CN113361887A - 面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，针对作战攻击类、作战运输类、微航电三类不同作战应用，通过指标筛选模块筛选对应指标，构建适用性评估体系；针对指标不同类型及量纲，通过指标评估模块进行量化统一；针对不同指标能在不同作战应用的重要性程度不同，通过权重赋值模块进行重要性程度赋权；最后，通过综合评价模块得到航空电子系统作战适用性评价结果。本发明系统对于不同作战应用的航空电子系统进行适用性评估体系构建具有针对性，通过对指标的量化及赋权能够提高航空电子系统作战适用性评估结果的客观性，对评估航空电子系统作战适用性具有重要意义。

Description

面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统

技术领域

本发明涉及一种体系评估领域，更特别的说，涉及到一种综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics，IMA)作战适用性的评估系统，以及应用航空电子系统作战适用性的评估系统对作战应用适用性评定的评估方法。

在本发明中，面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统简称为ASAPP系统。

背景技术

航空电子系统，又称“航空分布式层次综合系统”。是指采用分布式计算机，通过多路传输数据总线把多种机载电子分系统交联在一起的综合体。它将现有单一功能的分散系统，如通信电台、雷达、导航设备等纵横兼顾，统筹安排，组成多功能综合系统。能实现信息的测量、采集、传输、处理、监控和显示功能，并完成飞行控制、发动机控制、导航、性能管理等任务。关于航空电子系统功能的描述，参考《先进航空电子综合技术》第16－41页，作者：熊华钢，王中华，2009年1月第1版。对于航空电子系统综合的主要作用，参考《先进航空电子综合技术》第2页。

《民用飞机综合模块化航空电子系统开发与认证指南》HB/Z 422－2014。此航空行业标准第5－7页的表1、表2中指出IMA平台与宿主应用的关键特性会影响IMA系统架构，在一个可组合的架构中，系统需求来源于分配给各个IMA应用的需求。

在信息化水平不断提高，体系结构不断复杂的发展趋势下，对于航电系统作战适用性研究大多是对航电系统效能方面的研究，在航电系统作战适用性评估系统方面，从指标体系上来说，没有考虑到同级指标间的相互关联关系对权重系数的影响，从指标评估方法上来说，多是对定性指标的评估，客观性不高。考虑到航电系统本身的复杂性、综合性以及任务性，本发明航空电子系统作战适用性评估系统加入了针对作战攻击类、作战运输类、微航电三类不同作战应用的指标筛选功能模块，构建对应的评估体系，得到的适用性评估结果能够更具针对性。此外，考虑到适用性指标间相互关联的关系，每类指标在不同作战应用的重要性程度不同，通过指标评估及权重赋值模块实现量化评估与赋权，最后通过综合评价模块实现体系自底向上的综合评价结果。

发明内容

本发明设计了一种面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统(即ASAPP系统)。该ASAPP系统采用灰色关联度GRA构建ASAPP树中中间层与底层指标的关联关系，采用主成分分析法PCA进行不同作战应用的指标项筛选，采用层次分析法AHP与指标项判断矩阵的结合，对不同航电指标项进行层属关系模型构建，然后结合量化标尺量化法得到适用性评估结果。通过实施例对ASAPP系统的使用方式进行说明，其适用性评估方法具有全面性与实用性。

参见图1所示的面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，包括有建立树根模块、设置顶层指标项模块、设置中间层指标项模块、设置底层指标项模块、构建顶层与中间层关联关系模块、构建中间层与底层关联关系模块和一致性检测模块；建立树根模块，用于将航空电子系统适用性作为树根节点；初始时，航空电子系统适用性评估树为空集；设置顶层指标项模块，用作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA这三类功能类型作为顶层指标项；设置中间层指标项模块，中间层由顶层执行任务或者达到所需目标来决定，是解决所述目标必须计算的能力；采用灰色关联度分析法GRA获取属于父功能节点的子功能节点；设置底层指标项模块，底层指标项是评估体系的评价要素，由子节点的父节点所决定；采用层次分析法AHP将所有底层的指标项写入步骤一的空树中，并作为底层－子节点使用；采用主成分分析法PCA针对作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类不同作战应用，对底层指标集HM进行指标筛选；构建顶层与中间层关联关系模块，依据层次分析法AHP构建顶层与中间层的指标项关系矩阵；构建中间层与底层关联关系模块，依据层次分析法AHP构建中间层与底层的指标项关系矩阵；一致性检测模块，用于保证数值化的结果为有效解。

本发明航空电子作战适用性评估系统的优点在于：

①本发明ASAPP系统指标筛选功能模块考虑了航空电子系统作战适用性的特殊性，针对作战攻击类、作战运输类、微航电三类作战应用，采用主成分分析法对底层战技指标的筛选，针对不同航空电子系统，得到对应的作战适用性评估体系。

②本发明ASAPP系统能够针对不同作战应用筛选对应的指标体系，在满足航电系统作战适用性评估要求所需信息的前提下，尽量减少指标的数量，降低各指标间的相似度和关联度，能够突出主要指标，得到的作战适用性评估结果更具针对性。

③本发明ASAPP系统考虑了航空电子系统作战适用性评估指标间的关联性，基于ANP方法结合灰色关联度方法对定性、定量指标量化评估，评估结果更具客观性。

附图说明

图1是本发明ASAPP系统的构建结构框图。

图2是本发明基于网络化航电系统作战适用性指标项示意图。

图3是本发明航电系统作战适用性多层网络化评估体系示意图。

图4是本发明航电系统作战攻击类应用适用性评估指标体系结构图。

具体实施方式

在本发明中，参考2011年1月第2版《概率统计与数据处理》，作者曹菊生、魏国强，第八章多指标统计分析，第185－195页。依据《概率统计与数据处理》的第八章多指标统计分析中主成分分析法，对底层指标项进行筛选。

在本发明中，参考2015年5月第1版《综合评价方法及其军事应用》，作者周华任，张晟，穆松，牛凌宇，房友园，王俐莉，张晨光，第四章灰色综合评价法，第90－123页。依据《综合评价方法及其军事应用》的第四章灰色综合评价法，关联中间层与底层指标项。

在本发明中，参考2009年1月第1版《先进航空电子综合技术》，作者熊华钢，王中华，第二章航空电子系统功能，第16－97页。依据《先进航空电子综合技术》的第二章航空电子系统功能中约束的多个功能指标项，采用树型结构来表示航空电子系统中各个功能指标项各层之间的关系，上一层和下一层的节点(指标项)之间是存在有父子关系的。在航空电子系统功能中，存在有唯一的根节点(即航空电子系统功能模型，顶层(top))，父功能节点为中间层(middle)的多个指标项，子功能节点为底层(bottom)的多个指标项。树型结构的航空电子系统作战适用性结构如图2所示。

将父功能节点，记为F。多个父功能节点形成了父功能节点集合，记为FM，且FM＝{F₁,F₂,…,F_a,…,F_A}。F₁表示第一个父功能节点。F₂表示第二个父功能节点。F_a表示第a个父功能节点。下角标a为父功能节点的标识号。F_A表示最后一个父功能节点。下角标A为父功能节点的总数目。为了方便说明，F_a也称为任意一个父功能节点。

将子功能节点，记为H。多个子功能节点形成了子功能节点集合，记为HM，且HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}。H₁表示第一个子功能节点。H₂表示第二个子功能节点。H_k表示第k个子功能节点。下角标k为子功能节点的标识号。H_j表示第j个子功能节点。下角标j为子功能节点的标识号。H_K表示最后一个子功能节点。下角标K为子功能节点的总数目。为了方便说明，H_k也称为任意一个子功能节点。

