ANP的指挥控制系统作战效能评估

Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｒ．２００７ 火力与摺挥控制ＦｉｒｅＣｏｎｔ’０１ａＩ１ｄ〔知切。妞口ｄ０Ｊｎｔ功１第３２卷第Ｈ期 ２００７年１１月

文章绷号：１００２一０６４０（２００７）１１一００７７一０４

ＡＮＰ的指挥控制系统作战效能评估

汪彦明，徐培德

（国防科技大学信息系统与管理学院，湖南长沙４１０７３）

摘要：通过分析指挥控制系统的结构，提出了影响其作战效能的指标集。针对系统的特点选定了基于网络层次分析法（ＡＮＰ）的评估方法，确立了评价准则。建立了ＡＮＰ控制层和网络层模型，并且利用计算极限超矩阵的方法对单个准则下各方

案的作战效能进行排序。最后通过对单个准则下的排序向量进行加权求和获得指挥控制系统作战效能的排序向量。 关扭词：指挥控制系统，作战效能，・网络层次分析法（ＡＮＰ），评估 中圈分类号：Ｎ９４５文橄标识码：Ａ

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ０ＰｅｒａｔｉｏｎａｌＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ

ｏｆＣｏｍｍａｎｄ＆ＣｏｎｔｒｏＩＳｙｓｔｅｍＵｓｉｎｇＡＮＰ

ＷＡＮＧＹａｎ－ｍｉｎｇ，ＸＵＰｅｉ一ｄｅ

（〔七止几邵ｏｆｌ，ｌｆｏ丽‘‘。与３ｔ‘爪ａ，己似‘。ａ尹ｍｅ心川口‘。。ＩＵ。加．ｏｆ及少汕‘了‘动侧法〕舒，Ｃ六ａ略：人ａ４ｌｏｏ７３，以矛ｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｏｎｉｎｄｅｘｓｅｔｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｏｍｍａｎｄａｎｄ

ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂｙａｎａｌ姆ｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｃｈｏｓｅｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎａｎａ１ｙｔｉｃ

ｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｃｅｓｓ（ＡＮＰ）ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｓｙｓｔｅｍ，ｓｅｔｕｐｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｖｅｌａｎｄｎｅｔｗｏｒｋ

ｌｅｖｅｌｂａｓｅｄｏｎＡＮＰ，ａｎｄｓｅｑｕｅｎｃｅｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｐｌａｎｓｕｎｄｅｒｓｉｎｇｌｅｃｒｉｔｅｒｉＯｎｂｙ

ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｓｕｐｅｒ一ｌｉｍｉｔ一ｍａｔｒｉｘ．Ａｔｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｖｅｃｔｏｒｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｏｍｍａｎｄ

ａｎｄｃｏｍｃｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂｙｗｅｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｓｕｍｍａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｖｅｃｔｏｒｕｎｄｅｒｓｉｎｇ１ｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．

Ｋｅｙ仰ｒｄｓ：ｃｏｍｍａｎｄ＆ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｏＰｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ＡＮＰ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ

