论文基于模糊层次分析法的指挥信息系统仿真试验可信性评估，该文是关于层次分析法类毕业论文的格式范文与分析法和模糊和评估类自考毕业论文范文.
摘 要：随着指挥信息系统仿真试验的应用,其仿真试验可信性问题越来越成为关注的重点.仿真试验可信性是评价仿真试验成功与否的重要指标.本文基于模糊层次分析法的思想和原理,结合指挥信息系统仿真试验过程,建立了指挥信息系统仿真试验可信性评估指标体系,并结合炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验实例进行了验证,对如何评估指挥信息系统仿真试验可信性做了一定的研究和探讨.
关键词：指挥信息系统；模糊层次分析法；仿真试验；可信性
中图分类号：TP391.9
文献标识码：A
Credibility Evaluation of the ISR System Simulation Test
Based on the Fuzzy AHP Method
QI Leisheng,ZHANG Xiaona,MEN Xinghuo,LIU Bo
(Luoyang Electronic Equipment Test Center of China,Luoyang 471003,China)
Abstract:With the application of the ISR system simulation test,the credibility of simulation test has increasingly become the focus of attention.And the credibility evaluation is an important index to evaluate the success of simulation test.Based on the principle of fuzzy analytic hierarchy process (AHP),the evaluation index system is established according to the simulation test process of ISR system.Combined with the example of intelligence processing simulation test of the artillery company,this paper conducts some research and discussion on how to evaluate the credibility of simulation test of the ISR system.
Keywords:ISR system;fuzzy AHP;simulation test;credibility evaluation
1 引言(Introduction)
随着计算机技术和建模与仿真技术的飞速发展,在新型指挥信息系统装备采办过程中,仿真试验已成为装备试验与鉴定的一项重要措施.但是随着仿真技术的发展和仿真需求的增加,对指挥信息系统仿真试验结果是否可信、可信的程度如何,关注程度也越来越重视.从某种意义上说,只有保证了仿真系统、仿真试验方案、试验数据等的正确性和可信性,最终得到的仿真试验结果才有实际应用的价值和意义[1-3].如何评估指挥信息系统仿真试验的正确性和可信性是指挥信息系统试验中需要重视和研究的主要问题.可信性评估一方面可以有效地提高仿真试验系统的有效性水平和试验结果的正确性,增强使用者的信心；另一方面可降低仿真试验系统应用的风险,提高系统使用效益[4].
2 指挥信息系统仿真试验可信性影响因素分析
(Analysis of influence factors of credibility
evaluation of the ISR system simulation test)
2.1 指挥信息系统仿真试验过程分析
指挥信息系统仿真试验是指利用仿真技术对实际的指挥信息系统及其技术进行鉴定与评估的一种过程,其本质是系统在仿真条件下的试验活动,包括确定试验对象和目标,建立仿真模型,构建试验环境,设计试验方案,开展仿真试验,采集试验数据,评估试验结果等.指挥信息系统仿真试验连接关系如图1所示.在这种环境下,仿真试验系统主要用于被试指挥信息系统运行所需的外部环境的构建,包括各类ISR、指控、武器等,以及相关蓝方兵力及活动情况.试验运行过程中,在想定的驱动下,为被试装备提供运行所需的激励信息,并能接收和响应被试装备发送的信息和指令,试验组织者利用实时导调功能也可对蓝方的兵力进行导调干预指挥.
图1 指挥信息系统仿真试验连接关系图
Fig.1 The association of the ISR system simulation test
指挥信息系统仿真试验按照其组织过程一般可以分为三个阶段,分别是试验设计与准备阶段、试验实施阶段、试验总结分析阶段,如图2所示[5].
