导弹武器系统中的重要组成部分,并直接体现了该武器系统的作战能力.地空导弹的总体方案则关系到其主要战技指标的确定,方案的优劣也将
5、直接影响到后续研制工作的进程和所作者简介】赵若昊.硕士研究生收稿日期】200545-01研制武器系统的研制周期,质量和成本.因而,采用何种方法对地空导弹总体方案进行评估就显得尤为重要.以往对总体方案的评价,主要方法有专家评估法,模糊综合评判法和灰色理论等等,但这些方法都有一定的局限性,如专家评估法主观因素较重,灰色,模糊方法区分度较小,容易丢失信息等等.本文提出一种逼近于理想解的排序方法战术导弹技术 TacticalMissileTechnologyJuly,2006,(4)?29?(TOPSIS),该方法是在确定评价指标体系,分配权重的基础上,区分效益型指标和成本型指标对数据进行标准化,找出
6、同一数列的最优值与最劣值,之后按各方案与最优值的接近程度进行排序.该方法从原始数据本身出发进行计算,与其它方法相比具有客观实际,主观因素小,区分明显等特点,较好地克服了以往方法的不足.2 评价指标体系的构建2.1 评价指标体系建立的原则评价指标体系的建立必须遵循一定的原则,主要有以下 5 条:(1)目的性原则,即评价指标的建立必须紧紧围绕评价地空导弹总体方案这一目的,排除不相关因素.(2)全面性原则,即指标体系根据对方案评估的目的,全面系统地反映地空导弹总体方案的本质特征,任何一个系统当将其分为若干子系统时,必须包含正常运行时所必须具有的全部子系统.(3)层次区分原则,即指标体系中各指标要区分
7、等级,一级指标和二级指标不可在同一层次分配权重.(4)独立性原则,即同一层次中各指标要相互独立,不能相互交叉,相互包含,防止重复计算.(5)可操作性原则,即指标体系中各指标要便于进行量化和实际使用,能为所研究的问题提供依据,能从数值上体现方案的优劣.2.2 评价指标体系的结构在借鉴文献1的基础上,根据地空导弹总体方案的特点以及指标体系建立的原则,在咨询了相关专家后,建立了地空导弹总体方案评价指标体系,结构如图 1 所示.3 总体方案评价决策模型3.1 质化指标的处理从上述指标体系中可以看出,有些指标具有一定的模糊性,如生产能力和需求状况等.本文运用模糊数学的方法对这类质化指标值进行量化处理,将
8、具有模糊性质的评定等级转换为模糊数 M,模糊r 一最大射程.,卜最 d,ffCiU.,卜一最大射高_一最小射高 I4f 卜_一有效杀伤半径_一经性 _一研制周期 2l,I022f 三三差蔓u+可性 _=l3r-_一大戏卒 U1l笔羹嚣+l 拓展性 l.L,4一生力_一生产设备状况 2I,I一一,2lL 一技术实现能力,L 需专况一威慑需求状况L 一防御需求状况?30?战术导弹技术 TacticalMissileTechnologyJuly,2006,(4)1 差较差一般较好好图 2 隶属程度设有 m 个待评价地空导弹总体方案,n 个评估指标,则数据矩阵 l,为Y:A:口=yq/maxY.(2)
9、口=minY/y.(3)其中,= 口.z习表 1 评价指标的指标状态指标总体方案 1 总体方案 2 总体方案 3最大射程 U11/kin3015080最小射程 U12/kin233.5最大射高 U13/kin62515最小射高 U1./m201o050单发命中概率 Ul50.750.90.8最大飞行速度 U16(Ma=)243有效杀伤半径 U1,/m102015反应时间 Ul8/s8107外形尺寸 U1q/m32105最大发射质量 UI10/kg3o01o()o6oO研制贾用 u21/刀兀 2Ooo8o()o5o()0研制周期/年 5107效费比 0.60.70.5可靠度 0.750.850.
