两栖装甲车系统效能评估

王 彤，周庆军，涂建平

(江苏自动化研究所，江苏 连云港 222006)

摘要： 通过分析两栖装甲车辆的作战能力特点，建立了系统效能评估指标体系，采用加入Z-Number改进后的层次分析法(AHP)计算各个评价指标的权重，并构建了模糊综合评价模型，实现对两栖装甲车辆系统效能进行评估的一整套方案，该套评估方法在一定程度上解决了传统层次分析法存在的模糊信息不确定、主观性较大的缺陷，评估结果直观明确，符合装备性能实际。

关键词： 两栖装甲车；Z-Number；层次分析法；模糊综合评价

0 引 言

作为两栖部队武器装备系统的重要组成部分，两栖装甲车可以兼顾水上作战任务和陆地作战任务的突出能力，成为两栖部队登陆作战的主要突击力量。在未来开展的岛屿登陆战场上，两栖装甲车辆能够起到的关键性作用从各国对两栖装甲车辆的研制投入及研究成果可见一斑。开展两栖装甲车系统效能评估研究的工作不仅是为了更高性能武器的开发，也为未来两栖作战的配置部署及战术指导提供了可靠的数据支撑，对我国海军陆战队武器系统事业的发展具有重要的实际意义。

效能评估工作围绕3个方面展开：效能指标的确定、评估方法的选择以及系统建模，三者缺一不可。目前就效能评估方法来看，常用的客观评估方法^[1]包括指数法、ADC法、层次分析法(AHP)、模糊综合评价法等，每种方法利弊共存。模糊综合评价法通常结合AHP法进行评估，因其对包含主观指标的对象综合评价效果比其他评价方法优越而得到了广泛的应用。AHP法通过构造两两比较矩阵的方法获得各个指标的相对权重，在解决多指标的复杂问题上非常有效，但在构造判断矩阵时难以避免地带有主观随意性，笔者针对这一不足进行改进。

本文以两栖装甲车的基本作战效能分析为基础，建立起两栖装甲车系统效能评估指标体系，利用模糊综合评价法构建了两栖装甲车系统效能评估模型，再结合AHP法，在AHP法中引入Z-Number，采用这一改进的效能评估算法获得各指标权重，提高了评判分析的可信度。

1 两栖装甲车系统效能评估指标体系的建立

两栖装甲车是两栖部队的重要作战工具，按照作战能力评估指标体系的总体框架^[2]，从“5种能力”(即火力、机动、防护、保障、信息能力)出发，结合两栖装甲车的作战方式及复杂的战斗环境来构建效能评估指标体系^[3]。影响两栖装甲车火力打击能力的要素主要包括命中概率、单车弹药承载量、毁伤概率、火力消耗等。两栖装甲车的机动特性是指两栖装甲车辆在执行任务时自身的行动能力。生存能力是指两栖装甲车在完成作战任务时保存自身完好状态的能力，通常我们将伪装能力、预警能力、修复能力作为主要指标来衡量两栖装甲车的生存能力，伪装能力越强，预警反应过程越短，修复设施配置越完备，则两栖装甲车的存活率越高。信息化时代下各国在战场上的侦察监视与捕获能力空前增强，精确制导武器得到广泛应用，目标暴露在很大程度上意味着可能被“消灭”；因此，在对两栖装甲车辆进行系统效能评估时，其反侦察能力的强弱应成为衡量的重要准则之一，具体从通信能力、情报预警力、车辆暴露频率、拦截反制力这4个主要指标进行考察。

通过对两栖装甲车系统效能的构成分析，建立的指标体系如图1所示。

图1 两栖装甲车系统效能评估指标体系

2 构建模糊综合评价模型

根据建立的多层次、多因素的两栖装甲车系统效能评估指标体系，选择模糊综合评价法和AHP法对其进行评估。其中AHP法用来计算指标权重，利用Z-Number改进AHP法，以期提高AHP法在专家打分环节的合理性。