图2 指挥信息系统仿真试验的一般过程
Fig.2 The common process of the ISR system
simulation test
指挥信息系统仿真试验设计与准备阶段,主要进行仿真试验方案设计、仿真试验想定设计和初始数据准备.仿真试验方案主要内容包括需求分析、思路与方法、保障需求、安全风险分析等.仿真试验想定为指挥信息系统仿真试验提供初始条件、参战单位、结束条件等,包括为指挥信息系统仿真试验中仿真系统的运行提供预先安排的一些动作、活动或命令等初始条件和约束条件.初始数据包括基础数据和生成数据两类.基础数据包括地形数据、军标数据、武器装备性能数据等,而生成数据主要是对想定进行细化和结构化后生成的数据,如编制数据、编成数据、部署数据等.
指挥信息系统仿真试验实施阶段主要是按照仿真试验实施方案或试验大纲、细则,进行仿真试验,是从指挥信息系统现场仿真试验开始至试验实施计划中规定的所有试验项目组织完毕的整个过程,是试验鉴定最关键的阶段.
试验总结分析阶段包括仿真结果收集、仿真结果统计分析、撰写试验报告等环节.仿真结果收集是对单次或多次的仿真试验数据进行收集、分类、排序等,选择对最终试验结果有用的数据集.试验结果统计分析,主要是将试验所获取的、经初步处理的大量数据进一步加以整理、加工和处理,应用统计分析和图解分析的方法,把试验数据转换成能够表征试验结果的相关变量,进行定量和定性相结合的分析.然后,与被试装备体系的评估指标、研制总要求和研制任务书中规定的作战要求和相应变量的评定标准进行比较分析,以评价装备体系的战术技术性能和作战效能,鉴定其是否满足作战使用要求,或者评估某装备对整个体系的贡献率.
2.2 指挥信息系统仿真试验影响因素分析
结合指挥信息系统仿真试验的一般过程,对影响指挥信息系统仿真试验可信性的因素进行分析.从试验设计与准备阶段、试验实施阶段和试验总结分析阶段这三个阶段的主要工作可以看出,影响指挥信息系统仿真试验可信性的因素主要是数据、模型、仿真试验系统、仿真结果的可信性.而这些因素又受到诸多因素的影响,因此,仿真试验可信性是大量影响因素共同作用下,描述仿真试验系统与仿真试验目的相适应程度的一个总体指标.
图3 指挥信息系统仿真试验可信性的主要影响因素
Fig.3 The main influence factors of the ISR system
simulation test
由图3可见,数据可信性是仿真可信性的基础,模型可信性是仿真可信性的灵魂,仿真结果是仿真的产物,是模型、数据、仿真试验系统、仿真试验等诸因素的集中反应.数据可信性、模型可信性、仿真试验系统可信性都会对仿真结果产生不同程度的影响；仿真试验设计、试验实施过程、仿真试验结果处理等环节也会影响仿真结果的可信性.如仿真结果的处理过程中可能由于数据的遗漏处理、重复处理、错误处理而使得最终结果和仿真输出不一致,影响仿真的可信性.仿真结果全面反映了仿真全过程的影响,在某种程度上甚至可以说,仿真结果的可信性就代表了仿真可信性.
数据可信性是指仿真试验中使用的数据,对仿真满足仿真应用目的的影响程度.这里所说的数据,指的是用于支持模型运行的数据,而不包含仿真结果数据.
模型可信性是指仿真试验中所用的模型,对仿真满足仿真应用目的的影响程度.
仿真试验系统可信性是指仿真试验系统的结构及运行,对仿真满足仿真应用目的的影响程度.
仿真结果可信性是指在特定的仿真应用目的下,运行仿真试验系统进行仿真试验,产生的试验结果数据对仿真对象客观规律的反映程度.
3 基于模糊层次分析法的指挥信息系统仿真试验
可信性评估(Credibility evaluation of the ISR
system simulation test based on fuzzy AHP
method)
3.1 基于模糊层次分析法的可信性评估方法
模糊层次分析法是层次分析法和模糊综合评判法相结合的方法,主要是为了克服传统层次分析法中人的主观判断、选择、偏好等对结果影响很大的缺点,使评估更加趋于合理.运用模糊层次分析法对仿真试验进行可信性评估分析的评估框架如图4所示.该框架包括评估模型、评估过程和评估方法三个重要组成部分.其中评估模型采用层次分析法构建,各层指标分别为仿真试验可信性的影响因素.评估过程包括指标合成和指标分析,其中指标合成在这里主要指各评估因素的权重计算过程[6,7].
