Метод выбора предпочтительного образца радиолокационной станции

Любой образец радиолокационной станции (РЛС) как сложный объект характеризуется множеством частных показателей – тактико-технико-экономических характеристик (ТТЭХ), которые могут быть сведены в определенные группы, такие как интегральный показатель «Эффективность РЛС», комплексные показатели «Информационные возможности», «Живучесть», «Эксплуатационные характеристики», «Мобильность» и «Стоимость». Общая иерархическая структура частных показателей качества РЛС включает более 100 ТТЭХ. При этом все ТТЭХ сводятся в группы показателей, причем в каждую из групп входит от 3 до 10 показателей, т. е. процесс выбора наиболее предпочтительного варианта образца РЛС будет зависеть от множества тактических, технических и стоимостных характеристик образцов, что в свою очередь у лица, принимающего решение (ЛПР), может вызывать при выборе затруднения.

Необходимость обоснования выбора того или иного типа радиолокационной станции у лица, принимающего решение, возникает либо при необходимости повышения эффективности группировки из-за усложнения прогнозируемых целевой и помеховой обстановки по причине изменения состава СВКН противника и варианта ударов, либо при переоснащении группировки на новые типы образцов РЛС с более высокими требованиями к ТТХ, а также при создании новых группировок в районах, где они отсутствовали.

В общем случае процесс выбора РЛС основывается на оценке степени соответствия возможностей образца требованиям потребителей радиолокационной информации (РЛИ). При этом выбор РЛС проводится следующим способом: представление интегрального показателя «Эффективность» РЛС в виде свертки комплексных показателей качества РЛС с использованием весовых коэффициентов, определяющих «вклад в конечную эффективность» каждого из них. При этом комплексные показатели качества РЛС также получают методом свертки, но уже частных показателей (тактико-технических характеристик) станций с соответствующими весами. Данный вариант является наиболее предпочтительным (и чаще всего практически реализуемым) в условиях дефицита исходных данных или в условиях временных ограничений на проведение оценок.

Представление показателей качества РЛС в виде иерархической системы с рассмотрением на каждом ее уровне небольшого числа одноплановых показателей в каждой группе, отбор наиболее информативных из них облегчают работу привлекаемых экспертов и повышают объективность экспертных оценок важности тех или иных свойств и аспектов сравниваемых альтернатив. В связи с тем, что возможности РЛС характеризуются несколькими показателями, задача выбора предпочтительного образца РЛС сводится к решению многокритериальной задачи, что представляет определенную сложность и требует значительных вычислительных ресурсов и времени. В этих условиях необходим поиск решения, направленного на действительно эффективное решение задачи выбора образца РЛС.

Предлагаемый метод включает в себя новые, ранее не оцениваемые, частные показатели такие, как:

• -    вероятность разрешения воздушных объектов (ВО) в группе РЛС различного диапазона волн при заданных параметрах БП противника [1];

• -    вероятность распознавания классов (типов) воздушных объектов (ВО) по сигнальным признакам [2];

• -    коэффициент наблюдаемости при проводке ВО в условиях пассивных помех (ПП) [3];

• -    стоимость эксплуатации РЛС в течение срока службы [4, 5].

Вышеперечисленные показатели позволят исключить неопределенность при выборе конкретных типов РЛС.

Под предпочтительным образцом радиолокационной станции понимается такой образец, стоимость которого будет не выше требуемой, а эффективность будет максимальной среди сравниваемых.

Для каждого показателя, характеризующего радиолокационную станцию, с помощью метода парных сравнений определяется коэффициент значимости с учетом предназначения радиолокационной станции (радиолокационная станция малых высот и радиолокационная станция средних и больших высот и т.д.). С учетом указанных коэффициентов значимости формируется функция предпочтения в виде аддитивной свертки.

Из всего множества сравниваемых образцов выбираются те образцы, стоимость которых не выше заданной, и далее из отобранных формируется множество радиолокационных станций, удовлетворяющих требованиям по стоимости.

Из полученного множества радиолокационных станций, удовлетворяющих требованиям по стоимости, выбирается образец с максимальным значением функции предпочтения, который и будет являться предпочтительным.

Для каждой радиолокационной станции формируется таблица, в которую заносятся значения показателей, характеризующих возможности радиолокационной станции (табл. 1).