属于第一个父功能节点F₁的所有子功能节点，记为

且

表示属于第一个父功能节点F₁的第一个子功能节点。

表示属于第一个父功能节点F₁的第二个子功能节点。

表示属于第一个父功能节点F₁的第b个子功能节点。下角标b为属于第一个父功能节点F₁的子功能节点的标识号。

表示属于第一个父功能节点F₁的最后一个子功能节点。下角标B为属于第一个父功能节点F₁的子功能节点的总数目。属于第二个父功能节点F₂的所有子功能节点，记为

且

表示属于第二个父功能节点F₂的第一个子功能节点。

表示属于第二个父功能节点F₂的第二个子功能节点。

表示属于第二个父功能节点F₂的第c个子功能节点。下角标c为属于第二个父功能节点F₂的子功能节点的标识号。

表示属于第二个父功能节点F₂的最后一个子功能节点。下角标C为属于第二个父功能节点F₂的子功能节点的总数目。

属于任意一个父功能节点F_a的所有子功能节点，记为

且

表示属于任意一个父功能节点F_a的第一个子功能节点。

表示属于任意一个父功能节点F_a的第二个子功能节点。

表示属于任意一个父功能节点F_a的第d个子功能节点。下角标d为属于任意一个父功能节点F_a的子功能节点的标识号。

表示属于任意一个父功能节点F_a的最后一个子功能节点。下角标D为属于任意一个父功能节点F_a的子功能节点的总数目。

属于最后一个父功能节点F_A的所有子功能节点，记为

且

表示属于最后一个父功能节点F_A的第一个子功能节点。

表示属于最后一个父功能节点F_A的第二个子功能节点。

表示属于最后一个父功能节点F_A的第g个子功能节点。下角标g为属于最后一个父功能节点F_A的子功能节点的标识号。

表示属于最后一个父功能节点F_A的最后一个子功能节点。下角标G为属于最后一个父功能节点F_A的子功能节点的总数目。

1、通信能力

通信能力(Communication Capability，ComC)用于反映飞机与地面、飞机与飞机之间以及飞机与其它平台之间的通信联络能力，包括短波通信能力、超短波通信能力、数据通信能力和卫星通信能力。航电平台选择的不同短波通信方式(如AN/ARC-190或AN/ARC-217)、超短波通信方式(如AN/ARC-182)、数据通信方式(如Link4A、Link-11或Link-16)和卫星通信方式，对应具有不同的能力。通信能力包含短波通信能力、超短波通信能力、数据通信能力、卫星通信能力。

2、导航能力

导航能力(Navigation Capability，NavC)用于反映飞机确定当前所处的位置及其航行参数，导引飞机沿既定航线航行，在夜间和复杂气象条件下的安全着陆，以及保证飞机准确、安全地完成航行的能力，包括定位能力、导向能力和纠偏能力。航电平台选择不同的导航系统(如VOR/DME/TACAN近程无线电导航系统或罗兰-C/奥米伽远程无线电导航系统)会有不同的定位能力、导向能力和纠偏能力。导航能力包含定位能力、导向能力、纠偏能力。

3、识别能力

识别能力(Recognition Capability，RecC)用于反映飞机基于各种探测传感器获取的战场环境、目标参数、目标特征等数据，综合有关战场通报等信息，对所探测的目标进行综合判断，并判定其属性和类型的能力，包括分辨能力、抗破译能力、防欺骗能力和抗干扰能力。航电系统选择协作式敌我识别系统或非协作式敌我识别系统将具有不同的分辨能力、抗破译能力、防欺骗能力和抗干扰能力。识别能力包含分辨能力、抗破译能力、防欺骗能力、抗干扰能力。

4、探测能力

探测能力(Detection Capability，DetC)用于反映飞机获取目标信息的能力，包括雷达探测能力和光电探测能力。航电系统采用不同的探测系统具有不同的探测能力。探测能力包含雷达探测能力、光电探测能力。

5、支援能力

支援能力(Supporting Capability，SupC)用于反映飞机搜索、截获、识别和定位电磁辐射源，以辨认威胁目标的能力，包括威胁告警能力、电子情报侦察能力、无源定位能力和网络瞄准能力。

支援能力包含：雷达告警能力、光电告警能力、雷达情报侦察能力、通信情报侦察能力、无源定位能力(飞机平台不辐射电磁信号，只通过测量目标发射的电磁信号参数或其可见光和红外参数，来确定目标在三维空间中位置的能力。由于没有电磁辐射，较有源探测设备具有更好的隐蔽性能和更强的生存能力。)、网络瞄准能力。

6、攻击能力

攻击能力(Attack Capability，AttC)用于反映飞机攻击敌方，削弱、抵消或摧毁敌方战斗力的能力，包括雷达干扰能力、通信干扰能力、光电干扰能力和反辐射攻击能力。

攻击能力包含雷达干扰能力、通信干扰能力(干扰发射机发射干扰信号。)、光电干扰能力、反辐射干扰能力。

7、控制能力

控制能力(Steering Capability，SteC)用于反映飞机进行信息综合和处理，操纵控制机内相关机构，从而顺利完成各种飞行或作战任务的能力，控制能力包含火力控制能力、飞行控制能力。

8、管理能力

管理能力(Management Capability，ManC)用于反映飞机将导航、控制等信息高度综合实现飞机最佳情形飞行的能力，保障飞机飞行安全并对维修活动做出适当决策的能力，包括飞行管理能力、飞机管理能力以及故障预测能力和健康管理能力。

管理能力包含飞行管理能力、飞机管理能力，也即综合化能力和故障预测和健康管理能力。

在本发明中，借助的开发软件有matlab(版本号2004a)、OMNeT++工具、AADL(Architecture Analysis and Design Language)语言。经本发明方法构建得到的航空电子系统作战适用性评估系统(ASAPP系统)是在matlab软件中进行验证及输出实施例1中的各个参数的。

在本发明中，为了实现针对不同作战应用类型的作战适用性关键因素分析，设置了作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类作战应用。

在本发明中，设置了作战装备适用性CE、作战环境适用性OE、作战保障适用性CS的三个方面，将所述的三个方面应用来评价本发明ASAPP系统的作战适用性评估。

作战装备适用性CE包括有：运输性Trans、可靠性Reli、安全性Sec、维修性Maint。采用集合形式表示作战装备适用性为CE＝{Trans,Reli,Sec,Maint}。

作战环境适用性OE包括有：自然环境适应性AtNE、对抗环境适应性EA。采用集合形式表示作战环境适用性为OE＝{AtNE,EA}。

作战保障适用性CS包括有：供应与保障设备SaSE、训练和训练保障TaTS。采用集合形式表示作战保障适用性为CS＝{SaSE,TaTS}。

第一部分，构建ASAPP系统

构建步骤一，以ASAPP系统为树根节点，构建一棵空的ASAPP树；

将ASAPP系统的作战适用性评估作为航空电子系统适用性评估树中的树根节点；

所述树根节点分别指向作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA这三类功能类型。

构建步骤二，依据层次分析法AHP提取出顶层、中间层的各个指标项；

在航空电子系统作战适用性评估树中，顶层为航空电子系统作战适用性评估指标项，中间层包括有作战装备适用性、作战环境适用性、作战保障适用性，以及运输性、可靠性、安全性、维修性、对抗环境适应性、自然环境适应性、训练和训练保障、供应与保障设备。将这些中间层的指标项写入步骤一的空树中，并作为父节点使用。父功能节点集合记为FM＝{F₁,F₂,…,F_a,…,F_A}。

在顶层与中间层之间的各个指标项的树型结构中，中间层由顶层执行任务或者达到所需目标来决定，是解决所述目标必须计算的能力。

在顶层与中间层的树型结构中，顶层中的各个功能节点将作为中间层的各个功能节点的父节点，而中间层的各个功能节点将作为顶层中的各个功能节点的子节点。在父功能节点集合FM＝{F₁,F₂,…,F_a,…,F_A}中的各个子功能节点，记为中间层－子功能节点集合，记为HM^FM，且