图4 运用模糊AHP进行可信性评估的基本框架
Fig.4 The basic framework of credibility assesent by
fuzzy AHP
运用模糊AHP法进行可信度量化的一般步骤如下[8,9]：
步骤1：自顶向下逐层细化影响仿真试验可信性的指标因素,建立系统的多层次递阶结构,形成可信性评估的因素集U.
步骤2：结合仿真试验目的和专家经验,建立可信性评估的决策集V.
步骤3：选择可信性评估的底层指标进行单因素评判,包括建立单因素评判的因素集和评判集,构造两两对比判断矩阵,计算权重向量,进行一致性检验和计算单因素评判的可信度五部分.
步骤4：逐层计算各层次元素对系统总目标的组合权向量,进行模糊综合评判.
步骤5：对评判结果进行分析和表示.
3.2 指挥信息系统仿真试验可信性评估
3.2.1 层次划分
根据指挥信息系统的级别、试验项目,仿真试验中需采用不同的模型,本文以炮兵连指挥信息系统的情报处理仿真试验为例,对其仿真试验可信性进行分析评估.根据前文分析,影响指挥信息系统仿真试验可信性的主要因素包括四个方面：数据、模型、仿真试验系统、仿真结果.对炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验而言,仿真试验系统中使用的模型主要是红方装备体系模型中的侦察车模型和营指挥车模型,目标情报信息主要由战情产生分系统产生,未使用蓝方装备体系模型.
为简化问题并突出主要因素,在炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验中,仿真试验系统与被试装备之间采用与实装相同的通信链路；仿真试验系统的硬件系统方面采用商用计算机、服务器等设备,其影响可暂时不予考虑；仿真试验系统的软件运行环境,主要有操作系统、数据库等；仿真运行支撑分系统.由于操作系统、数据库等的稳定性都相对较好,对仿真试验可信性的影响很小,主要考虑仿真试验系统的运行支撑分系统的数据传输能力,如丢包率、时延、吞吐量等.
综合以上对某指挥信息系统情报处理仿真试验可信性影响因素的分析,对各因素进行层次分解划分,得出某指挥信息系统情报处理仿真试验可信性层次模型,如图5所示.
图5 XX指挥信息系统情报处理仿真试验可信性评估指标体系
Fig.5 The credibility evaluation index system of XX
ISR system simulation test of information
processing
3.2.2 单因素评判
单因素评判主要用于计算各原子因素的可信度分量.
(1)建立因素集与评判集
由图5可知,对某炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验可信性评估,其因素集如下：
C等于{U1等于数据可信性,U2等于模型可信性,U3等于仿真试验系统可信性,U4等于仿真结果可信性}
U1等于{U11等于基础数据可信性,U12等于模型数据可信性,U13等于生成数据可信性,U14等于仿真管理数据可信性}
……
对于影响炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验可信性的各因素进行单因素评判,本文设定共用一个评判集V等于{V1,V2,V3,V4,V5},包含五个等级,各等级的含义如表1所示.
表1 评判集的划分及其描述
Tab.1 The division and description of the judgement set
评价等级V1V2V3V4V5
描述完全满足
要求较满足
要求基本满足
要求较不满足
要求完全不能
满足要求
(2)构造两两比较判断矩阵
两两比较判断矩阵A等于(aij)n×n,其中aij为因素ui与uj对上一层父因素可信性影响的相对重要性比值,其大小通常采用1—9标度方法和指数标度法,各标度的含义如表2所示,指数标度法的指数取值参考文献[10]中的取值.
