基于模糊综合评价的二次雷达系统效能评估

舒 涛

(中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618307)

0 引 言

二次雷达广泛应用于敌我识别、空中交通管制和信标跟踪等方面，是作战和空中交通管制的重要工具，为作战和飞行提供保障作用。由于二次雷达系统是一个十分复杂的电子信息系统，技术性能指标繁多，影响其效能的因素很多，不同指标代表不同的意义，很多指标都是综合性的指标，具有模糊性。构建科学合理的二次雷达系统效能评估指标体系，建立合适的评估模型是评估二次雷达系统效能的关键。开展效能评估对研究二次雷达系统的发展和建设具有重要的意义和作用，为科学设计、研制提供了可靠依据。

1 二次雷达系统效能评估指标体系

评价指标体系是评估工作的基础，对二次雷达系统开展效能评估，就是估测二次雷达系统顺利完成任务的能力[1-2]。影响二次雷达系统效能的因素很多，衡量系统的指标也很多，应该从不同层次和不同角度来开展评估，评估指标的选取应遵循系统性、简明性、客观性、针对性、可行性、独立性和一致性的原则[3]。采用分析法对二次雷达系统开展分析，从多个层次和角度来评价系统效能，对评价指标进行合理的分级和量化，将影响二次雷达系统效能的评价指标分解为识别能力、信号获取能力、抗干扰能力、系统保障能力和数据传输能力5个一级指标，对每个一级指标进行再分解，形成17个二级指标，二次雷达系统效能评估指标体系见表1。

表1 二次雷达系统效能评估指标体系

2 二次雷达系统效能模糊综合评估模型

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法，该方法以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价对象隶属等级状况进行综合性评价[4]。它评价的结果清晰，适用于模糊的、难以量化的各种非定性问题，对多因素、多层次的复杂问题评价效果好。

2.1 建立评价对象的因素集

因素集是影响评估对象各种因素的一个集合。二次雷达系统效能的因素集是由影响二次雷达系统效能的各种因素组成的集合，设总评价指标为U，是由影响二次雷达系统效能的一级评价指标Ui所组成的集合：

U={U1,U2,…,Um}

(1)

式中：Ui(i=1,2,…,m)代表一级评价指标中的第i个指标，如识别能力、信号获取能力、抗干扰能力等因素。

同时Ui又是由影响二次雷达系统效能的二级评价指标Uik所组成的集合：

Ui={Ui1,Ui2,…,Uik}

(2)

式中：Uik(k=1,2，…，n)代表第i个一级评价指标下的第k个二级评价指标，如最大作用距离、目标检测概率、距离精度等因素。

2.2 建立评价因素的权重集

在进行模糊综合评价时，权重对最终的评价结果会产生很大的影响，不同的权重有时候会得到完全不同的结论[5]。各个因素的权重代表了其在评价中所起作用的重要程度。设二次雷达系统效能评估的一级权重集为：

W={W1,W2,…,Wm}

(3)

Wi={Wi1,Wi2,…,Win}

(4)

2.3 确定评价对象的评语集

评语集是评价者对评价对象可能做出的各种总的评价结果所组成的评语等级的集合[6]。设二次雷达系统效能评语集合为：

V={V1,V2,…,Vn}

(5)

式中：Vj(j=1,2,…,n)代表第j个评价结果；n表示总的评价结果的个数，一般将评价等级划分为3～5个。

2.4 构建评价矩阵

设专家组对Uik项二级评价指标评估为Vj，等级的比例为：

(6)

式中：p为参与评估的专家数；m为对第Uik项指标评估为级的专家数。

二级评价指标评价矩阵为：

Uik={uik1,uik2,…,uikn}

(7)

则Ui的模糊评价矩阵为：

(8)

一级评价指标的综合评价矩阵为：

Ri={ri1,ri2,…,rin}

(9)

Ri=WiDi=(wi1,wi2,…,win)·

(10)

R={R1,R2,…,Rm}

(11)

模糊综合评价矩阵为：

B={B1,B2,…,Bn}

(12)

(13)

2.5 评估结果计算

模糊综合评估结果为：

P=BCT

(14)

式中：C表示分数集，C={C1,C2,…,Cm}，Cj(j=1,2,…,n)表示对应第j级评语的分数。

计算出二次雷达系统效能的模糊综合评价总得分以后，将得分与等级取分表对比，可以得出对应的评价结论。

3 评估实例

对某二次雷达系统的效能进行评估。选取10位专家对某二次雷达系统的各项评价指标进行分别打分，采用定性打分方法，评估出优、良、中、差、劣5种等级，专家组对各项评价指标的评估等级所占比例见表2，对各级指标的权重分配见表3。

表2 某二次雷达系统效能评估指标数据

表3 某二次雷达系统效能评估指标权重

3.1 建立因素集

根据图1和公式(1)、(2)可得，因素集U={U1,U2,U3,U4,U5}；U1={U11,U12,U13,U14,U15}；U2={U21,U22,U23}；U3={U31,U32,U33,U34}；U4={U41,U42,U43}；U5={U51,U52}。

3.2 建立权重集

根据公式(3)、(4)和表3可得权重集为：

W1={w11,w12,w13,w14,w15}=

W2={w21,w22,w23}=

W3={w31,w32,w33,w34}=

3.3 确定评语集

某二次雷达系统效能评估选5级评语，并将5级分为优、良、中、差和劣，根据公式(5)可得，V={V1,V2,V3,V4,V5}={优,良,中,差,劣}，取对应的分数区间集为V={100～90,90～80,80～70,70～60,60～0}。

3.4 构建评价矩阵

根据公式(8)和表2可得二级评价矩阵为：

根据公式(10)、(11)可得一级评价矩阵为：

R={R1,R2,R3,R4,R5}=

根据公式(13)可得模糊综合评价矩阵为：

3.5 评估结果计算

根据公式(14)某二次雷达系统效能评估总得分

P=BCT=[0.485 75 0.251 25 0.140 5 0.068 25 0.054 25][95 85 75 65 30]T=84.103 75，对照等级取分表，评价结论为良，说明某二次雷达系统效能较好，等级为良。

4 结束语

在对影响二次雷达系统效能的各个因素全面分析的基础上，合理选取了各级评估指标，构建了二次雷达系统效能评估指标体系。运用模糊综合评价法建立了评估模型，合理分配了各项指标的权重，通过对某二次雷达系统效能评估实例，验证了评估模型的可行性、有效性，能够客观地对二次雷达系统效能进行评估。