Эксперты определяют весовые коэффициенты каждого из вышеперечисленных показателей. Весовые коэффициенты выбираются экспертами исходя из требуемого варианта при-

Таблица 1. Показатели, характеризующие возможности радиолокационной станции

Table 1. Indicators, characterizing the radar capabilities

№ показателя Обозначение показателя Показатель, характеризующий радиолокационную станцию 1 k1 Дальность обнаружения 2 k2 Коэффициент подавления помех 3 k3 Коэффициент подпомеховой видимости 4 k4 Средняя наработка на отказ 5 k5 Среднее время восстановления 6 k6 Потребляемая мощность 7 k7 Точность определения координат 8 k8 Вероятность разрешения ВО в группе 9 k9 Максимальная высота беспровальной проводки 10 k10 Вероятность распознавания классов (типов) ВО 11 k11 Коэффициент наблюдаемости менения выбираемой радиолокационной станции (обнаружение и сопровождение воздушных объектов на малых высотах в беспомеховой обстановке, обнаружение и сопровождение воздушных объектов на средних и больших высотах в беспомеховой обстановке, обнаружение и сопровождение воздушных объектов на малых высотах в условиях воздействия помех, обнаружение и сопровождение воздушных объектов на средних и больших высотах в условиях воздействия помех).

Данная операция проводится каждым экспертом с использованием метода парных сравнений, который позволяет произвести поочередное сравнение двух показателей, игнорируя все остальные, что значительно облегчает процесс принятия решения.

Для этого список всех показателей заносится в таблицу парных сравнений, и далее каждый эксперт принимает решение о поочередной оценке значимости каждого показателя (значимость каждого показателя не должна превышать 1), при сравнении его с остальными, путем распределения своего голоса между двумя сравниваемыми показателям. И, например, если значимость сравниваемых двух показателей, по мнению эксперта, одинакова, то в таблицу заносятся числа 0,5 и 0,5, или если значимость первого показателя, по мнению эксперта, значительно превосходит значимость второго показателя, то в таблицу заносятся числа 0,9 и 0,1 (табл. 2).

Далее формируется общая таблица парных сравнений всех экспертов, которая имеет такой же вид, что и таблица парных сравнений для одного эксперта, при этом значением ( r^*_ij ) каждой ячейки данной таблицы является сумма значений ( r ij ) этой же ячейки в таблицах всех экспертов

N

Г у = Z r yk , (1) к = 1

Таблица 2. Таблица, заполняемая каждым экспертом

Table 2. The table filled by each expert

Наименование показателя 8 1 Я У СЧ С £ с £ С £ С ^ С ^ С ^ У ОО С ^ С ^ 1 к ^ с ^ Показатель № 1 - 0,7 0,4 0,2 0 0,2 0,7 0,9 0,4 0,7 0,8 Показатель № 2 0,3 - 0,5 0,4 0,1 0,8 0,9 0,3 0,5 0,6 0,4 Показатель № 3 0,6 0,5 - 0,9 0,3 0,2 0,4 0,9 0,7 0,3 0,3 Показатель № 4 0,8 0,6 0,1 - 0,2 0,5 0,2 0,1 0,2 0,8 0,9 Показатель № 5 1 0,9 0,7 0,8 - 0,9 0,9 0,6 0,9 0,1 0,6 Показатель № 6 0,8 0,2 0,8 0,5 0,1 - 0,1 0,4 0,3 0,6 0,5 Показатель № 7 0,3 0,1 0,6 0,8 0,1 0,9 - 0,1 0,8 0,5 0,8 Показатель № 8 0,1 0,7 0,1 0,9 0,4 0,6 0,9 - 0,1 0,7 0,6 Показатель № 9 0,6 0,5 0,3 0,8 0,1 0,7 0,2 0,9 - 0,4 0,7 Показатель № 10 0,3 0,4 0,7 0,2 0,9 0,4 0,5 0,3 0,6 - 0,8 Показатель № 11 0,2 0,6 0,7 0,1 0,4 0,5 0,2 0,4 0,3 0,2 - где N - число экспертов; i = 1,11; j = 1,11; 11 - число показателей, характеризующих возможности радиолокационной станции.

Далее производится определение суммарного уровня значимости ( R^*_j ) для j -го показателя:

R* j = I r j .                                                              (2)

Полученные значения нормируются по формуле

R

= Rj j 11

I R j

j = 1

таким образом, чтобы выполнялось условие

I Rj = 1.

j = 1

В табл. 3 показан пример общей таблицы парных сравнений.

Результатом проведения данного этапа является множество ( R ) коэффициентов ( R_i ) важности i -го показателя:

R = { R1, R 2, —, R }.

Далее на основе значения показателей, характеризующих возможности радиолокационной станции, определяется коэффициент соответствия значений показателей требуемым значениям этих показателей (определяются заказчиком) [6]:

*

qj =    ,(i = 1,11),( j = 1,11), ki j где kj - значение i-го показателя, характеризующего j-ю станцию; к* - требуемое значение i-го показателя; M – число радиолокационных станций, из которых производится выбор.