表2 指数标度和1—9标度及其具体含义
Tab.2 The method of index scale and 1—9 scale and its
specific meaning
参数k元素i相对于j的重要性aji aji
1—9标度法指数标度法1—9标度法指数标度法
0同样重要1111
1稍微重要31.276511月3日0.78339
2 1.62948 0.61369
3明显重要52.080051月5日0.48076
4 2.6552 0.37662
5 3.38939 0.29504
6强烈重要74.326591月7日0.23113
7 5.52293 0.18106
8 7.05008 0.14184
9极端重要991月9日0.11111
1—9标度方法在用于确定事物的排序上基本合理、可靠,但用它得出的权值计算系数却往往不可靠.在理论上可以证明：指数标度法具有好的衡量标度.因此,在此采用指数标度法.首先还是由专家对评价指标各层上的元素进行分析,按照对上层元素的可信度影响大小的顺序,对同一层上的各元素进行排序.然后利用指数标度法给判断矩阵赋值.由于炮兵连指挥信息系统仿真试验可信性影响因素较多,这里仅对每一层元素给出其中的一个判断矩阵,见表3—表6.
表3 第一层指标判断矩阵C
Tab.3 The judgement matrix C of the first level index
Ui/UjU1U2U3U4
U110.6140.4810.614
U21.62810.7841.276
U32.0801.27611.276
U41.6280.7840.7841
表4 第二层指标U1判断矩阵的指数标度
Tab.4 The judgement matrix C of the second level index
U1i/U1jU11U12U13U14
U1110.3770.6141.276
U122.65411.6281.628
U131.6280.61411.276
U140.7840.6140.7841
表5 第三层指标U11判断矩阵的指数标度
Tab.5 The judgement matrix C of the third level index
U11i/U11jU111U112U113U114
U11111.6282.6542.080
U1120.61411.2761.276
U1130.3770.78411.276
U1140.4810.7840.7841
表6 第四层指标U111判断矩阵的指数标度
Tab.6 The judgement matrix C of the fourth level index
U111i/U111jU1111U1112U1113
U111112.65521.62948
U11120.3766210.61369
U11130.613691.629481
从表中的调查结果可知,对于数据可信性的影响因素,较重要的是数据的正确性；对于模型的可信性影响,其正确性明显比分辨率和精度重要得多,保证模型可信性首先应提高模型的正确性；对于仿真试验系统可信性而言,主要是支撑服务系统和仿真管理的影响,硬件运行环境和软件运行环境的影响很低；对于仿真结果可信性,主要是试验数据处理的正确性.
(3)计算相对权重向量
采用“和法”的特征向量近似计算方法,计算矩阵的特征向量,以D111的特征值计算过程为例：
求得的特征向量为[0.502,0.189,0.308]T,CR等于
-0.000007/0.52等于-0.0000135＜0.1,满足一致性要求.
同理,可求得各指标判断矩阵的特征向量.
(4)计算单因素评判的可信度
应用专家打分法对基础地理信息数据的正确性、精度、完整性做出了评价,组合三个评价向量得到模糊评判关系矩阵如表7所示.
表7 基础地理信息数据可信性评判的模糊关系矩阵
Tab.7 Fuzzy relation matrix for evaluating the credibility
of basic geographic information data
评判目标评判因素及对应权重模糊关系矩阵R
完全满足要求V1较满足要求V2基本满足要求V3较不满足要求V4完全不能满足要求V5
自然环境地理数据可信性正确性
(0.503)0.20.50.20.10
精度
(0.189)0.40.50.100
完整性
(0.308)0.30.40.20.10
3.2.3 综合评判
(1)初级综合评判
为了突出关键因素,同时又兼顾其他因素,在自然环境地理数据可信性初级综合评判中采用主因素突出型算子
(,∨),初级综合评判过程如下：
由上式可知,评判集V中的元素V2对应的隶属值最大,为0.5；按最大隶属度原则,该自然环境地理数据可信性的初级综合评判结果为“较满足要求”.
