基于灰色-熵权法的合成旅装备战斗力评估_刘玮.pdf
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1、收稿日期:2021-06-22 修回日期:2021-06-29 第 40 卷 第 4 期计 算 机 仿 真2023 年 4 月 文章编号:1006-9348(2023)04-0026-05基于灰色-熵权法的合成旅装备战斗力评估刘 玮1,2,周华任1,黄春艳1,3(1.陆军工程大学,江苏 南京 211101;2.73123 部队,福建 福清 350300;3.91860 部队,上海 200000)摘要:针对目前合成旅装备战斗力评估定量不足的问题,为科学合理地构建评估模型,提出了基于组合灰色-熵权法的评估方法。根据合成旅作战要求和装备特点构建装备战斗力指标体系,基于装备业务部门的统计数据,采用熵权
2、法确定各评估指标的权重,运用灰色白化权函数法进行综合评估。结合 3 个合成旅的实际场景,对各单位的装备战斗力进行了综合评估实例验证。结果表明,上述评估模型全面客观,可操作性强,具有实际参考价值。关键词:合成旅;装备;战斗力评估;熵权;灰色理论;白化权函数中图分类号:TJ01;TP391.9 文献标识码:BCombat Effectiveness Evaluation of Synthetic Brigade EquipmentBased on Combined Grey Entropy Weight MethodLIU Wei1,2,ZHOU Hua-ren1,HUANG Chun-yan1,
3、3(1.Army Engineering University of PLA,Nanjing Jiangsu 211101,China;2.73123 Troops,Fuqing Fujian 350300,China;3.91860 Troops,Shanghai 200000,China)ABSTRACT:In order to scientifically and reasonably evaluate the combat effectiveness of synthetic brigade equip-ment,an evaluation method based on combin
4、ed grey entropy weight method is proposed.Firstly,according to the op-erational requirements and equipment characteristics of the brigade,the index system of equipment combat effective-ness was constructed.Secondly,the entropy weight method was used to determine the weight of each evaluation index.T
5、hen,the gray whitening weight function method was used for comprehensive evaluation.Finally,the equipment com-bat effectiveness of three synthetic brigades was verified by examples.The results show that the method is comprehen-sive,objective and operable.KEYWORDS:Synthetic brigade;Equipment;Combat e
6、ffectiveness evaluation;Entropy weight;Grey theory;Whitening weight function1 引言陆军合成旅作为战役基本单元,可独立遂行多种作战任务,是实现陆军“机动作战、立体攻防”建设发展战略要求的拳头力量。装备战斗力作为合成部队战斗力建设的重要内容,深入研究其评估模型,便于部队指挥员掌握装备整体态势,找出影响战力提升的短板因素,把握下步装备工作重点。当前对装备战斗力评估的研究,最突出问题就是:定性太多,定量不足。从相关文献来看,具体表现为以下 3 个方面:一是在指标体系建立上,定性指标较多,文献1,2均将人与装备的有效结合这类难
