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基于ANP的直升机单机森林灭火训练效能评估

陈杰 刘虎 孙雪 王宁 戴鑫

陈杰, 刘虎, 孙雪, 等 . 基于ANP的直升机单机森林灭火训练效能评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(4): 782-789. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0287
引用本文: 陈杰, 刘虎, 孙雪, 等 . 基于ANP的直升机单机森林灭火训练效能评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(4): 782-789. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0287
CHEN Jie, LIU Hu, SUN Xue, et al. Effectiveness evaluation for single helicopter forest firefighting training based on ANP[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(4): 782-789. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0287(in Chinese)
Citation: CHEN Jie, LIU Hu, SUN Xue, et al. Effectiveness evaluation for single helicopter forest firefighting training based on ANP[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(4): 782-789. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0287(in Chinese)

基于ANP的直升机单机森林灭火训练效能评估

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0287
详细信息
    作者简介:

    陈杰, 男, 硕士研究生。主要研究方向:民用飞机运营支持、仿真训练及其效能评估

    刘虎, 男, 博士, 副教授, 博士生导师。主要研究方向:民用飞机运营支持、体系对抗及复杂系统仿真

    通讯作者:

    刘虎, E-mail:aerodesigner@163.com

  • 中图分类号: V37;N945.16

Effectiveness evaluation for single helicopter forest firefighting training based on ANP

More Information
  • 摘要:

    现有的直升机单机森林灭火训练效能评估方法仅针对取水灭火过程,忽视了其他任务环节对训练效能的贡献,并假设指标间相互独立,因此导致评估指标体系不全面、指标权重分配不合理,评估结果的可靠性低。利用离散事件系统建模理论建立的事件活动流将直升机单机森林灭火训练任务分解成若干相关活动,活动映射法对各活动效能要素进行分析并转化为效能评估指标,最终构建出全面的两维度效能评估指标体系;网络分析法(ANP)的使用考虑了评估指标间具有的依赖和相关关系,对指标权重进行重新合理分配,评估方法更符合问题的实际情况,评估结果更加可信。基于超级决策(SD)软件的案例分析表明,所提出的效能评估方法具有工程应用的可行性和参考价值。

     

  • 图 1  直升机森林灭火的事件活动流

    Figure 1.  Event-activity flow of helicopter forest firefighting

    图 2  两维度效能评估指标体系

    Figure 2.  Two-dimensional effectiveness evaluation index system

    图 3  最终的效能评估指标体系

    Figure 3.  Final effectiveness evaluation index system

    图 4  网络化评估指标体系建立流程

    Figure 4.  Process of establishing networked evaluation index system

    图 5  直升机森林灭火的ANP网络模型

    Figure 5.  Network model of ANP for helicopter forest firefighting

    图 6  SD中的ANP网络模型

    Figure 6.  Network model of ANP in SD

    图 7  指标或指标簇的优势度和一致性检验结果

    Figure 7.  Superiority degree and consistency check results of indexes or index clusters

    图 8  MN机组训练效能对比

    Figure 8.  Comparison of training effectiveness between unit M and N

    图 9  MN机组时间维训练效能对比

    Figure 9.  Comparison of training effectiveness between unit M and N in time dimension

    图 10  MN机组层次维训练效能对比

    Figure 10.  Comparison of training effectiveness between unit M and N in hierarchy dimension

    表  1  各事件和活动的内容

    Table  1.   Content of each event and activity

    事件Ei 事件内容 活动Ai 活动内容
    E1 火灾发生 A1 火情上报
    E2 火灾应急预案响应 A2 灭火指令传达
    E3 直升机组接受任务 A3 灭火任务规划
    E4 任务规划完成 A4 灭火设备检查
    E5 设备检查完成 A5 机组前往水源取水
    E6 取水完成 A6 空中洒水
    E7 判断火场是否扑灭 A7 检查当前燃油量
    E8 判断是否补充燃油 A8 返回机场补充燃油
    E9 燃油补充完成 A9 机组返航
    E10 任务结束
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    表  2  专家系统信息

