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基于改进GRA-TOPSIS的空战威胁评估

奚之飞 徐安 寇英信 李战武 杨爱武

奚之飞, 徐安, 寇英信, 等 . 基于改进GRA-TOPSIS的空战威胁评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(2): 388-397. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0207
引用本文: 奚之飞, 徐安, 寇英信, 等 . 基于改进GRA-TOPSIS的空战威胁评估[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(2): 388-397. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0207
XI Zhifei, XU An, KOU Yingxin, et al. Air combat threat assessment based on improved GRA-TOPSIS[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(2): 388-397. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0207(in Chinese)
Citation: XI Zhifei, XU An, KOU Yingxin, et al. Air combat threat assessment based on improved GRA-TOPSIS[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(2): 388-397. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0207(in Chinese)

基于改进GRA-TOPSIS的空战威胁评估

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0207
详细信息
    作者简介:

    奚之飞  男, 硕士研究生。主要研究方向:火力指挥控制原理与技术

    徐安  男, 博士, 讲师。主要研究方向:火力指挥控制原理与技术

    寇英信  男, 博士, 教授。主要研究方向:火力指挥控制原理与技术

    李战武  男, 博士, 教授。主要研究方向:火力指挥控制原理与技术

    杨爱武  男, 硕士研究生。主要研究方向:火力指挥控制原理与技术

    通讯作者:

    徐安, E-mail: xuankgd@163.com

  • 中图分类号: V221+.3;TB553

Air combat threat assessment based on improved GRA-TOPSIS

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  • 摘要:

    针对在确定空战威胁评估指标权重时,未考虑指标间的耦合性以及客观赋权法不能从逻辑视角体现指标相对评价对象真正的重要程度的问题,提出了一种基于灰色关联度、灰色关联深度的极大熵模型初步确定权值,再根据指标间灰色关联度以及确定的解耦阈值修正权值的方法。为了克服灰色关联分析法(GRA)和理想点接近法(TOPSIS)的缺点,提出了一种基于GRA-TOPSIS的目标威胁评估方法。首先,通过实例对比分析了指标采用数学模型与模糊处理后,对目标威胁评估结果的影响;其次,对比分析了采用GRA、TOPSIS以及GRA-TOPSIS、数学模型得出的目标威胁评估结果;最后,考虑不同决策者的主观偏好,得出不同的目标威胁评估结果。通过仿真验证了所提方法的有效性以及科学性。

     

  • 图 1  威胁评估处理流程

    Figure 1.  Threat assessment process

    图 2  各指标之间的关联度

    Figure 2.  Correlation degree among indexes

    图 3  四种方法相对贴近度对比

    Figure 3.  Comparison of relative nearness degree calculated by four methods

    图 4  决策者的不同偏好对比

    Figure 4.  Comparison of different preferences among decision makers

    表  1  敌机的参数信息

    Table  1.   Enemy aircraft parameter information

    目标 机型 作战意图 qB/(°) qR/(°) rr/km vr/(m·s-1)
    1 F-16C 攻击 80 -45 50 300
    2 F-16C 掩护 45 -45 70 325
    3 F-5E 攻击 -60 80 60 320
    4 F-15E 干扰 -45 15 60 330
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    表  2  灰色关联度

    Table  2.   Grey relational degree

    敌机编号 正理想解灰色关联度 负理想解灰色关联度 相对贴近度
    1 0.815 8 0.616 7 0.547 7
    2 0.633 1 0.725 3 0.444 1
    3 0.783 4 0.605 4 0.542 2
    4 0.593 7 0.746 7 0.421 2
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    表  3  欧氏距离

    Table  3.   Euclidean distance

    敌机编号 正理想解欧氏距离 负理想解欧氏距离 TOPSIS方法欧氏距离
    1 0.353 6 0.629 1 0.394 4
    2 0.529 3 0.424 5 0.590 9
    3 0.330 3 0.604 1 0.387 8
    4 0.543 0 0.521 3 0.546 9
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    表  4  无量纲化处理及威胁排序(α=0.5, β=0.5)

    Table  4.   Dimensionless processing and threat sorting(α=0.5, β=0.5)

    敌机编号 正理想解灰色关联度 负理想解灰色关联度 正理想解欧氏距离 负理想解欧氏距离 正理想解贴近度 负理解贴近度 相对贴近度 威胁排序
    1 1.000 0 0.825 9 0.651 2 1.000 0 1.000 0 0.738 6 0.574 2 2
    2 0.776 0 0.971 4 0.974 7 0.674 9 0.725 5 0.973 1 0.427 1 4
    3 0.960 3 0.810 8 0.608 3 0.960 3 0.960 3 0.709 6 0.575 1 1
    4 0.727 7 1.000 0 1.000 0 0.828 6 0.778 2 1.000 0 0.437 6 3
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    表  5  四种方法相对贴近度与威胁排序比较

    Table  5.   Comparison of relative nearness degree and threat sorting of four methods

    敌机编号 TOPSIS GRA GRA-TOPSIS 数学模型
    相对贴近度 威胁排序 相对贴近度 威胁排序 相对贴近度 威胁排序 相对贴近度 威胁排序
    1 0.394 4 3 0.547 7 1 0.574 2 2 0.610 7 1
    2 0.590 9 1 0.444 1 3 0.427 1 4 0.593 0 2
    3 0.387 8 4 0.542 2 2 0.575 1 1 0.487 1 3
    4 0.546 9 2 0.421 2 4 0.437 6 3 0.452 1 4
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    表  6  αβ不同取值时目标威胁排序

    Table  6.   Target threat sorting at different values of α, β

    敌机编号 α=0.2,β=0.8 α=0.4,β=0.6 α=0.7,β=0.3
    正理想解贴近度 负理想解贴近度 相对贴近度 正理想解贴近度 负理想解贴近度 相对贴近度 正理想解贴近度 负理想解贴近度 相对贴近度
    1 1.000 0 0.825 9 0.547 7 1.000 0 0.756 0 0.569 5 1.000 0 0.703 6 0.575 2
    2 0.776 0 0.971 4 0.444 1 0.735 6 0.972 7 0.430 6 0.705 2 0.973 7 0.420 2
    3 0.960 3 0.810 8 0.542 2 0.960 3 0.729 8 0.568 2 0.960 3 0.669 1 0.575 1
    4 0.727 7 1.000 0 0.421 2 0.768 1 1.000 0 0.434 4 0.798 4 1.000 0 0.443 9
    排序 1>3>2>4 1>3>4>2 1>3>4>2
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-05
  • 录用日期:  2019-08-03
  • 网络出版日期:  2020-02-20

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