一种基于PCM-TOPSIS法的导弹系统效能评估方法

摘要

本发明公开了一种基于PCM‑TOPSIS法的导弹系统效能评估方法，包括步骤：建立导弹系统效能评估指标体系，根据该体系建立导弹系统效能评估矩阵；利用极值归一化方法对所述导弹系统效能评估矩阵进行归一化；基于PCM准则并通过所述归一化的导弹系统效能评估矩阵计算导弹系统效能评估指标的权重；根据所述权重获得赋权后的导弹系统效能评估矩阵；根据所述导弹系统效能评估矩阵确定导弹系统效能评估的正负理想解；根据所述正负理想解的误差定义各均值距离，构建各均值距离的评价模型，并给出导弹系统效能评估结果。本发明解决了导弹系统效能评估中指标赋权的问题，能够科学、合理和全面地评估导弹系统的效能。

说明书

技术领域

本发明属于系统性能评估领域，尤其涉及一种基于PCM-TOPSIS法的导弹系统效能评估方法。

背景技术

导弹系统性能评估是应用科学的分析方法和先进的计算工具，能真实、客观、可靠和合理地评估导弹系统性能的好坏，为导弹系统的论证、设计研制、装备部署和作战使用提供决策依据。

目前，导弹系统性能评估方法主要有AHP法，模糊AHP法，模糊算术运算法、模糊数排序法、ADC法、TOPSIS法和ELECTRE法等。但上述方法在应用中仍然存在一些问题。例如，AHP法中比较、判断、结果均为粗糙，难以适合精度要求高的评估问题；ADC法对于维数较多的大型系统评价比较困难等。

发明内容

针对现有的导弹系统效能评估方法中评估结果误差较大，评估结果较为主观的问题，本发明提供了一种基于PCM-TOPSIS法的导弹系统效能评估方法。

本发明是这样实现的，一种基于PCM-TOPSIS法的导弹系统效能评估方法，该方法包括以下步骤：

S1、建立导弹系统效能评估指标体系，根据该体系建立导弹系统效能评估矩阵；

S2、利用极值归一化方法对所述导弹系统效能评估矩阵进行归一化；

S3、基于PCM准则并通过所述归一化的导弹系统效能评估矩阵计算导弹系统效能评估指标的权重；

S4、根据所述权重获得赋权后的导弹系统效能评估矩阵；

S5、根据所述导弹系统效能评估矩阵确定导弹系统效能评估的正负理想解；

S6、根据所述正负理想解的误差定义各均值距离，构建各均值距离的评价模型，并给出导弹系统效能评估结果。

优选地，所述步骤S2具体为：

假设有n个评估对象A

对于效益型指标、对成本型指标分别进行归一化，根据上述导弹系统效能评估初始矩阵可得归一化后的导弹系统效能评估矩阵。

优选地，所述步骤S3具备包括以下步骤：

S31、构建导弹系统效能评估指标属性矩阵：

S32、基于PCM准则构建指标权重竞争矩阵；

S33、计算指标权重竞争矩阵的特征向量，对该特征向量归一化得到对应指标的权重，综合得到导弹系统效能评估指标的权重。

优选地，所述步骤S6具体为：

S61、计算正理想解和负理想解误差；

S62、定义正理想解和负理想解的各均值距离，各所述均值距离分别为迭代中距距离、几何平均距离、调和平均距离、算术平均距离和均方根距离；

S63、分别建立各均值距离的评价模型，根据该评价模型给出导弹系统效能评估结果。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明基于PCM-TOPSIS对导弹系统效能进行评估：首先，提出了一种基于PCM准则的导弹系统效能评估指标权重计算方法，解决了导弹系统效能评估中指标赋权的问题；其次，本发明提出利用不同的均值模型计算待选方案与正负理解间的距离，分析了不同距离时对评估结果的影响，然后，本发明基于不同均值距离设计了导弹系统的效能评估模型，能够科学、合理和全面地评估导弹系统的效能。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图；

图2是本发明方法实施例中示意性的导弹系统效能评估指标体系；

图3为本发明效果实施例中实例性的空地导弹系统性能评估指标体系。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

本发明公开了一种基于PCM-TOPSIS法的导弹系统效能评估方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1、建立导弹系统效能评估指标体系，根据该体系建立导弹系统效能评估矩阵