2.1 模糊综合评价法的计算步骤

利用模糊综合评价法^[4]对多层次、多因素的两栖装甲车系统效能进行评估，该方法的计算包含6个要素：评价因素集、评语集V 、模糊矩阵R 、权重向量W 、模糊评价向量A 、综合评估值e 。

模糊综合评价法的具体计算过程为：

(1) 建立评价因素集及评语集

两栖装甲车系统效能评估指标集为：A =(B ₁,B ₂,B ₃,B ₄,B ₅)，B _i ={C _ij }，i =1,2,3,4,5,j 随i 的变化而变化。设置4个评语等级个数，评语集合定义为：V =(v ₁,v ₂,v ₃,v ₄)，这4个等级的定义及具体参考数值范围如表1所示。

表 1系统效能评级等级表

式中：R =[V ₁V ₂V ₃V ₄V ₅]^T。

对于所建立指标体系中的定量指标，可以根据已知的具体数值及评价标准来判断每个指标的隶属值；如根据调查知某型两栖装甲车的最大水上行驶速度达27.35 km/h，其相较于两栖装甲车水上行驶速度一般在5～20 km/h的标准而言，其强度属于“强”的评价等级，故其隶属度可表示为[1,0,0,0]。

对于剩余定性指标隶属度的确定，选择Delphi法进行处理。例如，针对某型两栖装甲车的修复能力咨询10位有关专家为其打分，获得结果为：有4位专家认为该型装甲车的修复能力为“强”，2位专家认为“较强”，3位专家的意见为“一般”，1位专家给出“较弱”的评价，则修复能力的隶属度为[0.4,0.2,0.3,0.1]。

(3) AHP法计算指标权重

AHP法将定量分析与定性分析结合，把复杂的评价目标划分为递阶层次结构，通过元素间两两比较构造判断矩阵。本文对AHP的改进之处是在构建模糊判断矩阵时加入Z-Number，用两级模糊数Z-Number取代原AHP法判断矩阵中由具体数值组成的判断矩阵，再计算获得各层指标权重向量W _i 。Z-Number能够同时给出判断描述和这种判断的可靠性，使分析结果更加准确，以此来改善传统AHP法在构造判断矩阵环节以人的主观判断可能产生的不合理性。改进后的AHP法计算步骤会在后续展开介绍。

DG-SHGR路由引用两种转发模式:直接转发GSF(Go Straight Forwarding)[10]和空洞绕开转发HBF(Hole Bypassing Forwarding)。当节点未遭遇路由空洞时,即正常情况,就利用地理位置路由的贪婪转发模式传输数据包,将这种方式称为GSF。这不是本文研究的重点。本文的研究重点是HBF。

兔抗人Livin多克隆抗体（武汉博士德生物工程公司,货号：BA1743）、兔抗人STAT-5多克隆抗体（武汉博士德生物工程公司，货号：BA1411）、SP免疫组化染色即用型快速免疫组化MaxVisionTM试剂盒（福州迈新生物技术有限公司，货号：KIT-5001）；DAB显色剂（武汉博士德生物工程公司,货号：AR1021）。

1.呕吐 多出现于生后3～6周，亦有更早的，极少数发生在4个月之后。呕吐是主要症状，最初仅是溢奶，接着出现喷射性呕吐。开始时偶有呕吐，随着梗阻加重，几乎每次喂奶后都要呕吐，呕吐物为黏液或乳汁，在胃内潴留时间较长则吐出凝乳，不含胆汁。少数病例由于刺激性胃炎，呕吐物含有新鲜或变性的血液。在呕吐之后婴儿仍有很强的求食欲，如再喂奶仍能用力吸吮。未成熟儿的症状常不典型，喷射性呕吐并不显著。

多层次模糊综合评价模型由下向上逐层进行评判，最后结果为目标层的综合评判结果。由所建立的评估指标体系可知，此次针对两栖装甲车系统效能评估需要建立2层模糊矩阵。

一级模糊矩阵由底层指标C _ij 对评价集合V 的模糊评价矩阵为R _i =(r _jp )_m×n ，其中r _jp 表示C _i 中第j 个指标对于评价集合中等级V _p 的隶属程度。再结合上步工作中得出的指标层评价因素权重W _i 可以得到指标层对应于准则层的模糊评估向量：