表示属于父节点的第一个子功能节点。

表示属于父节点的第二个子功能节点。

表示属于父节点的第k个子功能节点。

表示属于父节点的最后一个子功能节点。

构建步骤三，依据层次分析法AHP提取出底层的指标集；

在航空电子系统适用性评估树中，底层指标项是评估体系的评价要素，由子节点的父节点所决定；依据层次分析法AHP将所有底层的指标项写入步骤一的空树中，并作为底层－子节点使用；底层－子功能节点集合记为HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}。底层－子功能节点集合也称为底层指标集。

构建步骤四，依据灰色关联度分析法GRA关联中间层与底层指标；

作战装备适用性CE包括有：运输性Trans、可靠性Reli、安全性Sec、维修性Maint。采用集合形式表示作战装备适用性为CE＝{Trans,Reli,Sec,Maint}。

作战环境适用性OE包括有：自然环境适应性AtNE、对抗环境适应性EA。采用集合形式表示作战环境适用性为OE＝{AtNE,EA}。

作战保障适用性CS包括有：供应与保障设备SaSE、训练和训练保障TaTS。采用集合形式表示作战保障适用性为CS＝{SaSE,TaTS}。

步骤41，依据量化标尺量化法对中间层指标进行赋值，得到标准化矩阵；

对于第一个父功能节点F₁，在中间层－子功能节点集合HM^FM中依据量化标尺量化法对所述HM^FM中各个指标项分别与第一个父功能节点F₁的关联关系进行数值化赋值。

在本发明中，关联关系赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9。数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；关联关系赋值数值集，记为EVA；

EVA＝{eva₁,eva₂,…,eva_i,…}；其中：eva₁为第一个赋值数；eva₂为第二个赋值数；eva_i为第i个赋值数，下角标i为赋值数的标识号；为了方便说明，eva_i也称为任意一个赋值数；

对

与第一个父功能节点F₁的关联关系进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的关联关系进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

由此，得到属于F_a的标准化矩阵，记为父节点－标准化矩阵

且

由此，得到属于第一个父功能节点F₁的标准化矩阵，记为父节点－标准化矩阵

且

同理能够得到其他父功能节点的标准化矩阵。

步骤42，依据灰色关联度分析法GRA，确定分析数列；

设置参考序列EVA_refs＝{1,1,1,1,1}；

对于父节点－序列

与参考序列EVA_refs在同一时刻k值记为：

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的绝对差值记为Δ_i；

设置参考序列EVA_refs＝{1,1,1,1,1}；

对于父节点－序列

与参考序列EVA_refs在同一时刻k值记为：

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的绝对差值记为Δ_i，

步骤43，依据灰色关联度分析法GRA，确定灰色关联系数；

确定赋值后的父节点－序列

和参考序列EVA_refs中绝对差值的最大值Δ_max和最小值Δ_min；

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联系数记为γ_I(i)；

通过设定分辨系数ξ＝0.5，其中ξ∈(0,1)，为提高关联系数间差异显著性；

确定赋值后的父节点－序列

和参考序列EVA_refs中绝对差值的最大值Δ_max和最小值Δ_min。

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联系数记为γ_I(i)；

通过设定分辨系数ξ＝0.5，其中ξ∈(0,1)，为提高关联系数间差异显著性。

步骤44，依据灰色关联度分析法GRA，确定灰色关联度；

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联度记为γ(i)；

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联度记为

步骤45，获取属于父功能节点的子功能节点；

选择灰色关联度大于0.5的指标作为父功能节点F_a的子功能节点，则有属于父功能节点F_a的所有子功能节点，记为

且

重复步骤41至步骤45，遍历完成其他父功能节点，分别得到其他父功能节点的所有子功能节点；

选择灰色关联度大于0.5的指标作为第一个父功能节点F₁的子功能节点，则有属于第一个父功能节点F₁的所有子功能节点，记为

且

选择灰色关联度大于0.5的指标作为第二个父功能节点F₂的子功能节点，则有属于第二个父功能节点F₂的所有子功能节点

选择灰色关联度大于0.5的指标作为最后一个父功能节点F_A的子功能节点，则有属于最后一个父功能节点F_A的所有子功能节点

构建步骤五，依据主成分分析法PCA提取出底层的各个指标项；

在本发明中，依据PCA法，针对作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类不同作战应用，对底层指标集HM进行指标筛选。

步骤51，针对作战攻击类CA的底层－标准化矩阵获取；

针对作战攻击类CA，依据量化标尺量化法对底层指标进行赋值，得到底层－标准化矩阵；

对底层－子功能节点集合HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}的重要性程度进行数值化赋值。

在本发明中，重要性程度的赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；重要性程度的赋值数值集，记为EVB，且EVB＝{evb₁,evb₂,…,evb_ζ,…,evb_η,…}；其中：evb₁为重要性程度的第一个赋值数；evb₂为重要性程度的第二个赋值数；evb_ζ为重要性程度的第ζ个赋值数，下角标ζ为赋值数的标识号；evb_η为重要性程度的第η个赋值数；evb_ζ与evb_η为不同赋值数；

对H₁进行量化标尺量化法后，得到属于H₁的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

对H₂进行量化标尺量化法后，得到属于H₂的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

对H_j进行量化标尺量化法后，得到属于H_j的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

对H_K进行量化标尺量化法后，得到属于H_K的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

由此，得到底层－标准化矩阵EVB，且

所述底层－标准化矩阵EVB中的任意一个元素记为

那么对任意底层指标H_k赋值的平均值记为

对任意底层指标H_k赋值的标准差记为

构造底层－标准化矩阵

步骤52，构造底层－相关矩阵；

依据PCA法构造底层－相关矩阵，得到主成分F_k；

由

得到相关矩阵

表示底层指标H_j与H_k的相关系数；

相关矩阵

的特征根记为λ_t，t＝1,2,…,K，λ₁≥λ₂≥…≥λ_t≥…≥λ_K；

相关矩阵

的特征向量记为l_t，l_t＝(l_t1,l_t2,…,l_tk,…,l_tK)^T；

各主成分记为F_t；

步骤53，数字化底层指标的重要性；

依据PCA法，得到各底层指标的重要性结果；

按照累计贡献率不低于85％的原则

选择m个主成分；m＜p；m与p为不同主成分的数目总；

m个主成分的线性加权值记为M_t，

表示第t个主成分的贡献率；

对m个主成分进行加权求和，得到最终评价值F，结合步骤52得到最终评价值的各底层指标H_k的权重计算结果α_k；其中，

可得：

底层指标H_k的贡献率即为其权重计算结果的绝对值|α_k|。

步骤54，依据PCA法，筛选重要性大于80％的底层指标；

步骤55，得到ASAPP系统作战攻击类CA的树型结构；

步骤56，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中作战运输类CT进行建立树，得到作战运输类CT的树型结构；

步骤57，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中微航电MA进行建立树，得到微航电MA的树型结构；

构建步骤六，对底层指标项进行数值量化；

依据量化标尺量化法对底层节点集HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}进行赋值。

赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；赋值数值集，记为APP，且APP＝{app₁,app₂,app₃,app₄,app₅}；其中：app₁为第一个赋值数，即app₁＝0.1；app₂为第二个赋值数，即app₂＝0.3；app₃为第三个赋值数，即app₃＝0.5；app₄为第四个赋值数，即app₄＝0.7；app₅为第五个赋值数，即app₅＝0.9；

