[發明專利]一種基于模糊綜合評價法的飛機航路評價指標體系的建立方法

有效

• 申請號: 201410525482.2
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104299047B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 于昕;焦李成;劉軍強;劉紅英;熊濤;馬文萍;胡云舒;孟賀
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張恒陽

1.一種基于模糊綜合評價法的飛機航路評價指標體系的建立方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)建立航路評價體系模型：分為兩個層次，將影響航路評估的航路自身狀態和航路外部限制兩個因素作為第一層次；將航路自身狀態的影響因素和航路外部限制的影響因素作為第二個層次，其中航路自身狀態的影響因素包括：最小平飛距離、最小轉彎半徑、最大爬升/俯沖角、轉彎點數量以及航路總長度；航路外部限制的影響因素包括：目標進入方向、空情有利，威脅較小以及通過指定區域；

(2)計算航路評價體系模型中各個影響因素的值，并采用非線性S型可導函數對各個影響因素的值進行歸一化處理，使各個指標在[0,1]之間取值，從而建立評判因素集；

所述的計算航路評價體系模型中各個影響因素的值，按如下步驟進行：

2a)最小平飛距離：此為限制飛機在開始改變飛行姿態之前必須直飛的最短距離；設第i段航路長度為l_i，最小航路段長度為l_min，則約束表示為:l_i≥l_mini＝1，2，...，n，其中n為航路所包含的分段折線數，

具體計算為：

(xi+1-xi)2+(yi+1-yi)2+(zi+1-zi)2≥lmin]]>

其中，(x_i y_i z_i)和(x_i+1 y_i+1 z_i+1)分別為第i段航路的起始坐標和終點坐標；

其中初始設定最小航路段為3000米；

2b)最小轉彎半徑：最小轉彎半徑限制生成的航路只能在大于或等于預先確定的最小轉彎半徑范圍內的轉彎，設飛機的巡航速度為v，重力加速度為g，則在可用過載n_p一定時，飛機的最小轉彎半徑R_min為：

Rmin=v2gnp;]]>

2c)最大爬升/俯沖角：最大爬升/俯沖角限定了飛機在縱向截面上爬升和下滑的最大角度，設最大允許爬升/下滑角為θ_max，則第i段航路的爬升/下滑角約束可表示為:

其中m_i+1＝(x_i+1-x_i,y_i+1-y_i)^T

2d)轉彎點數量：即航路中轉彎點或者航路點的數量，初始設定為12個；

2e)航路總長度：設航路由n段分段折線組成，最大航路長度為L_max，則航路總長度約束表示為:

Σi=1n(xi+1-xi)2+(yi+1-yi)2+(zi+1-zi)2≤Lmax]]>

需要根據飛機當前的燃油量計算出可飛的最大航程，范圍設為[L_max*0.2，L_max]；

2f)目標進入方向：即從預先確定的方向接近目標，以保證從目標最薄弱的方位進行有效地攻擊，初始設定為360度；

2g)空情有利，威脅小：將航路某一段的實際威脅值的大小設定在[0,1]范圍內，其中0表示沒威脅，1表示威脅大；

2h)通過指定區域：為滿足戰略戰術要求，實際應用中常常需要飛機經過特殊指定的區域，設定為0和1，“1”表示經過，“0”表示不經過；

(3)利用層次分析法確定影響因素的權重，得到一級指標權值向量A，二級指標權值向量A₁、A₂；

所述的二級指標權值向量，按如下步驟進行確定：

4a)確定每個層次的判斷矩陣：

假設層次有n個因素，那么該層次的判斷矩陣B_i為：

Bi=b11b12...b1nb21b21...b2n............bn1bn2...bnn]]>

判斷矩陣中賦值b_ij表示元素b_i對于元素b_j重要程度比較值；

4b)計算指標權向量并做一致性檢驗：

對每個判斷矩陣計算最大特征值及其對應的特征向量，利用一致性指標、隨機一致性指標和一致性比率做一致性檢驗，若檢驗通過，特征向量歸一化后即為指標權向量，若不通過，則重新構造判斷矩陣，