V _i =W _i R _i =(r _i1 ,r _i2 ,r _i3 ,r _i4 )

(1)

再以同样的方法逐层往上计算二级模糊矩阵，结合准则层评价因素权重W 得到准则层对应于目标层的模糊评估向量：

V =WR =(r ₁,r ₂,r ₃,r ₄)

(2)

(2) 确定评价指标隶属度

刘丽芳走到茶几边，从茶几上拿起手机，拨通了那个她最为熟悉的号码，没等响过三声，就把电话挂了。还是你们亲口跟他说吧，刘丽芳说。刘丽芳话音刚落，手机里突然传出《后来》的来电铃声。《后来》是刘丽芳最爱听的歌曲之一。手机屏上显示着丈夫彭伟民的号码，为了让欧阳锋夫妇听到丈夫的具体意见，刘丽芳按下了免提键。

根据本文确定的两栖装甲车系统效能评估指标体系，建立如图2所示的综合评价模型。

图2 模糊综合评价模型

2.2 改进的层次分析法计算指标权重

传统AHP法依据专家对评估指标的客观判断来构造判断矩阵，但没有考虑到所作出判断的可靠性。因此，本文利用Z-Number结合AHP法作出改进，对判断矩阵中的每一个元素增加可靠性这一信息。

可靠性采用5刻度层次，具体如表3所示。

美国控制论专家Zadeh教授在2011年提出两级模糊数Z-Number这一数学概念。Z-number由一对模糊数组成，即其中是描述客观事物模糊属性的模糊数，是对的描述的可靠性测度，显然，这样的两级模糊数较之于传统的一级模糊数在解决模糊问题时能包含更多的判断信息，针对模糊事物有更好的表达能力。

通州区河流水系较为发达，大部分河堤路可改造成景观绿道，原有路由宽度较窄时，可改造成图4(a)所示断面，打造慢性交通系统，仅供行人和非机动车走行，以休闲观光为主要功能；原有路由宽度较为适宜时，可划分出双向两车道的断面形式，如图4(b)所示；图4(c)为改造的于家务乡凤港减河绿道示意图.

加入Z-Number的AHP法来计算指标权重的具体计算步骤如下：

(1) 建立重要性标度、可靠性测度的标准

重要性标度采用常用的9刻度标度^[5]，每个标度都是三角模糊数，如表2所示。

表 2重要性判断尺度表

一次，江北连年歉收，米贩纷纷到江南收购粮食。江南人怕米价高涨，禁止大米出境，结果形成诉讼。米贩求助于“疙瘩老娘”，“疙瘩老娘”索要三千两银子，写了张状子呈上。次日，衙门就下令不得阻止粮食出境。

表 3可靠性判断尺度表

对脉压雷达的多相位分段调制干扰主要分为信号分段、相位调制、信号采样和信号合成四个步骤[11]，如图1所示。

判断矩阵中的所有元素为两级模糊数，有表示重要性的模糊数和表示其判断可靠性的模糊度其含义为对同层的各个指标相对于上一个层次中的某一准则的重要性程度两两比较后，分别对照9刻度标度和5刻度标度构造的模糊数和假设某层有n 个指标，那么模糊判断矩阵的形式如下：

(3)

式中：皆为三角模糊数。由刻度层次设置的对称性以及判断矩阵的构造可知，所有的判断矩阵为三角模糊数互补判断矩阵。

(3) 模糊判断矩阵的一致性检验

由互补判断矩阵的一致性检验方法^[7]可知，若三角模糊数互补判断矩阵的质心矩阵为满意一致性矩阵，则三角模糊数互补判断矩阵为满意一致性矩阵，因此此处只需要计算矩阵的质心矩阵对互补判断矩阵进行一致性检验及调整。

(4) 基于Z-Number的模糊数权重^[6]计算

第i 个指标的模糊权重为：

(4) 建立模糊矩阵

(4)