对H₁进行量化标尺量化法后，得到属于H₁的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₁的量化值；

对H₂进行量化标尺量化法后，得到属于H₂的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₂的量化值；

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_k的量化值；

对H_K进行量化标尺量化法后，得到属于H_K的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_K的量化值；

构建步骤七，依据层次分析法AHP构建顶层与中间层的指标项关系矩阵；

步骤71，采用重要性标度对顶层与中间层的指标项进行标度；

采用重要性标度对中间层的各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_middle，且matrix_middle＝(aa_xy)_U×U，下角标U为中间层中指标项的总个数；aa为中间层指标项的标度值，aa_xy表示标识号为x的指标项与标识号为y的指标项的关系；则有aa_xx＝1，aa_yy＝1，

aa_xx表示标识号为x的指标项与标识号为x的指标项的关系；a_yy表示标识号为y的指标项与标识号为y的指标项的关系；aa_yx表示标识号为y的指标项与标识号为x的指标项的关系；

步骤72，提取矩阵最大特征值；

从matrix_middle中提取出的顶层指标项与中间层指标项的矩阵最大特征值，记为β_max，且||matrix_middle-β_maxI_middle||＝0，I_middle表示顶层与中间层的单位矩阵；

步骤73，计算根节点的随机一致性比例；

顶层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_top，且

U为中间层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

构建步骤八，依据层次分析法AHP构建中间层与底层的指标项关系矩阵；

步骤81，采用重要性标度对中间层与底层的指标项进行标度；

采用重要性标度对底层中各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_bottom，且matrix_bottom＝(bb_cd)_O×O，下角标O为底层中指标项的总个数；bb为底层指标项的标度值，bb_vp表示标识号为v的指标项与标识号为p的指标项的关系；则有bb_vv＝1，bb_pp＝1，

bb_vv表示标识号为v的指标项与标识号为v的指标项的关系；bb_pp表示标识号为p的指标项与标识号为p的指标项的关系；bb_pv表示标识号为p的指标项与标识号为v的指标项的关系；

matrix_bottom中依据的元素个数必须是大于2的；

步骤82，提取矩阵最大特征值；

从matrix_bottom中提取出的中间层指标项与底层指标项的矩阵最大特征值，记为θ_max，且||matrix_bottom-θ_maxI_bottom||＝0，I_bottom表示中间层与底层的单位矩阵；

步骤83，计算父节点的随机一致性比例；

中间层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_bottom，且

D为底层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

构建步骤九，一致性检测；

步骤91，设置一致性检测值，记为CR，且CR＝0.1；

步骤92，判断父节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_top≥CR，则返回构建步骤七修改父节点中各个指标项的关系矩阵，即重新构建父节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_top＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为VCR_top，所述VCR_top就是适用性的数值；

步骤93，判断子节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_bottom≥CR，则返回构建步骤八修改子节点中各个指标项进行关系矩阵，即重新构建子节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_bottom＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为

所述

就是适用性的数值。

第二部分，应用ASAPP系统进行作战适用性评估

依据构建得到的本发明ASAPP系统得到的架构如图1所示。

步骤A，设置作战应用的类型；

设置ASAPP系统的作战适用性的类型，比如，作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA。

步骤B，依据层次分析法AHP提取出顶层、中间层的各个指标项；

在航空电子系统作战适用性评估树中，顶层为航空电子系统作战适用性评估指标项，中间层包括有作战装备适用性、作战环境适用性、作战保障适用性，以及运输性、可靠性、安全性、维修性、对抗环境适应性、自然环境适应性、训练和训练保障、供应与保障设备。将这些中间层的指标项写入步骤一的空树中，并作为父节点使用。

在顶层与中间层之间的各个指标项的树型结构中，中间层由顶层执行任务或者达到所需目标来决定，是解决所述目标必须计算的能力。

步骤C，依据层次分析法AHP提取出底层的指标集；

在航空电子系统适用性评估树中，底层指标项是评估体系的评价要素，由子节点的父节点所决定；将所有底层的指标项写入步骤一的空树中，并作为子节点使用；

步骤D，依据灰色关联度分析GRA关联中间层与底层指标；

作战装备适用性CE包括有：运输性Trans、可靠性Reli、安全性Sec、维修性Maint。采用集合形式表示作战装备适用性为CE＝{Trans,Reli,Sec,Maint}。

作战环境适用性OE包括有：自然环境适应性AtNE、对抗环境适应性EA。采用集合形式表示作战环境适用性为OE＝{AtNE,EA}。

作战保障适用性CS包括有：供应与保障设备SaSE、训练和训练保障TaTS。采用集合形式表示作战保障适用性为CS＝{SaSE,TaTS}。

步骤41，依据量化标尺量化法对中间层指标进行赋值，得到标准化矩阵；

对于第一个父功能节点F₁，在中间层－子功能节点集合HM^FM中依据量化标尺量化法对所述HM^FM中各个指标项分别与第一个父功能节点F₁的关联关系进行数值化赋值。

在本发明中，关联关系赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；关联关系赋值数值集，记为EVA；

EVA＝{eva₁,eva₂,eva₃,eva₄,eva₅}；eva₁为第一个赋值数，即eva₁＝0.1；eva₂为第二个赋值数，即eva₂＝0.3；eva₃为第三个赋值数，即eva₃＝0.5；eva₄为第四个赋值数，即eva₄＝0.7；eva₅为第五个赋值数，即eva₅＝0.9。

对

与第一个父功能节点F₁的关联关系进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的关联关系进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

对

与第一个父功能节点F₁的进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

由此，得到父节点－标准化矩阵

例如，H₁代表信号处理能力，H₂代表跳频通信能力，H₃代表超短波传输能力，H₄代表短波传输能力，H₅代表抗毁能力，H₆代表卫星传输能力，H₇代表识别分辨能力，H₈代表自适应能力，H₉代表数据传输能力，H₁₀代表纠偏能力，H₁₁代表抗破译抗欺骗能力，H₁₂代表保密能力，H₁₃代表隐蔽能力，H₁₄代表定位能力，H₁₅代表成像能力，H₁₆代表隐身能力，H₁₇代表跟踪能力，H₁₈代表生存能力，H₁₉代表雷达侦察能力，H₂₀代表通信侦察能力，H₂₁代表打击能力，H₂₂代表瞄准能力，H₂₃代表态势感知能力，H₂₄代表识别分辨能力，H₂₅代表导向能力，H₂₆代表测量能力，H₂₇代表监控能力。

底层指标集HM与第一个父功能节点F₁的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第二个父功能节点F₂的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第三个父功能节点F₃的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第四个父功能节点F₄的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第五个父功能节点F₅的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第六个父功能节点F₆的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第七个父功能节点F₇的关联关系矩阵为

底层指标集HM与第八个父功能节点F₈的关联关系矩阵为

步骤42，依据灰色关联度分析GRA，确定分析数列；

设置参考序列EVA_refs＝{1,1,1,1,1}；

对于序列

与参考序列EVA_refs在同一时刻k值记为：

参考序列EVA_refs与序列

的绝对差值记为

参考序列EVA_refs第一个父功能节点F₁中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第二个父功能节点F₂中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第三个父功能节点F₃中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第四个父功能节点F₄中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第五个父功能节点F₅中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第六个父功能节点F₆中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第七个父功能节点F₇中所有序列的绝对差值矩阵为

参考序列EVA_refs第八个父功能节点F₈中所有序列的绝对差值矩阵为

步骤43，依据灰色关联度分析GRA，确定灰色关联系数；

确定赋值序列和参考序列中绝对差值的最大值Δ_max和最小值Δ_min。

参考序列EVA_refs与序列

的灰色关联系数记为

通过设定分辨系数ξ＝0.5，其中ξ∈(0,1)，为提高关联系数间差异显著性。

参考序列EVA_refs与第一个父功能节点F₁中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第二个父功能节点F₂中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第三个父功能节点F₃中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第四个父功能节点F₄中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第五个父功能节点F₅中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第六个父功能节点F₆中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第七个父功能节点F₇中各序列的灰色关联系数记为