    Table  2.   Information of expert system

    序号 专家信息 专家权重
    1 领域专家 0.83
    2 领域专家 0.78
    3 博士研究生 0.68
    4 博士研究生 0.66
    5 硕士研究生 0.55
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    表  3  简化的指标关联度矩阵

    Table  3.   Simplified correlation matrix of indexes

    指标 γi, j
    I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9
    I1 0 0 0 0.7 0.7 0.9 0 0
    I2 0 0 0 0.8 0.8 0.9 0 0
    I3 0 0 0 0.6 0.7 0.9 0 0
    I4 0 0 0 0.7 0.8 0.8 0 0
    I5 0 0 0 0 0 0 0 0
    I6 0 0 0 0 0 0 0 0
    I7 0 0 0 0 0 0 0 0
    I8 0 0 0 0 0.9 0.8 0.8 0
    I9 0 0 0 0 0.6 0.9 0.8 0
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    表  4  各指标的稳定权重

    Table  4.   Stable weights of each index

    指标簇 指标 稳定权重
    任务规划 任务规划耗时 0.061
    任务规划最优度 0.177
    设备检查 设备检查耗时 0.046
    设备检查可靠性 0.091
    灭火 灭火比例 0.081
    灭火成本效率 0.081
    灭火耗时 0.071
    灭火策略合理性 0.234
    火情判断准确度 0.158
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    表  5  各效能指标原始数据

    Table  5.   Raw data of each effectiveness index

    机组代号 M N
    任务规划耗时/min 0.9 1.5
    任务规划最优度
    设备检查耗时/min 0.6 0.5
    设备检查可靠性
    灭火比例 0.618 0.721
    灭火成本效率 0.812 0.578
    灭火耗时/min 7.6 9.5
    灭火策略合理性
    火情判断准确度
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  • [1] 徐振我, 翟淑清.直升机森林灭火系列配套装备的研究与应用[J].林业机械与木工设备, 1997, 25(1):24-26. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LJMG199701009.htm

    XU Z W, ZHAI S Q.Research and application of serial matched equipment for helicopter forest firefighting[J].Forestry Machinery & Woodworking Equipment, 1997, 25(1):24-26(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LJMG199701009.htm
    [2] TADASHI K, HIRONORI K, YUSAKU I, et al.Aerial firefighting against urban fire:Mock-up house experiments of fire suppression by helicopters[J].Fire Safety Journal, 2008, 43(5):363-375. doi: 10.1016/j.firesaf.2007.10.005
    [3] SATOH K, KUWAHARA K, YANG K T.A numerical study of forest fire progression and fire suppression by aerial fire fighting[C]//2004 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, IMECE 2004.New York:ASME, 2004:79-86.
    [4] ARENTS R, KLIJN M, ROZA M, et al.Simulation-based concept development and evaluation:Augmented reality to improve communication between helicopter crew during firefighting operations[C]//AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference.Reston:AIAA, 2016:157-165.
    [5] CHEN X M, LIU H, BAI J P, et al.Evaluation model of simulation based training for helicopter emergency rescue mission[J].International Journal of Multimedia and Ubiquitous Engineering, 2015, 10(9):69-80. doi: 10.14257/ijmue
    [6] 邵强, 李友俊, 田庆旺.综合评价指标体系构建方法[J].大庆石油学院学报, 2004, 28(3):74-76. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QUIT201306015.htm

    SHAO Q, LI Y J, TIAN Q W.Establishment of integrated evaluation index system[J].Journal of Daqing Petroleum Institute, 2004, 28(3):74-76(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QUIT201306015.htm
    [7] 韦正现, 宋敏, 印桂生, 等.面向事件活动流的舰艇作战任务效能评估模型[J].系统仿真学报, 2012, 24(7):1438-1442. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ201207016.htm

    WEI Z X, SONG M, YIN G S, et al.Event-active flow oriented naval vessel combat mission effectiveness evaluation model[J].Journal of System Simulation, 2012, 24(7):1438-1442(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ201207016.htm
    [8] 刘思峰, 方志耕, 朱建军, 等.系统建模与仿真[M].北京:科学出版社, 2012:70-73.