10、8有效度 0.650.80.7系统寿命 u/年 203025失效率 0.30.20.25平均故障间隔时间 5/h801201o0平均维修时间 u36/ll53.54.5部件设计模式化 l 较好好好系统的互连性 U42 好较好好通用化好较好较好系列化较好好较好组合模块化以 s 较好较好较好人才状况好一般好技术实现能力好一般较好生产设备状况 c,好较好较好对台作战需求状况较好好较好防御需求状况(,较好好好威慑需求状况 3 一般好较好z/2(5)确定指标最优值和最劣值,分别构成最优值向量 z 和最劣值向量 z 一=maxz,z,z,z=minz,Z,z 嘲.其中,_=1,2,/7,.(6)计算各单元
11、指标值与最优,最劣值的距离D:=JZ 一 z,D=lZz,).其中,i=1,2, ,m;:1,2,n.(7)计算各单元指标值与最优值的相对接近程度战术导弹技术 TacticalMissileTechnologyJuly,2006,(4)?31?c:.D+D:其中,i=1,2, ,m.即可根据 C 值的大小对地空导弹总体方案进行排序.4 应用实例某科研所拟定研制某型地空导弹,最后确定了3 个待评的总体方案,评价指标体系如上述图 1.(1)由 3.1 中的质化指标量化处理方法对指标状态值进行模糊量化,结果如下:M=好,较好,一般,较差,差 =0.9,0.7,0.5,0.3,0.1.(2)利用 AH
12、P 法计算得到各指标的权重(具体步骤可参阅有关文献),计算结果如下:=(0.038,0.028,0.034,0.035,0.036,0.024.0.025,0.031,0.019,0.021,0.09,0.07,0.05,0.029.0.03,0.028,0.026,0.027,0.03,0.028.0.026.0.025,0.031,0.04,0.03,0.04,0.05,0.03.0.02).(3)按评价指标体系,统计原始数据和评价结果如表 1.(4)运用多目标决策分析中逼近于理想解的排序方法对地空导弹总体方案进行排序.rQ210.2410.830.50.50.8811110.83Q880
13、.810.67A=l10.6710.2111Q70.20.3Q25Q50.711110.530.57Q60.40.890.750.7510.40.50.40.7110.940.880.830.670.670.70.78110.780.781110.780.780.5611110.780.7810.780.560.560.78111J.0.80.830.78110.780.780.7810.780.780.7810.78Jr0.0080.0280.0080.0350.030.0120.0220.0310.0190.0210.090.058X=l0.0380.0180.0340.0070.0360
14、.0240.0180.0060.0050.010.0450.05L0.020.0160.020.0140.0320.0180.0250.0120.0090.0080.0640.070.0440.0230.020.280.0190.0170.0190.0230.0280.0260.050.0290.030.220.0280.0260.0270.030.0220.020.0470.0260.0250.280.0220.0220.0210.030.0280.020.020.0240.040.030.040.0390.0230.O10.0250.0240.220.0170.030.050.030.02
15、J.0.020.0240.040.0170.030.0390.030.01JI-O.190.780.180.750.380.350.440.790.840.830.890.510.670.730.79Z=10.880.50.850.430.780.810.360.170.210.350.450.620.680.820.840.460.440.170.520.410.480.880.340.190.280.520.780.630.770.820.860.710.680.720.760.860.870.840.580.180.850.680.530.580.430.720.810.840.860.
16、830.740.790.850.580.980.720.510.710.630.81.0.760.780.730.770.830.880.790.840.580.180.720.510.530.630.4Jz=(0.880.780.850.750.780.810.880.790.840.830.890.780.680.820.840.860.810.840.860.830.880.870.850.580.980.850.680.710.630.8.Z=(0.190.440.170.430.380.350.360.170.190.280.450.510.630.730.790.720.710.6
17、80.720.760.740.790.840.580.180.720.510.530.580.4.D=(1.620.3250.764),D=(0.4181.6510.327),?32?战术导弹技术 TacticalMissileTechnologyJuly,2006,(4)C=(0.2050.8350.399).由 C 可以看出,地空导弹总体方案的排序为总体方案 2总体方案 3总体方案 1.从 3 个方案的指标数据我们可以看出,方案 1是近程低空地空导弹,方案 2 是中程中空地空导弹,方案 3 是远程高空地空导弹.从我国现有的地空导弹武器系统现状来看,应加紧对远程高空地空导弹武器系统的研制,以
18、适应未来作战的需要.5 结束语本文通过将模糊数学,AHP 法及 TOPSIS 法有机结合在一起,提出了一种地空导弹总体方案评价决策方法,较好地弥补了模糊综合评判和灰色方法的不足.由实例可以看出,此方法把定性判断和定量分析结合起来,能够比较客观,准确地对地空导弹总体方案进行排序,得到比较满意的评价结果,从而为科学决策提供参考依据.此评价决策模型不仅适用于地空导弹总体方案的评价决策,还可广泛应用于其它总体方案的评价决策.由于地空导弹总体方案是一个复杂的大系统,其中涉及的因素也非常多,本文建立的指标体系是反映主要影响因素,因此,指标体系可能有不够全面之处,有待于进一步完善和改进.2345参考文献任志
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