参考序列EVA_refs与第八个父功能节点F₈中各序列的灰色关联系数记为

步骤44，依据灰色关联度分析GRA，确定灰色关联度；

参考序列与序列

的灰色关联度记为

参考序列EVA_refs与第一个父功能节点F₁中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第二个父功能节点F₂中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第三个父功能节点F₃中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第四个父功能节点F₄中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第五个父功能节点F₅中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第六个父功能节点F₆中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第七个父功能节点F₇中各序列的灰色关联度记

参考序列EVA_refs与第八个父功能节点F₈中各序列的灰色关联度记

步骤45，获取属于父功能节点的子功能节点；

选择灰色关联度大于0.5的指标作为第一个父功能节点F₁的子功能节点，

重复步骤41至步骤45，遍历完成其他父功能节点，分别得到第二个父功能节点F₂的所有子功能节点

任意一个父功能节点F_a的所有子功能节点

最后一个父功能节点F_A的所有子功能节点

综上第一个父功能节点F₁可靠性，包括的子节点H₁信号处理能力，H₂跳频通信能力，H₅抗毁能力，H₇识别分辨能力，H₈自适应能力。

第二个父功能节点F₂运输性，包括的子节点H₃超短波传输能力，H₄短波传输能力，H₆卫星传输能力，H₉数据传输能力。

第三个父功能节点F₃维修性，包括的子节点H₈自适应能力，H₁₀代表纠偏能力。

第四个父功能节点F₄安全性，包括的子节点H₁₁抗破译抗欺骗能力，H₁₂保密能力，H₁₃隐蔽能力，H₁₆隐身能力。

第五个父功能节点F₅自然环境适应性，包括的子节点H₁₄定位能力，H₁₅成像能力，H₁₈生存能力。

第六个父功能节点F₆对抗环境适应性，包括的子节点H₁₆隐身能力，H₁₇跟踪能力，H₁₈生存能力，H₁₉雷达侦察能力，H₂₀通信侦察能力，H₂₁打击能力，H₂₂瞄准能力。

第七个父功能节点F₇供应与保障设备，包括的子节点H₂₃态势感知能力，H₂₄识别分辨能力，H₂₅导向能力，H₂₆测量能力。

第八个父功能节点F₈训练和训练保障，包括的子节点H₂₇监控能力。

综上，得到树形结构如图3所示。

步骤E，依据主成分分析法PCA提取出底层的各个指标项；

本发明中，依据PCA法，针对作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类不同作战应用，对底层指标集HM进行指标筛选。

步骤51，针对作战攻击类CA的底层－标准化矩阵获取；

针对作战攻击类CA，依据量化标尺量化法对底层指标进行赋值，得到标准化矩阵；

对底层－子功能节点集合HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}的重要性程度进行数值化赋值。

在本发明中，重要性程度的赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；重要性程度的赋值数值集，记为EVB，且EVB＝{evb₁,evb₂,…,evb_ζ,…,evb_η,…}；其中：evb₁为重要性程度的第一个赋值数；evb₂为重要性程度的第二个赋值数；evb_ζ为重要性程度的第ζ个赋值数，下角标ζ为赋值数的标识号；evb_η为重要性程度的第η个赋值数；evb_ζ与evb_η为不同赋值数；

在EVB＝{evb₁,evb₂,evb₃,evb₄,evb₅}中evb₁为第一个赋值数，即evb₁＝0.1；evb₂为第二个赋值数，即evb₂＝0.3；evb₃为第三个赋值数，即evb₃＝0.5；evb₄为第四个赋值数，即evb₄＝0.7；evb₅为第五个赋值数，即evb₅＝0.9。

对H₁进行量化标尺量化法后，得到属于H₁的数值量化的指标项，记为

且

对H₂进行量化标尺量化法后，得到属于H₂的数值量化的指标项，记为

且

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为

且

对H_j进行量化标尺量化法后，得到属于H_j的数值量化的指标项，记为

且

对H_K进行量化标尺量化法后，得到属于H_K的数值量化的指标项，记为

且

得到底层－标准化矩阵

所述底层－标准化矩阵EVB中的任意一个元素记为

那么对任意底层指标H_k赋值的平均值记为

对任意底层指标H_k赋值的标准差记为

构造底层－标准化矩阵

在本实施例中，例如，对于底层指标H₁信号处理能力，H₂跳频通信能力，H₃超短波传输能力，H₄短波传输能力，H₅抗毁能力，H₆卫星传输能力，H₇识别分辨能力，自适应能力，H₉数据传输能力，H₁₀纠偏能力，H₁₁抗破译抗欺骗能力，H₁₂保密能力，H₁₃隐蔽能力，H₁₄定位能力，H₁₅成像能力，H₁₆隐身能力，H₁₇跟踪能力，H₁₈生存能力，H₁₉雷达侦察能力，H₂₀通信侦察能力，H₂₁打击能力，H₂₂瞄准能力，H₂₃态势感知能力，H₂₄识别分辨能力，H₂₅导向能力，H₂₆测量能力，H₂₇监控能力。

进行量化标尺量化法后，得到矩阵，

标准化矩阵为

步骤52，构造底层－相关矩阵；

依据PCA法构造底层－相关矩阵，得到主成分F_k；

由

得到相关矩阵

表示底层指标H_j与H_k的相关系数

相关矩阵

的特征根记为λ_t，t＝1,2,…,K，λ₁≥λ₂≥…≥λ_t≥…≥λ_K；

相关矩阵

的特征向量记为l_t，l_t＝(l_t1,l_t2,…,l_tk,…,l_tK)^T；

各主成分记为F_t，且

步骤53，数字化底层指标的重要性；

依据PCA法，得到各底层指标的重要性结果；

按照累计贡献率不低于85％的原则

选择m个主成分；m＜p；m与p为不同主成分的数目总；

m个主成分的线性加权值记为M_t，

表示第t个主成分的贡献率；

对m个主成分进行加权求和，得到最终评价值F，结合步骤52得到最终评价值的各底层指标H_k的权重计算结果α_k；其中，

可得

底层指标H_k的贡献率即为其权重计算结果的绝对值|α_k|。

本实例中|α|为：

步骤54，依据PCA，筛选额定贡献率大于0.1的底层指标；

本实例中，经筛选得到的针对于作战攻击类作战应用的底层指标包括：H₁信号处理能力，H₂跳频通信能力，H₅抗毁能力，H₇信号识别能力，H₈自适应能力，H₁₁抗破译抗欺骗能力，H₁₂保密能力，H₁₅成像能力，H₁₇跟踪能力，H₁₈生存能力，H₁₉雷达侦察能力，H₂₀通信侦察能力，H₂₅导向能力。

步骤55，得到ASAPP系统作战攻击类CA的树型结构；

因此，在本实例中构建的作战攻击类作战应用体系如图4所示

步骤56，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中作战运输类CT进行建立树，得到作战运输类CT的树型结构；

步骤57，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中微航电MA进行建立树，得到微航电MA的树型结构；

步骤F，对底层指标项进行数值量化；

依据量化标尺量化法对底层节点集HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}进行赋值。

赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；赋值数值集，记为APP，且APP＝{app₁,app₂,app₃,app₄,app₅}；其中：

对H₁进行量化标尺量化法后，得到属于H₁的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₁的量化值；

对H₂进行量化标尺量化法后，得到属于H₂的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₂的量化值；

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_k的量化值；

对H_K进行量化标尺量化法后，得到属于H_K的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_K的量化值；