引言

指挥控制系统的效能评估对于有效提出指挥控

制系统的作战需求、规划指挥控制系统建设、研究新

战法、制定装备发展计划等具有重要的意义，是我军

巫待解决的课题。系统效能是系统能力的多元度量，

由于研究角度的不同，效能具有不同的内涵和测度。

关于武器系统综合效能的定义，目前没有一个统一

的标准，大多数文献认为是：“武器系统在一定条件

下，满足一组特定任务要求的可能程度”图。目前，指

挥控制系统效能的评估主要借鉴武器装备系统的效

能评估模型与方法，而研究针对指挥控制系统综合

效能评估的方法还不多见。

本文研究使用网络层次分析法（ＴｈｅＡｎａｌｙｔｉｃ

收稿日期：２０６一０２一１，修回日期：２００６一１１一１９

作者简介：汪彦明（１９８小），男，甘甫天水人，硕士研究

生，主要研究方向：军事适筹。ＮｅｔｗｏｒｋＰｒｏｃｅｓｓＡＮＰ）进行指挥控制系统作战效

能评估的方法。网络层次分析法是美国ＴｈｏｍａｓＬｓａａｔｙ教授于１９９６年提出的一种适应复杂结构的

决策科学方法，它考虑了因素间的依赖性和反馈性，

对各因素以１一９为标度进行量化，进行两两比较，

最后进行综合排序，是科学的实用决策方法。本文把

ＡＮＰ方法引人指挥控制系统作战效能的评估中，通

过计算极限超矩阵对各方案的作战效能进行排序，

从而获得评估结果。

１指挥控制系统评估过程分析

１．１指挥控制系统特点

＿系统是相互作用的诸元素的综合体，也可以说

是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的

具有特定功能的有机体，而且一个“系统”本身又是

它所属的更大系统的组成部分图。任何一个系统都

有以下几个特征：整体性、集合性、相关性、可分解性

万方数据

．７８．（总第３２一１３６２）火力与指挥控制２００夕年第１１期

和对环境的适应性。 指挥控制系统是一个复杂系统，因此可以从系

统学的观点出发，用一般系统理论和方法来研究指

挥控制系统的一些问题。指挥控制系统作战效能作

为系统功能的综合体现，可以采用一般系统综合评

价的方法技术进行评价分析。一般系统综合评价的

方法、技术、软件等都可以用于指挥控制系统作战效

能综合评价，但是由于指挥控制系统自身的特点，系

统作战效能的综合评价又有其特殊性：

１）影响指挥控制系统作战效能的因素众多，各

因素之间存在相互影响。这就为建立树状的综合评

价指标体系带来了困难。

２）到目前为止，各种因素影响系统作战效能的

大小、机理等都研究得不很清楚，因此，如果强行割

裂各因素之间的相互影响关系，可能造成评估结果

不能正确地反映系统特性。

１．２应用ＡＮＰ方法评估指挥控制系统作战效能的

过程 ＡＮＰ方法评估指挥控制系统的过程如下：

１）建立ＡＮＰ网络模型：主要工作包括：确定评

估因素、确定元素组间权重、确定评估目标和评估准

则、建立网络模型；

２）构造极限超矩阵：主要工作包括：建立元素判

断矩阵、计算全部判断矩阵、构造极限超矩阵。

３）计算最终排序：主要工作包括：构造单准则下

排序序列、构造多准则下的排序序列。

具体过程如图１所示：输能力指标（Ｂ３）、信息服务处理能力指标（Ｂ４）、信

息安全能力指标（ＢＳ）。各指标集包含的指标如表１

所列：

襄１指挥控制系统作战效能指标集

指标集指标名称指标

编号指标集指标名称指标

编号

建立Ａ叫Ｆ网络模型确定评估指标元素一襄寡羲

｛暑建立洲网肇俱｛压懂！计算

构造极限超矩 阵魏袭架构浩超矩 阵｛构二。｛限秘矩【阵爵蓬犁，碑‘

计稼最终拜卜序构造综合排序向量 生存能力Ｃｌ信息传输容量ｃ１３系统安使用寿命ｃＺ信息服通信服务量ｃ１４全能力故障率Ｃ３务处理机动通信能力ｃ１５

指标维修能力Ｃ４能力信息融合能力ｃ１６ 信息获取范围ｃｓ指标信息处理速度ｃ１７信息获信息分辨率ｃ６信息安信息处理类型ｃｌｓ

取能力信息获取精度ｃ７全能力信息服务类型ｃｌｇ 指标信息获取概率ＣＳ指标信息服务速度ｃ２０

信息获取速率ｃｇ方案集抗干扰能力ｃ２１信息传实时传输能力ｃ１０纠错能力ｃ２２输能力传输覆盖能力Ｃｌｌ保密能力ｃ２３

指标信息传愉速率ｃ１２作战效能Ｍ

２．２指挥控制系统作战效能指标的ｔ化分析

指挥控制系统的作战效能指标分为两类：一类

是可量化的指标，即其表示的值是实数，其大小是有

确切意义的，比如：通信卫星传输信道的带宽、传输

网络的吞吐量等；另一类是序化的指标，即指标的数

值（或量值）表示的是一种顺序而不是大小。例如，描

述指挥控制系统抗毁能力（或生存能力）强、较强或