在步骤S1中，针对特定的导弹系统，给出具体的评估指标体系以明确本发明的具体运用范围。例如，本发明实施例所提供的如图2所示的导弹系统效能评估指标体系X。

在此基础上，假设有n个评估对象A

S2、利用极值归一化方法对所述导弹系统效能评估矩阵进行归一化

在步骤S2中，利用极值归一化方法对导弹系统效能评估矩阵进行归一化X

对于效益型指标，通过下式进行归一化：

同理针对成本型指标，则用下式进行归一化：

因此，可得归一化后的导弹系统效能评估矩阵为：

S3、基于PCM准则并通过所述归一化的导弹系统效能评估矩阵计算导弹系统效能评估指标的权重

在步骤S3中，基于PCM准则计算导弹系统效能评估指标的权重

S31、构建导弹系统效能评估指标属性矩阵

由式(1)可得，导弹系统效能评估指标属性矩阵为：

S32、基于PCM准则构建指标权重竞争矩阵

令m(p,q；A

显然由式(6)可知，当m(p,q；A

根据式(6)可得n个被评系统中指标C

根据式(6)和式(7)，整理所有指标之间的比较结果，从而得到了基于PCM准则的指标权重竞争矩阵M

为了确保基于PCM准则的指标权重竞争矩阵M

S33、计算指标权重竞争矩阵的特征向量

计算指标竞争矩阵的特征向量：

M

其中，w

进一步对式(9)进行归一化，得到对应指标的权重：

综述可得导弹系统效能评估指标的权重

S4、根据所述权重获得赋权后的导弹系统效能评估矩阵

在步骤S4中，根据步骤S3中得到的权重，可得赋权后的导弹系统效能评估矩阵V＝diag(W)×X

S5、根据所述导弹系统效能评估矩阵确定导弹系统效能评估的正负理想解

当C

当C

S6、根据所述正负理想解的误差定义各均值距离，构建各均值距离的评价模型，并给出导弹系统效能评估结果

S61、计算正理想解和负理想解误差

首先定义第i个系统对应的第j个指标与正理想解和负理想解的误差：

进一步定义正理想解和负理想解的迭代中距距离、几何平均距离、调和平均距离、算术平均距离和均方根距离。

S62、迭代中距距离

根据式(14)可得迭代中距距离为：

S63、几何平均距离

根据式(14)可得几何平均距离为：

S64、调和平均距离

根据式(14)可得调和平均距离为：

S65、算术平均距离

根据式(14)可得算术平均距离为：

S66、均方根距离

根据式(14)可得均方根距离为：

由式(19)可知，均方根距离与经典的TOPSIS法中的距离一样。综述可得不同均值距离的评价模型，见表1：

表1不同均值距离条件下的评价模型

效果实施例

本效果实施例对应上述方法实施例的步骤进行相应的操作。具体为：

在步骤S1中，以空地导弹系统效能的评估为例说明本发明的优越性。首先构建空地导弹系统效能评估指标体系，如图3所示。

分别选取四型第四代中远程空地导弹进行评估，即AGM-84E、AGM-158、APACHE-AP和KEPD350，对应的导弹数据如表2所示：

表2四型中远程空地导弹的数据

在步骤S2中，利用极值归一化方法对导弹系统效能评估矩阵进行归一化，结果如表3所示：

表3四型中远程空地导弹数据归一化值

在步骤S3中，基于PCM准则计算导弹系统效能评估指标的权重

S31、由式(5)可得，导弹系统效能评估指标属性矩阵为：

S32、由式(6)和式(7)可得，基于PCM准则的指标权重竞争矩阵：

S33、计算指标权重竞争矩阵的特征向量：

W＝[0.0766,0.1696,0.1077,0.2036,0.1262,0.1916,0.1247]

S4、根据S3中得到的权重，可得赋权后的导弹系统效能评估矩阵；

S5、根据赋权的导弹系统效能评估矩阵，确定导弹系统效能估的正负理想解：

S

和

S

S6、基于均值距离构建导弹系统效能评估模型，最后给出导弹系统效能评估结果，如下表4所示：

表4四型中远程空地导弹系统效能评估结果

显然，AGM-158＞KEPD350＞APACHE-AP＞AGM-84E。

可见，导弹AGM-158的系统效能最优，这与实际相符。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。