在本实施例中，例如，信号处理能力H₁＝0.7，跳频通信能力H₂＝0.7，代表抗毁能力H₅＝0.7，识别分辨能力H₇＝0.9，自适应能力H₈＝0.7，抗破译抗欺骗能力H₁₁＝0.9，保密能力H₁₂＝0.7，成像能力H₁₅＝0.7，跟踪能力H₁₇＝0.9，生存能力H₁₈＝0.9，雷达侦察能力H₁₉＝0.9，通信侦察能力H₂₀＝0.9，导向能力H₂₅＝0.7。

步骤G，依据层次分析法AHP构建顶层与中间层关系矩阵；

步骤71，采用重要性标度对顶层与中间层的指标项进行标度；

采用重要性标度对中间层的各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_middle，且matrix_middle＝(aa_xy)_U×U，下角标U为中间层中指标项的总个数；aa为中间层指标项的标度值，aa_xy表示标识号为x的指标项与标识号为y的指标项的关系；则有aa_xx＝1，aa_yy＝1，

aa_xx表示标识号为x的指标项与标识号为x的指标项的关系；a_yy表示标识号为y的指标项与标识号为y的指标项的关系；aa_yx表示标识号为y的指标项与标识号为x的指标项的关系；

父节点为作战攻击类航电系统作战适用性指标项与其子节点的判断矩阵

父节点为作战攻击类航电系统作战适用性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

父节点为作战装备适用性指标项与其子节点的判断矩阵

	可靠性	维修性	安全性
				可靠性	1	2	1/9
维修性	1/2	1	1/9
				安全性	9	9	1

作战装备适用性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

父节点为作战环境适用性指标项与其子节点的判断矩阵

父节点为作战环境适用性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

步骤72，提取矩阵最大特征值；

从matrix_middle中提取出的顶层指标项与中间层指标项的矩阵最大特征值，记为β_max，且||matrix_middle-β_maxI_middle||＝0，I_middle表示顶层与中间层的单位矩阵；

作战装备适用性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

作战环境适用性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

作战攻击类航电系统作战适用性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

步骤73，计算根节点的随机一致性比例；

顶层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_top，且

U为中间层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

父节点作战装备适用性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^{作战装备适用性}为父节点为作战装备适用性能力指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

父节点作战环境适用性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^{作战环境适用性}为父节点为作战环境适用性能力指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

父节点作战攻击类航电系统作战适用性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^{作战攻击类航电系统作战适用性}为父节点为作战攻击类航电系统作战适用性指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

步骤H，依据层次分析法AHP构建中间层与底层指标关系矩阵；

步骤81，采用重要性标度对中间层与底层的指标项进行标度；

采用重要性标度对底层中各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_bottom，且matrix_bottom＝(bb_cd)_O×O，下角标O为底层中指标项的总个数；bb为底层指标项的标度值，bb_vp表示标识号为v的指标项与标识号为p的指标项的关系；则有bb_vv＝1，bb_pp＝1，

bb_vv表示标识号为v的指标项与标识号为v的指标项的关系；bb_pp表示标识号为p的指标项与标识号为p的指标项的关系；bb_pv表示标识号为p的指标项与标识号为v的指标项的关系；

matrix_bottom中依据的元素个数必须是大于2的；

例如，父节点为可靠性指标项与其子节点的判断矩阵

可靠性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

父节点为安全性指标项与其子节点的判断矩阵

	抗破译抗欺骗能力	保密能力
			抗破译抗欺骗能力	1	3
保密能力	1/3	1

安全性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

父节点为自然环境适应性指标项与其子节点的判断矩阵

自然环境适应性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

父节点为对抗环境适应性指标项与其子节点的判断矩阵

	跟踪能力	生存能力	雷达侦察能力	通信侦察能力
					跟踪能力	1	2	1/9	1/2
生存能力	1/2	1	1/9	1/2
					雷达侦察能力	9	9	1	8
通信侦察能力	2	2	1/8	1

对抗环境适应性指标项与其子节点的判断矩阵应用矩阵形式表达为

步骤82，提取矩阵最大特征值；

从matrix_bottom中提取出的中间层指标项与底层指标项的矩阵最大特征值，记为θ_max，且||matrix_bottom-θ_maxI_bottom||＝0，I_bottom表示中间层与底层的单位矩阵；

在实施例中，从每一个的matrix_bottom中提取出的中间层指标项与底层指标项的矩阵最大特征值分别表示为：

可靠性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

安全性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

自然环境适应性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

对抗环境适应性指标项与其子节点的矩阵最大特征值，记为

步骤83，计算父节点的随机一致性比例；

中间层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_bottom，且

D为底层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

在实施例中，每一个中间层指标项的关联矩阵的随机一致性比例分别表示为：

父节点可靠性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^可靠性为父节点为可靠性指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

父节点安全性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^安全性为父节点为安全性能力指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

父节点自然环境适应性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^{自然环境适应性}为父节点为自然环境适应性能力指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

父节点对抗环境适应性指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为

且

M^{对抗环境适应性}为父节点为对抗环境适应性能力指标项的子节点的个数，RI为平均随即一致性指标。

步骤I，一致性检测；

步骤91，设置一致性检测值，记为CR，且CR＝0.1；

步骤92，判断父节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_top≥CR，则返回步骤七修改父节点中各个指标项的关系矩阵，即重新构建父节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_top＜CR，得到指标项权重向量，记为VCR_top，执行步骤J；

步骤93，判断子节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_bottom≥CR，则返回步骤八修改子节点中各个指标项进行关系矩阵，即重新构建子节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_bottom＜CR，得到指标项权重向量，记为

执行步骤J；

在实施例中，经检验，CR_top＜CR及CR_bottom＜CR均满足条件，得到各指标的权重系数。

步骤J，适用性评估结果计算；

自底向上，逐层计算作战应用适用性评估输出的评价结果EAPP。本实例中，作战攻击类航电系统作战适用性评价结果为：EAPP^可靠性＝16.15％×0.7+5.15％×0.7+8.59％×0.7+61.53％×0.9+8.59％×0.7＝0.82；EAPP^维修性＝100％×0.7＝0.7；EAPP^安全性＝75％×0.9+25％×0.7＝0.85；EAPP^{自然环境适应性}＝80％×0.7+20％×0.9＝0.74；EAPP^{对抗环境适应性}＝8.44％×0.9+5.96％×0.9+73.35％×0.9+12.24％×0.9＝0.9；EAPP^{供应与保障设备}＝100％×0.7＝0.7；EAPP^{作战装备适用性}＝11.4％×0.82+7.18％×0.7+81.42％×0.85＝0.84；EAPP^{作战环境适用性}＝66.67％×0.74+33.33％×0.9＝0.79；EAPP^{作战保障适用性}＝100％×0.7＝0.7；EAPP^{作战攻击类航电系统作战适用性}＝80.44％×0.84+12.18％×0.79+7.38％×0.7＝0.82。

本发明是一种体系评估的方法，所要解决的是如何准确客观评估航空电子系统IMA作战适用性问题，该方法通过执行计算机程序实现对适用性的评估，反应的是航空电子系统的作战适用性，该方法通过评估指标筛选、量化评估，利用主成分分析法及层次分析法，从而实现针对不同作战应用的航空电子系统作战适用性评估，获得提高适用性评估结果针对性、客观性的技术效果。

Claims (5)