接着通过模糊数排序^[7]及归一化将模糊权重转化为一个具体数值，这个数值即为各个指标的最终权重。

在文言文的教学过程中，教师还要善于采取适合学生学习的策略，培养学生自主学习文言文的能力。教师可以给学生设计几个问题，然后给学生足够的思考空间，让学生带着问题主动思考、积极探究解决问题。例如，教师在讲解《荆轲刺秦王》时，可以给学生设置如下几个问题：“1.荆轲为什么要刺杀秦王？2.荆轲通过什么方式刺杀秦王？3.荆轲刺杀秦王的结果如何？造成这一结果的原因是什么？”学生对通过这些问题的思考和探究得出最终的结论，在这一过程中学生自主学习的能力也大大提高了。

3 某型两栖装甲车系统效能评估实例

(1) 评估指标权重计算

以专家打分的形式对准则层的火力特性B ₁、机动特性B ₂、生存能力B ₃、防护能力B ₄、反侦察能力B ₅打分，得出准则层的各项指标对于目标层的重要性判断。判断矩阵中的每个元素都是两级模糊数：

Z =[Z _ij ]_5×5=

根据权重公式计算各指标的模糊权重^[8]，并经过模糊排序及归一化得结果如下：

W =

[0.240 0 0.198 6 0.295 4 0.152 6 0.113 4]

用同样的步骤得到指标层的各项指标权重如下：

从表4可知，五个影响因素中，因素A即酶用量有显著影响，因素B、C、D、E即液料比、超声波功率、超声波处理温度和超声波处理时间的影响均未达到显著水平.从F值大小可看到，五个因素的影响主次次序为：A>C>D>E>B.

W ₁=[0.357 5 0.202 9 0.327 4 0.112 2]

W ₂=[0.182 10.193 70.224 50.215 50.184 2]

W ₃=[0.387 8 0.241 0 0.371 2]

W ₄=[0.330 4 0.351 2 0.318 4]

W ₅=[0.225 6 0.278 1 0.220 1 0.276 2]

(2) 确定指标隶属度

如果说走进西藏，最初是出于生物学家的使命感，被这片土地的生物多样性资源吸引，那么钟扬一次次决定留下来，扎根高原，播种未来，则是听从于这片土地的深情召唤。

采用上述的关于定量、定性指标的确定方法，并邀请10位有关专家对某型两栖装甲车的各项指标进行评价，可得如下各项指标的隶属度。

(2) 构建判断矩阵

由隶属度可得一级模糊矩阵如下：

(3) 模糊综合评价

(4) 构建系统效能多指标综合评估模型

钢结构框架结构是适用于广泛的应用范围。除了被用于一般单层工业厂房，它也可用于大跨度和高度大的提升桥式起重机的工业厂房。当主要承重结构为单跨或多跨结构、具有轻型屋盖和轻型外墙、无桥式吊车或有起重量不大于20t的A1～A5工作级别桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层房屋结构采用门市刚架比钢结构更经济。当基础的不均匀变形大时，它是优选采用铰接框架或类似物，其是不敏感的不均匀变形。

构建二级模糊矩阵R 如下：

结合准则层的权重集合可得到二级模糊综合评价向量V 如下：

V =WR =[0.694 8 0.195 6 0.074 2 0.035 4]

对于最后的模糊总评价，最常见的处理方法^[9]是采用最大隶属度原则，可得出最后评估结果及相应评语，本文选择如下公式的计算方法求得最后的系统效能综合评估值，该方法相较最大隶属度原则能够得出更具体的评估值：

(5)

式中：d _i 和为评语等级集合区间的上下限。

代入具体数据得到最后的系统效能评估值为：e =89.436。

(4) 评估结果分析

比对评估结果的划分区间，可知该型两栖装甲车系统效能评估的综合评估等级为“较强”，总体上来说性能属于较高的水平。另外，为了具体分析该型两栖装甲车的子系统效能，可以对以上所求的准则层模糊评价矩阵进行计算，获得每个子系统效能的模糊评估值，计算结果如表4所示。