较差，不能确切地说明其能力的量值是多少，只能表

示其能力高低的等级而不能直接用来对其作战效能

进行评估，因此这类指标在进行效能评估前必须将

其量化。

１）定量指标的无量纲化模型

、“，，一二，．，、＿．＿Ｘ气Ｕ比但一型误型：也今笼厂 ‘飞０ Ｘ：指挥控制系统指标的实际值；Ｘ：系统完成

任务所需的指标的理想值。

（丝（２，“多多益善”型模”：“一｛之。Ｘ（Ｘ。

Ｘ＞Ｘ。

图１应用ＡＮＰ方法进行指挥控制系 统作战效能评估的过程

２建立指挥控制系统作战效能评估的

ＡＮＰ模型

２，１确定评估因素 经过对指挥控制系统结构的分析，确定了影响

指挥控制系统作战效能的指标集。主要包括：系统安

全能力指标（Ｂｌ）、信息获取能力指标（Ｂ２）、信息传 Ｘ：指挥控制系统指标的理想值；Ｘ。：指标的实

际值。 该模型适用于多多益善的指标，当指标的值大

于理想值时，就认为其效能为１；当小于理想值时，

就用除法模型来计算．

２）定性指标的量化评估模型

作战效能指标体系中有一部分指标不易量化而

只能定性描述，如信息融合能力、精确信息管理能力

等指标，这些指标很难用量化模型将其进行无量纲

化处理，在此可以用专家法将其量化。

万方数据

汪彦明，等ＡＮｆ的指挥控制系统作战效能评估（总第３２一１３６３）

２３权重的确定

ＡＮＰ的一个重要步骤就是在一个准则下，受

支配元素进行两两比较，由此获得判断矩阵２，但

在ＡＮＰ中被比较元素之间可能不是独立的，而是

相互依存的，因而这种比较将以两种方式进行：

Ｄ直接优势度。给定一个准则，两元素对于该

准则的重要程度进行比较；

２）间接优势度。给出一个准则，两个元素在准

则下对第三个元素（称为次准则）的影响程度进行

比较。例如要比较甲、乙两成员对商品营销能力的优

势度。方法之一，可通过对其董事长所取的营销策略

的影响力比较而间接获得。前一种比较适用于元素

间互相独立的情形，第二种比较适用于元素间互相

依存的情形。

２．４建立ＡＮＰ网络模型

表２军事卫星作战效能评估准则

评估准则评估准则编号权重

情报侦察能力尸：丙

通信保障能力尸：口： 导航定位能力尸，‘ 气象保障能力尸。内 测绘测地能力Ｐ：几

１）确立模型的目标和准则

，目标：指挥控制系统作战效能评估。

，准则：准则就是标准，指挥控制系统的作战

效能评估准则是指对系统进行作战效能评估时，必

须考察的几项系统能力．

本文对指挥控制系统的作战效能依据如表２所

列的准则进行评估：

２）建立评估模型

通过分析比较，建立了网络内部具有依赖关系

的ＡＮＰ模型如图２所示：３构造极限超矩阵

３．１构造判断矩阵

选取网络层中的元素组系统安全能力指标集

Ｂｌ，以控制层元素情报侦察能力（尸１）为准则，以网

络层元素组信息获取能力指标集（Ｂ２）中的元素信

息获取范围（ＣＳ）为次准则，元素组Ｂｌ中的元素按

其对ＣＳ的影响力大小进行间接优势度比较，即构

造ｐｌ下判断矩阵：

表３准则Ｐｌ下元素组月１针对ＣＳ的判断矩阵

ＣＳＣＩＣＺＣ３Ｃ４归一化特征向量

ＣＩＷＩＳ）

ＣＺＷ乏５） Ｃ３ｗ轰吕， Ｃ４Ｗ二５，

并由特征根法得排序向量：

（ＷＩ，，，Ｗ轰５，，Ｗ；‘，，ｗ；，，）丁

同理，元素组Ｂｌ中的元素按其对元素组ＢＺ中

的元素Ｃ６的影响力大小进行间接优势度比较并构

造判断矩阵，可以获得排序向量：

（Ｗ；‘，，Ｗ互‘，，ｗ；‘，，ｗ二６，）ｒｏ

３．２构造超矩阵

对Ｂｌ中的元素，以尸１为准则，分别以ＢＺ中的

每一个元素为次准则计算排序向量。可以得到Ｗｌ，：

ＷＩ：＝严；‘’Ｗ｛‘’ＷＩ”ｗ；”ｗ；引

｛竺’衅’Ｗ岁ｗ岁畔’

１竺’衅’Ｗ岁ｗ岁ｗ岁廿Ｖ岁Ｗ岁Ｗ岁Ｗ洲Ｗ岁

这里ＷＩ：的列向量就是系统安全能力因素集

（Ｂ玲中的元素：生存能力Ｃｉ、使用寿命ＣＺ、故障率

Ｃ３、维修能力Ｃ４，对信息获取能力元素集（Ｂ２）中的

元素信息获取范围ＣＳ、信息分辨率Ｃ６、信息获取精

度Ｃ７、信息获取概率ＣＳ、信息获取速率Ｃｇ的影响

程度排序向量。若ＢＺ中元素不受Ｂｌ中元素影响，

则Ｗ１２二。。这样最终可获得准则情报侦察能力

（Ｐｌ）下的超矩阵Ｗ。

Ｍ，“・几ｆＣ，“・Ｃ二

巴占

一叹Ｍｌ

｝ｗ；’“‘

四％执 ｗ甘，气

ｗ气气

ｗ乌气叭ｃｌ・ｗ叮２３

ｗ岑１

Ｗｃｌｃｌｗ气几３

ｗｃｌ几：

图２指挥控制系统作战效能评估的Ａ到１膜型 ＷｃＺ。气Ｗｃ：。ｃｌ…Ｗｃ：：几从

三

从

ＣＩ

三

蝙 －一 Ｗ

其中，第从表示第１个方案的作战效能。

万方数据