1.一种面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，其特征在于构建适用性评估系统的步骤有：

构建步骤一，以ASAPP系统为树根节点，构建一棵空的ASAPP树；

将ASAPP系统的作战适用性评估作为航空电子系统适用性评估树中的树根节点；

所述树根节点分别指向作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA这三类功能类型；

构建步骤二，依据层次分析法AHP提取出顶层、中间层的各个指标项；

在航空电子系统作战适用性评估树中，顶层为航空电子系统作战适用性评估指标项；

将中间层的指标项写入步骤一的空树中，并作为父节点使用；父功能节点集合记为FM＝{F₁,F₂,…,F_a,…,F_A}；

F₁表示第一个父功能节点；

F₂表示第二个父功能节点；

F_a表示第a个父功能节点；下角标a为父功能节点的标识号；

F_A表示最后一个父功能节点；下角标A为父功能节点的总数目；

在顶层与中间层之间的各个指标项的树型结构中，中间层由顶层执行任务或者达到所需目标来决定，是解决所述目标必须计算的能力；

在顶层与中间层的树型结构中，顶层中的各个功能节点将作为中间层的各个功能节点的父节点，而中间层的各个功能节点将作为顶层中的各个功能节点的子节点；在父功能节点集合FM＝{F₁,F₂,…,F_a,…,F_A}中的各个子功能节点，记为中间层－子功能节点集合，记为HM^FM，且

表示属于父节点的第一个子功能节点；

表示属于父节点的第二个子功能节点；

表示属于父节点的第k个子功能节点；

表示属于父节点的最后一个子功能节点；

构建步骤三，依据层次分析法AHP提取出底层的指标集；

在航空电子系统适用性评估树中，底层指标项是评估体系的评价要素，由子节点的父节点所决定；将所有底层的指标项写入步骤一的空树中，并作为底层－子节点使用；底层－子功能节点集合记为HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}；底层－子功能节点集合也称为底层指标集；

H₁表示第一个子功能节点；

H₂表示第二个子功能节点；

H_k表示第k个子功能节点；下角标k为子功能节点的标识号；

H_j表示第j个子功能节点；下角标j为子功能节点的标识号；

H_K表示最后一个子功能节点；下角标K为子功能节点的总数目；

构建步骤四，依据灰色关联度分析GRA关联中间层与底层指标；

作战装备适用性CE包括有：运输性Trans、可靠性Reli、安全性Sec、维修性Maint；采用集合形式表示作战装备适用性为CE＝{Trans,Reli,Sec,Maint}；

作战环境适用性OE包括有：自然环境适应性AtNE、对抗环境适应性EA；采用集合形式表示作战环境适用性为OE＝{AtNE,EA}；

作战保障适用性CS包括有：供应与保障设备SaSE、训练和训练保障TaTS；采用集合形式表示作战保障适用性为CS＝{SaSE,TaTS}；

步骤41，依据量化标尺量化法对中间层指标进行赋值，得到标准化矩阵；

对于任意一个父功能节点F_a，在中间层－子功能节点集合HM^FM中依据量化标尺量化法对所述HM^FM中各个指标项分别与所述F_a的关联关系进行数值化赋值；

赋值数值集，记为EVA，且EVA＝{eva₁,eva₂,…,eva_i,…}；eva₁为第一个赋值数；eva₂为第二个赋值数；eva_i为第i个赋值数，下角标i为赋值数的标识号；

对属于F_a的子功能节点

与父功能节点F_a的进行量化标尺量化法后，得到属于

的数值量化的指标项，记为父节点－序列

且

为

的第一个赋值数；

为

的第二个赋值数；

为

的第i个赋值数；

由此，得到属于F_a的标准化矩阵，记为父节点－标准化矩阵

且

采用步骤41遍历完成其他父功能节点，能够得到其他父功能节点的标准化矩阵；

步骤42，依据灰色关联度分析GRA，确定分析数列；

设置参考序列EVA_refs＝{1,1,1,1,1}；

对于父节点－序列

与参考序列EVA_refs在同一时刻k值记为：

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的绝对差值记为Δ_i；

步骤43，依据灰色关联度分析GRA，确定灰色关联系数；

确定赋值序列和参考序列中绝对差值的最大值Δ_max和最小值Δ_min；

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联系数记为γ_I(i)；

通过设定分辨系数ξ＝0.5，其中ξ∈(0,1)，为提高关联系数间差异显著性；

步骤44，依据灰色关联度分析GRA，确定灰色关联度；

参考序列EVA_refs与父节点－序列

的灰色关联度记为γ(i)；

步骤45，获取属于父功能节点的子功能节点；

选择灰色关联度大于0.5的指标作为父功能节点F_a的子功能节点，则有属于父功能节点F_a的所有子功能节点，记为

且

重复步骤41至步骤45，遍历完成其他父功能节点，分别得到其他父功能节点的所有子功能节点；

构建步骤五，依据主成分分析法PCA提取出底层的各个指标项；

依据PCA法，针对作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类不同作战应用，对底层指标集HM进行指标筛选；

步骤51，针对作战攻击类CA的底层－标准化矩阵获取；

针对作战攻击类CA，依据量化标尺量化法对底层指标进行赋值，得到底层－标准化矩阵；

对底层－子功能节点集合HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}的重要性程度进行数值化赋值；重要性程度的赋值数值集，记为EVB，且

EVB＝{evb₁,evb₂,…,evb_ζ,…,evb_η,…}；其中：evb₁为第一个赋值数；evb₂为第二个赋值数；evb_ζ为第ζ个赋值数，下角标ζ为赋值数的标识号；evb_η为第η个赋值数；evb_ζ与evb_η为不同赋值数；

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为底层－序列

且

为H_k的第一个赋值数；

为H_k的第二个赋值数；

为H_k的第ζ个赋值数；

由此，得到底层－标准化矩阵EVB，且

所述底层－标准化矩阵EVB中的任意一个元素记为

那么对任意底层指标H_k赋值的平均值记为

对任意底层指标H_k赋值的标准差记为

构造底层－标准化矩阵

步骤52，构造底层－相关矩阵；

依据PCA法构造底层－相关矩阵，得到主成分F_k；

由

得到相关矩阵

表示底层指标H_j与H_k的相关系数；

相关矩阵

的特征根记为λ_t，t＝1,2,…,K，λ₁≥λ₂≥…≥λ_t≥…≥λ_K；

相关矩阵

的特征向量记为l_t，l_t＝(l_t1,l_t2,…,l_tk,…,l_tK)^T；

各主成分记为F_t；

步骤53，数字化底层指标的重要性；

依据PCA法，得到各底层指标的重要性结果；

按照累计贡献率不低于85％的原则

选择m个主成分；m＜p；m与p为不同主成分的数目总；

m个主成分的线性加权值记为M_t，

表示第t个主成分的贡献率；

对m个主成分进行加权求和，得到最终评价值F，结合步骤52得到最终评价值的各底层指标H_k的权重计算结果α_k；其中，

可得：

底层指标H_k的贡献率即为其权重计算结果的绝对值|α_k|；

步骤54，依据PCA法，筛选重要性大于80％的底层指标；

步骤55，得到ASAPP系统作战攻击类CA的树型结构；

步骤56，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中作战运输类CT进行建立树，得到作战运输类CT的树型结构；

步骤57，采用与步骤51－步骤54相同的方式对ASAPP系统中微航电MA进行建立树，得到微航电MA的树型结构；

构建步骤六，对底层指标项进行数值量化；

依据量化标尺量化法对底层节点集HM＝{H₁,H₂,…,H_k,…,H_j,…,H_K}进行数值化赋值；

赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好；赋值数值集，记为APP，且

APP＝{app₁,app₂,app₃,app₄,app₅}；其中：

app₁为第一个赋值数，即app₁＝0.1；

app₂为第二个赋值数，即app₂＝0.3；

app₃为第三个赋值数，即app₃＝0.5；

app₄为第四个赋值数，即app₄＝0.7；

app₅为第五个赋值数，即app₅＝0.9；

对H₁进行量化标尺量化法后，得到属于H₁的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₁的量化值；

对H₂进行量化标尺量化法后，得到属于H₂的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H₂的量化值；