表 4准则层评估结果

由表4分析可知，该型两栖装甲车的火力特性、机动特性、防护能力都处于最高水平，生存能力差强人意，需要着重注意和提高的是一般水平的反侦察能力，部队在改造使用该型两栖装甲车时可以从通信水平、信息处理效率、情报预警等方面入手^[10]，配备信息化指控设备，提高信息的收集、加工、传输水平，从而加强车辆的整体系统效能，使其在未来的作战中能够发挥更好的作用。

经过多年努力,中国应对气候变化工作取得重大进展,已经成为最大的碳减排国,各项约束性指标基本如期实现,建立起较为完备的应对气候变化顶层设计,能力建设不断提高。

4 结束语

本文根据两栖装甲车辆的作战任务和能力构成特点，从5种能力入手建立了相应的系统效能评估指标体系，引入两级模糊数的概念，采用改进后的层次分析法计算各个指标权重，并构建了模糊综合评价模型对某型两栖装甲车的系统效能进行了实例评估。基于Z-Number的AHP法在一定程度上弥补了传统AHP法存在的模糊信息不完全、主观性较强的不足，其结果更让评估者信服，检验了该评估算法和模型的有效性和可用性，为两栖装甲车在未来的两栖作战运用中提供了一份重要数据支撑，也为其他武器的系统效能评估提供了一份有价值的参考。

1.3 数据处理 采用 Microsoft Excel 2003 和DPS 9.0 进行数据处理和分析。

参考文献

[1] 谭乐祖，杨明军，向迎春.武器系统效能评估方法研究[J].兵工自动化，2010，29(8)：13-15.

[2] 苏飞.炮兵旅作战能力评估[D].南京：南京理工大学，2011.

[3] 刘芬良，罗权，李泽恩.某型两栖装甲车作战效能评估模型[J].火力与指挥控制，2014，39(2)：169-172.

[4] 李少华，杨奕飞，凌晓冬.基于模糊综合评价的海基测控系统综合效能评估[J].火力与指挥控制，2016，41(12)：158-161.

[5] 罗宇.防空导弹武器系统效能评估研究[D].西安：西北工业大学，2016.

[6] 吴军，董星.基于三角模糊数层次分析法的武器系统效能评估方法研究[J].中国机械工程，2013，24(11)：1442-1446.

[7] 张吉军.模糊一致判断矩阵3种排序方法的比较研究[J].系统工程与电子技术，2013，25(11)：370-1372.

[8] 郑锦，王宇.基于层次分析法的水面舰艇作战效能评估[J].自动化与仪表，2017(6)：23-27.

[9] 张南，牛腾冉，徐建华.基于模糊综合评价法的某型布雷装备系统效能评估[J].兵器装备工程学报，2017(8):31-37.

[10] 张振涛，海洋环境下武器装备作战效能评估与系统实现[D].南京：东南大学，2015.

Effectiveness Evaluation of Amphibious Armored Vehicle System

WANG Tong,ZHOU Qing-jun,TU Jian-ping

(Jiangsu Automation Research Institute,Lianyungang 222006,China)

Abstract :By analyzing the characteristics of operational capability of amphibious armored vehicles,the system effectiveness evaluation index system is established.The weight of each evaluation index is calculated by adding the improved Z-Number analytic hierarchy process (AHP),and a fuzzy comprehensive evaluation model is constructed to realize a set of programs evaluating system effectiveness of amphibious armored vehicle.This evaluation method solves the defects of fuzzy information uncertainty and more subjective in traditional AHP.The evaluation results are intuitive and clear,and the actual performance of the equipment is met.

Key words :amphibious armored vehicle;Z-Number;analytic hierarchy process;fuzzy comprehensive evaluation

中图分类号： E923.16

文献标识码： A

文章编号： CN32-1413(2019)03-0021-05

DOI :10.16426/j.cnki.jcdzdk.2019.03.005

收稿日期: 2019-02-21

标签：两栖装甲车论文;  Z-Number论文;  层次分析法论文;  模糊综合评价论文;  江苏自动化研究所论文;