由此獲得評價體系第一層次的指標權向量：

A＝(a₁，a₂)

a₁，a₂分別為第一層次各因素的權向量；

第二層次的指標權向量:

A₁＝(a₁₁，a₁₂，a₁₃，a₁₄，a₁₅)

A₂＝(a₂₁，a₂₂，a₂₃，a₂₄，a₂₅)

A₁，A₂分別包含第二層次各因素的權向量；

(4)確定評價集V，用以評價航路的等級：

V＝{v₁,v₂,v₃,v₄,v₅}

各符號代表意義及取值范圍如下：

v₁：很好[4.0,5.0)；v₂：好[3.0,4.0)；v₃：一般[2.0,3.0)；

v₄：差[1.0,2.0)；v₅：很差[0,1.0)；

(5)計算單因素評判矩陣R_i，并通過綜合評判獲得評判結果；根據二級指標權值向量A₁、A₂和單因素評判矩陣R_i，得出第一級評判結果B_i；再依據第一級評判結果B_i和一級指標權值向量A，得出第二級評判結果B；

所述的單因素評判矩陣R_i按如下計算：

假設有Y個專家對因素x_i，i＝1，2，...，n進行評價,其中n為因素個數，分別有m_ij個專家分別把x_i評定為y_j，j＝1，2，...，m，其中m為評價集中分類個數，且滿足則因素x_i具有評語y_j的隸屬度r_ij為：

rij=mij/(Σj=1mmij)]]>

記故有單因素評價向量f(x_i)為：

在給出所有因素x_i的單因素評價向量f(x_i)后，即可得到所有因素的評判矩陣R＝(f(x₁)，f(x₂)，...，f(x_n))^T＝(r_ij)_n×m；

而單因素評判矩陣R_i為第二層次評判因素集X_i所包含的因素所對應的評判矩陣，

其中i＝1，2；

所述的綜合評判的步驟為：

8a)根據二級指標權值向量A₁、A₂和單級評判矩陣R_i得出第一級評判結果B_i為：

Ai*Ri=(a11,a12,a13,a14a15)*r01r02r03r04r05r11r12r13r14r15r21r22r23r24r25r31r32r33r34r35r41r42r43r44r45=(bi1,bi2,bi2,bi2,bi5)=Bi,(i=1,2)]]>

8b)依據第一級評判結果B_i和一級指標權值向量A，得出第二級評判結果B為：

B=A*Bi=(a1,a2)B1B2;]]>

(6)計算結果：采用“+、*”算子，即加權平均型算子，處理第二級評判結果B和評價集V，得到評判結果W：

W＝B*V^T，其中字母T為矩陣的轉置符號。

2.根據權利要求1所述的一種基于模糊綜合評價法的飛機航路評價指標體系的建立方法，其特征在于：其中步驟(2)所述的建立評判因素集，按如下步驟進行：

3a)采用非線性S型可導函數進行歸一化處理，使各指標在[0,1]之間取值，

對于數值越大越好的指標，有：

Xi=11+exp(-tan(2arctan(ln99)xmax-xmin*(xi-xmax+xmin2)))]]>

對于數值越小越好的指標，有：

Xi=11+exp(-tan(2arctan(ln99)xmin-xmax*(xi-xmax+xmin2)))]]>

其中x_i為第i個指標的原始性能參數值，X_i為歸一化后的值，x_max為所有同類航路中指標項性能參數可能的最大值，x_min為所有同類航路中指標項性能參數可能的最小值；

3b)建立評判因素集：

根據確立的評價體系模型建立：

一級指標：

X＝{X₁，X₂}

即X為第一層次的評判因素集，其中X₁，X₂分別為第一層次所包含的影響因素；

二級指標：

X₁＝{X₁₁，X₁₂，X₁₃，X₁₄，X₁₅}

X₂＝{X₂₁，X₂₂，X₂₃，X₂₄，X₂₅}

X₁，X₂為第二層次的評判因素集，包含了第一層次影響因素的子因素。