7、以量化的纳入指标体系。二是在数据采集上,部队大量的装备基础数据没有得到充分调用,在文献3-8中,普遍采用的是选取专家经验打分或进行问卷调查。三是在方法应用上,较多的为层次分析法,模糊综合评判法,这些方法更多地依赖于主观数据,客观性不足,如文献7,8。本文首先依据装备战斗力五要素9,10理论,建立装备战斗力评估指标体系,并给出各指标的换算公式,其次以某合成部队掌握的装备数质量数据为例,选用组合的灰色-熵权法对其装备战斗力进行实证评估,最后给出该合成部队装备62战斗力的评估结果。2 合成旅装备战斗力指标体系构建合成旅作为军改后陆军主要突击力量,其特点是编制缩小装备齐全。从装备特点和联合作战的要求来
8、看,合成旅装备战斗力主要由打击力、机动力、信息力、防护力、保障力(以下简称五力)等 5 大要素组成,其具体指标体系如表 1 所示。限于篇幅,这里重点就装备打击力指标构建展开论述。表 1 合成旅装备战斗力评估指标体系目标层一级指标二级指标打击力装备配套率 a1装备完好率 a2平均命中率 a3平均毁伤率 a4机动力装备配套率 b1装备完好率 b2平均机动速度 b3信息力装备配套率 c1装备战斗力装备完好率 c2通信传输速率 c3传输成功率 c4防护力装备配套率 d1装备完好率 d2抗毁系数 d3保障力装备配套率 e1装备完好率 e2装备覆盖率 e32.1 装备打击力装备打击力,一般指起主要杀伤作用
9、的武器和武器系统,直接作用于目标所产生的杀伤力和破坏力。这就包含了命中能力和毁伤能力两个方面,其中命中是打击的结果,毁伤是效果的体现。因此影响装备打击力的因素主要有 4 个即:配发多少打击装备、打击装备完好程度,装备命中率如何及命中后毁伤效果。针对合成旅实际场景,其下属指标可概括为:装备配套率、装备完好率、平均命中率、平均毁伤率等4 个。2.1.1 装备配套率配套率指合成部队的火力打击装备在现有装备编制下的数量情况,其计算公式为rmatch=配发编制(1)其中 rmatch为装备配套率,配发为现有装备数,编制为编制装备数。2.1.2 装备完好率完好率指合成部队的火力打击装备在现有装备编配下的质
10、量情况,其计算公式为rintact=完好配发(2)其中 rintact为装备配套率,完好为完好装备数,配发为现有装备数。2.1.3 平均命中率在这里,将所有种类的火力打击装备的命中率求加权平均值作为合成部队的平均命中率,其公式如下?m=ni=1imini=1i(i=1,2,n)(3)其中 m 为某类型武器装备的命中率,为该型装备完好数量。2.1.4 平均毁伤率对于合成部队的平均毁伤率,其换算原理同平均命中率,公式如下?h=ni=1ihini=1i(i=1,2,n)(4)其中 h 为某类型武器装备的命中率,为该型装备完好数量。2.2 装备机动力合成旅主要装备提供逃避敌摧毁或毁伤的能力。主要考虑有
11、装备配套率、装备完好率、平均机动速度 3 个指标。其中前两个指标计算方法同上,而平均机动速度,可由各型装备的基本性能参数中的时速及装备占比进行加权平均。2.3 装备信息力合成旅信息处理类装备(如传感器)或设备(如通信设备)所具有的信息处理能力。主要考虑有装备配套率、装备完好率、通信传输速率、传输成功率 4 个指标。前两个指标不再赘述,后两个指标数据主要来源于装备的基础战技术性能。2.4 装备防护力合成旅装备提供抗击敌火力、电子攻击的能力。主要考虑有装备配套率、装备完好率、抗毁系数113 个指标。2.5 装备保障力合成旅作战保障类装备所具有的,直接对其它武器装备支援、补给的能力,提供持续作战的能
12、力。主要考虑有保障装备配套率、保障装备完好率、保障装备覆盖率 3 个指标。3 评估模型及算法3.1 熵值赋权法熵值赋权法根据各指标所提供信息量的大小以及指标间的相关性客观地为各指标赋权,克服了主观性12。这里假设第 i(1im)个评估对象的第 j(1jn)个指标的评估值为 rij,建立初始评估矩阵 R=(rij)mn,各指标熵权的具体计算步骤如下:721)计算第 i 个评价对象,第 j 个指标的比重 pijpij=rijmi=1rij(5)2)计算第 j 个指标的熵值 ejej=-Kmi=1pijlnpij(6)其中 K=1lnm,且当 pij=0 时,令 pijlnpij=0。3)计算第 j
13、 个指标的熵权 wj为wj=1-ejm-nj=1ej(7)由熵权的定义可知,0 wj 1 且满足nj=1wj=1,熵值越小,权重越大。3.2 灰色白化权函数聚类法灰色白化权函数聚类属于灰色聚类的一种,是根据一定的要求与准则,确定目标的聚类范围,对每一个指标拟定不同灰类的取值范围,然后进行白化权函数的构造12。再计算出拟评价对象的白化权函数值,最后求出各指标的聚类权值,按照聚类系最大值对拟评价对象进行归类。1)确定评价灰类对于对象 i 的指标 j,设其取值范围为aj,bj,根据分析对象需求,将分析结果划分为 s 个灰类,选取最属于灰类 k 的区间1,2,2k-1,2k,a2s-1,b2s,确定各
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