    LIU S F, FANG Z G, ZHU J J, et al.Modeling and simulation of system[M].Beijing:Science Press, 2012:70-73(in Chinese).
    [9] 肖田元, 范文慧.离散事件系统建模与仿真[M].北京:电子工业出版社, 2011:6-9.

    XIAO T Y, FAN W H.Modeling & simulation for discrete event system[M].Beijing:Publishing House of Electronics Industry, 2011:6-9(in Chinese).
    [10] 石福丽, 杨峰, 许永平, 等.基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估方法[J].系统工程理论与实践, 2011, 31(6):1086-1094. doi: 10.12011/1000-6788(2011)6-1086

    SHI F L, YANG F, XU Y P, et al.Power index model for operational capability evaluation of weapon equipment based on ANP and simulation[J].Systems Engineering-Theory & Practice, 2011, 31(6):1086-1094(in Chinese). doi: 10.12011/1000-6788(2011)6-1086
    [11] 吴国栋. 基于ANP的武器装备作战能力幂指数评估方法研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2010: 30-33.

    WU G D.Research on power index model of operational capability evaluation of weapon equipment based on analytic network process[D].Changsha:National University of Defense Technology, 2010:30-33(in Chinese).
    [12] 陈可嘉, 于先康.逆向物流服务供应商选择的ANP方法及Super Decisions软件实现[J].福州大学学报 (自然科学版), 2012, 40(1):31-37. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FZDZ201201007.htm

    CHEN K J, YU X K.ANP for selection of reverse logistics service providers and its implementation by Super Decisions[J].Journal of Fuzhou University (Natural Science Edition), 2012, 40(1):31-37(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FZDZ201201007.htm
    [13] 王棚宇. 网络层次分析法 (ANP) 在土地估价市场比较法中的应用研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2009: 31.

    WANG P Y.Application research of analytic network process on market comparison approach in land appraisal[D].Wuhan:Huazhong Agricultural University, 2009:31(in Chinese).
    [14] LIU J C, PEI L P.Security evaluation of power network information system based on analytic network process[J].Journal of Networks, 2013, 8(4):866-873. http://d.scholar.cnki.net/detail/SAPD_U/SAPD13102900004282
    [15] 胡子义, 谭水木, 彭岩.基于ANP超级决策软件中的智能评估计算与应用[J].计算机工程与设计, 2006, 27(14):2575-2577. doi: 10.3969/j.issn.1000-7024.2006.14.021

    HU Z Y, TAN S M, PENG Y.Computation of intelligent ratings based on ANP in super decision and its application[J].Computer Engineering and Design, 2006, 27(14):2575-2577(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1000-7024.2006.14.021
    [16] 刘睿, 余建星, 孙宏才, 等.基于ANP的超级决策软件介绍及其应用[J].系统工程理论与实践, 2003, 23(8):141-143. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTLL200308024.htm

    LIU R, YU J X, SUN H C, et al.Introduction to the ANP super decisions software and its application[J].Systems Engineering-Theory & Practice, 2003, 23(8):141-143(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTLL200308024.htm
    [17] 李金超, 李金颖, 牛东晓, 等.基于ANP的电网企业运营能力评价模型研究[J].电力系统保护与控制, 2011, 39(19):37-43. doi: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.19.006

    LI J C, LI J Y, NIU D X, et al.Study on the evaluation model for the power grid corporation operation ability based on ANP[J].Power System Protection and Control, 2011, 39(19):37-43(in Chinese). doi: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.19.006
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-12
  • 录用日期:  2016-05-20
  • 网络出版日期:  2017-04-20

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