Далее для каждой радиолокационной станции определяется значение аддитивной функции предпочтения W j с учетом определенных коэффициентов важности из множества R :

^Wj ⁼ M R ij q ij ^{),( j = 1} , ¹¹ ^                                             ⁽⁷⁾

где M - число радиолокационных станций, из которых производится выбор; R j - значение коэффициента важности для i -го показателя, характеризующего j -ю радиолокационную станцию; q ij – значение i -го коэффициента соответствия.

Результатом проведения данного этапа будет являться множество значений функции предпочтения для каждой радиолокационной станции, из которых необходимо производить выбор:

W = {W, W2_WM ),                                    (8)

где М – число радиолокационных станций, из которых необходимо производить выбор.

Таблица 3. Таблица парных сравнений

Table 3 The table of paired comparations

s E о и E H S у К E	5 4 1 с	CN 4 1 с	$ Ч 1 с	1 Ч 1 с	5 Ч 1 с	40 Ч 1 с	5 Ч с	ОО Ч с	04 Ч с	5 Ч с	5 Ч с	Суммарный уровень значимости j-го показателя (R*j)	в * в о и -е- S   о 1 о ^ В g g W g 5 g ° s М                 rr^ О со S     м О    g    S 2 я    2 д со Н С
Показатель № 1	-	2,3	2,0	1,2	1,9	1,8	1,2	1,7	2,2	2,5	1,8	2,3+2,0+1,2+1,9+1,8+1,2+ 1,7+2,2+2,5+1,8=18,6	0,101
Показатель № 2	1,7	-	1,7	2,0	0,9	2,1	3,6	1,4	2,4	1,7	1,5	1,7+1,7+2,0+0,9+2,1+3,6+ 1,4+2,4+1,7+1,5=19	0,103
Показатель № 3	2,0	2,3	-	2,3	2,2	1,1	2,1	2,9	1,4	2,2	1,9	2,0+2,3+2,3+2,2+1,1+2,1+ 2,9+1,4+2,2+1,9=20,4	0,111
Показатель № 4	2,8	2,0	1,7	-	1,3	1,2	1,3	1,6	1,1	2,7	2,2	2,8+2,0+1,7+1,3+1,2+1,3+ 1,6+1,1+2,7+2,2=17,9	0,097
Показатель № 5	2,1 ,	3,1	1,8	2,7	-	2,6	2,4	1,4	1,8	1,3	2,3	2,1+3,1+1,8+2,7+2,6+2,4+ 1,4+1,8+1,3+2,3=21,5	0,117
Показатель № 6	2,2	1,9	2,9	2,0	1,4	-	1,2	1,1	1,5	2,1	1,5	2,2+1,9+2,9+2,0+1,4+1,2+ 1,1+1,5+2,1+1,5=17,8	0,097
Показатель № 7	2,8	0,4	1,9	2,7	1,6	2,8	-	2,2	2,1	2,0	2,2	2,8+0,4+1,9+2,7+1,6+2,8+ 2,2+2,1+2,0+2,2=20,7	0,113
Показатель № 8	3,3	2,6	1,1	2,4	2,6	2,9	1,8	-	2,0	2,6	2,5	3,3+2,6+1,1+2,4+2,6+2,9+ 1,8+2,0+2,6+2,5=23,8	0,130
Показатель № 9	1,8	1,6	2,6	2,9	2,2	2,5	1,9	2,1	-	2,1	2,5	1,8+1,6+2,6+2,9+2,2+2,5+ 1,9+2,1+2,1+2,5=22,2	0,121
Показатель № 10	1,5	2,3	1,8	1,3	2,7	1,9	2,0	1,4	1,9	-	2,9	1,5+2,3+1,8+1,3+2,7+1,9+ 2,0+1,4+1,9+2,9=19,7	0,107
Показатель № 11	2,2	2,5	2,1	1,8	1,7	2,5	1,9	1,5	1,5	1,1	-	2,2+2,5+2,1+1,8+1,7+2,5+ 1,9+1,5+1,5+1,1=18,8	0,102

Помимо этого, формируется таблица, куда заносятся значения стоимости каждого образца радиолокационной станции, из которых производится выбор, и допустимое значение стоимости радиолокационной станции (задается заказчиком) С треб ., после чего формируется множество С значений стоимости радиолокационных станций:

C = {C1, C2,_, Cm }.                                                    (9)

Исходя из этого на основании множества значений стоимости радиолокационных C отбираются те радиолокационные станции, стоимость которых не превышает допустимого значения стоимости С треб . Далее из отобранных радиолокационных станций отбирается та радиолокационная станция, значение функции предпочтения W_j которой максимально.

Таким образом, в статье предложен новый метод, позволяющий оценивать эффективность РЛС с помощью одного интегрального показателя. Дополнительные показатели позволят исключить неопределенность при выборе конкретных типов РЛС и выбирать радиолокационную – 671 – станцию из всего множества доступных радиолокационных станций с учетом их стоимости по максимуму функции предпочтения.