(2)高级综合评判
高级综合评判建立在初级综合评判的基础上.通过初级综合,我们已将原子因素的评判综合到上一层次；在高级综合评判中,把低一层的评判结果向量作为一个模糊向量,多个低层模糊向量的综合可构成高一层的模糊评判关系矩阵R.对该关系矩阵进行模糊合成运算,可求得高一层的综合评判值.
以数据可信性的第二层因素综合到第一层的模糊评判为例,说明高级综合评判方法的实现.自然环境地理数据可信性是第二层因素集的一个元素,其初级评判结果B等于(0.2,0.5,0.2,0.1,0)可作为第一层数据可信性评判的一个模糊评判向量.以同样的方法分别求出模型数据可信性、生成数据可信性、仿真管理数据可信性的模糊评判向量后,组合所有数据可信性的第二层因素评判向量构成模糊评判矩阵R.针对该矩阵同样选取主因素突出型算
子(,∨),得到数据可信性最终的模糊评判向量B等于AT·R等于
(0.4405,0.3524,0.1381,0.0690,0).根据最大隶属度原则,该数据可信性的最终评判结果为“Vl”；若评判等级用“高”和“低”来描述,则表示具有“极高”的可信度.
4 结论(Conclusion)
最终结果表明,所评估的炮兵连指挥信息系统情报处理仿真试验具有极高的可信性,但需注意限制和约束条件.
通过模糊层次分析法的基本思想和原理,结合指挥信息系统仿真试验过程,对如何评估指挥信息系统仿真试验可信性做了一定的研究和探讨.通过应用模糊层次分析法评价模型,将定性和定量分析有机结合起来,尽量减少了个人主观臆断所带来的弊端,评价结果相对一般评打分等方法更客观,评价结果更可信.
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作者简介：
綦磊升(1980-),男,硕士,工程师.研究领域：指控系统试验.
张晓娜(1981-),女,硕士,助理研究员.研究领域：软件测试.
门星火(1975-),男,硕士,高级工程师.研究领域：系统建模与仿真.
刘 波(1983-),男,本科,工程师.研究领域：指控系统试验.
归纳上述：此文为适合不知如何写分析法和模糊和评估方面的层次分析法专业大学硕士和本科毕业论文以及关于层次分析法论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
1、 绿色服装供应链风险评估的两级模糊层次分析法 一、绿色供应链管理及其相关研究（一）绿色供应链管理当今,环境已成为影响和制约社会经济发展的一个关键因素 随着经济的不断发展,人类社会的生存环境问题日趋严重,因此,资源、环境、人口成为世纪全球关注的热点.
2、 现代通信和通信指挥管理信息系统技术 引言判断一个国家综合水平高低,能否具备良好的通讯手段和指挥管理信息系统技术是一种衡量标准 随着国民经济的不断上升,人们物质生活水平得到日益提高,对现代化信息技术的应用也提出了较高要求,因此,加强现代通.
3、 基于层次分析法的河南跨境电商评价 摘要随着河南省自贸区建立与发展,河南省跨境电子商务的取得了良好健康的发展,但由于河南省的区域位置、农业立省以及各种主客观原因,河南跨境电商的发展面临诸多问题和挑战 在此基础上,通过构建河南跨境电商发展.
4、 基于层次分析法的高校图书馆用户满意度 （信息工程大学图书馆,河南郑州 450001）关键词满意度；高校图书馆；层次分析法；权重摘 要文章以当前高校图书馆的用户满意度为研究对象,通过调查问卷及专家访谈的方式,针对当前用户的满意度情况进行.
5、 移动阅读服务质量测评基于ANP-模糊综合评价法 摘要为探索移动阅读服务质量要素的优势和差异,引导移动阅读市场有针对性地提升服务水平,构建移动阅读服务质量多维度评价体系,文章采用网络分析法（ANP）对评价体系重要性进行评估,然后以掌阅iReader和.