对H_k进行量化标尺量化法后，得到属于H_k的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_k的量化值；

对H_K进行量化标尺量化法后，得到属于H_K的数值量化的指标项，记为

且

并从

中选取出一个作为H_K的量化值；

构建步骤七，依据层次分析法AHP构建顶层与中间层的指标项关系矩阵；

步骤71，采用重要性标度对顶层与中间层的指标项进行标度；

采用重要性标度对中间层的各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_middle，且matrix_middle＝(aa_xy)_U×U，下角标U为中间层中指标项的总个数；aa为中间层指标项的标度值，aa_xy表示标识号为x的指标项与标识号为y的指标项的关系；则有aa_xx＝1，aa_yy＝1，

aa_xx表示标识号为x的指标项与标识号为x的指标项的关系；a_yy表示标识号为y的指标项与标识号为y的指标项的关系；aa_yx表示标识号为y的指标项与标识号为x的指标项的关系；

步骤72，提取矩阵最大特征值；

从matrix_middle中提取出的顶层指标项与中间层指标项的矩阵最大特征值，记为β_max，且||matrix_middle-β_maxI_middle||＝0，I_middle表示顶层与中间层的单位矩阵；

步骤73，计算根节点的随机一致性比例；

顶层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_top，且

U为中间层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

构建步骤八，依据层次分析法AHP构建中间层与底层的指标项关系矩阵；

步骤81，采用重要性标度对中间层与底层的指标项进行标度；

采用重要性标度对底层中各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_bottom，且matrix_bottom＝(bb_cd)_O×O，下角标O为底层中指标项的总个数；bb为底层指标项的标度值，bb_vp表示标识号为v的指标项与标识号为p的指标项的关系；则有bb_vv＝1，bb_pp＝1，

bb_vv表示标识号为v的指标项与标识号为v的指标项的关系；bb_pp表示标识号为p的指标项与标识号为p的指标项的关系；bb_pv表示标识号为p的指标项与标识号为v的指标项的关系；

matrix_bottom中依据的元素个数必须是大于2的；

步骤82，提取矩阵最大特征值；

从matrix_bottom中提取出的中间层指标项与底层指标项的矩阵最大特征值，记为θ_max，且||matrix_bottom-θ_maxI_bottom||＝0，I_bottom表示中间层与底层的单位矩阵；

步骤83，计算父节点的随机一致性比例；

中间层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_bottom，且

D为底层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

构建步骤九，一致性检测；

步骤91，设置一致性检测值，记为CR，且CR＝0.1；

步骤92，判断父节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_top≥CR，则返回构建步骤七修改父节点中各个指标项的关系矩阵，即重新构建父节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_top＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为VCR_top，所述VCR_top就是适用性的数值；

步骤93，判断子节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_bottom≥CR，则返回构建步骤八修改子节点中各个指标项进行关系矩阵，即重新构建子节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_bottom＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为

所述

就是适用性的数值。

2.根据权利要求1所述的面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，其特征在于：中间层的指标项包括有作战装备适用性、作战环境适用性、作战保障适用性，以及运输性、可靠性、安全性、维修性、对抗环境适应性、自然环境适应性、训练和训练保障、供应与保障设备。

3.根据权利要求1所述的面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，其特征在于：赋值数值有0.1、0.3、0.5、0.7和0.9；数值0.1、0.3、0.5、0.7、0.9分别代表的文字信息是极差、差、一般、好、极好。

4.根据权利要求1所述的面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，其特征在于：指标项是指综合模块化航空电子系统中指定的各个指标项。

5.根据权利要求1所述的面向作战应用的航空电子系统适用性评估系统，其特征在于：适用性评估系统包括有建立树根模块、设置顶层指标项模块、设置中间层指标项模块、设置底层指标项模块、构建顶层与中间层关联关系模块、构建中间层与底层关联关系模块和一致性检测模块；

建立树根模块，用于将航空电子系统适用性作为树根节点；初始时，航空电子系统适用性评估树为空集；

设置顶层指标项模块，用作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA这三类功能类型作为顶层指标项；

设置中间层指标项模块，中间层由顶层执行任务或者达到所需目标来决定，是解决所述目标必须计算的能力；采用灰色关联度分析法GRA获取属于父功能节点的子功能节点；

设置底层指标项模块，底层指标项是评估体系的评价要素，由子节点的父节点所决定；采用层次分析法AHP将所有底层的指标项写入步骤一的空树中，并作为底层－子节点使用；采用主成分分析法PCA针对作战攻击类CA、作战运输类CT、微航电MA三类不同作战应用，对底层指标集HM进行指标筛选；

构建顶层与中间层关联关系模块，依据层次分析法AHP构建顶层与中间层的指标项关系矩阵；

步骤71，采用重要性标度对顶层与中间层的指标项进行标度；

采用重要性标度对中间层的各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_middle，且matrix_middle＝(aa_xy)_U×U，下角标U为中间层中指标项的总个数；aa为中间层指标项的标度值，aa_xy表示标识号为x的指标项与标识号为y的指标项的关系；则有aa_xx＝1，aa_yy＝1，

aa_xx表示标识号为x的指标项与标识号为x的指标项的关系；a_yy表示标识号为y的指标项与标识号为y的指标项的关系；aa_yx表示标识号为y的指标项与标识号为x的指标项的关系；

步骤72，提取矩阵最大特征值；

从matrix_middle中提取出的顶层指标项与中间层指标项的矩阵最大特征值，记为β_max，且||matrix_middle-β_maxI_middle||＝0，I_middle表示顶层与中间层的单位矩阵；

步骤73，计算根节点的随机一致性比例；

顶层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_top，且

U为中间层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

构建中间层与底层关联关系模块，依据层次分析法AHP构建中间层与底层的指标项关系矩阵；

步骤81，采用重要性标度对中间层与底层的指标项进行标度；

采用重要性标度对底层中各个指标项进行关系矩阵构建，记为matrix_bottom，且matrix_bottom＝(bb_cd)_O×O，下角标O为底层中指标项的总个数；bb为底层指标项的标度值，bb_vp表示标识号为v的指标项与标识号为p的指标项的关系；则有bb_vv＝1，bb_pp＝1，

bb_vv表示标识号为v的指标项与标识号为v的指标项的关系；bb_pp表示标识号为p的指标项与标识号为p的指标项的关系；bb_pv表示标识号为p的指标项与标识号为v的指标项的关系；

matrix_bottom中依据的元素个数必须是大于2的；

步骤82，提取矩阵最大特征值；

从matrix_bottom中提取出的中间层指标项与底层指标项的矩阵最大特征值，记为θ_max，且||matrix_bottom-θ_maxI_bottom||＝0，I_bottom表示中间层与底层的单位矩阵；

步骤83，计算父节点的随机一致性比例；

中间层指标项的关联矩阵的随机一致性比例，记为CR_bottom，且

D为底层中指标项的总个数，RI为平均随即一致性指标；

一致性检测模块，

步骤91，设置一致性检测值，记为CR，且CR＝0.1；

步骤92，判断父节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_top≥CR，则返回构建步骤七修改父节点中各个指标项的关系矩阵，即重新构建父节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_top＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为VCR_top，所述VCR_top就是适用性的数值；

步骤93，判断子节点中各个指标项构建的关系矩阵是否合理；

若CR_bottom≥CR，则返回构建步骤八修改子节点中各个指标项进行关系矩阵，即重新构建子节点中各个指标项的关系矩阵；

若CR_bottom＜CR，采用1－9阶平均随机一致性指标来赋值指标项，得到指标项权重向量，记为

所述

就是适用性的数值。

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