CN102722636A - 一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，该方法首先采用专家打分法对航空电子***中各分***在其所面临的电磁环境下的效能进行评估；接着，通过确定各分***在航空电子***中的权重关系，实现对航空电子***效能的评估；最后，通过对***的失效概率的比对，完成对航空电子***所面临电磁环境复杂度的评估。基于航空电子影响因素及***工作效能判定因素，本发明采用D-S矩阵理论法对专家打分得到的评估结果进行处理，完成对各分***的综合评估。该方法避免了统计算法中算数求平均值的方法带来的误差，使得评估结果更加客观。

Description

一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法

技术领域

本发明涉及电磁兼容领域，更特别的说，是一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法。

背景技术

随着飞机***数字化程度的提高，在有限的、狭小的空间内集成了大量电子设备，当这些设备共同工作时，机载电子设备间会出现相互干扰的问题，这是由于各设备的辐射发射和传导发射所导致，它们是构成飞机内部电磁环境的主要因素。由于现代飞机种类繁多、执行任务多样，使其在不同的任务状态下面临的外部电磁环境存在很大差异。例如：飞机会遇到来自自然界电磁环境因素的影响，或者遇到来自其他电子设备的影响，这些都是构成飞机外部电磁环境的主要因素。综合飞机内部和飞机外部两种电磁环境因素的共同作用，使得飞机在执行任务时面临着非常复杂的电磁环境。

对于飞机而言，航空电子***是电磁环境的主要作用对象，也是机载电子设备的主要存在方式。在《军用航空电子***》中第20页，将航空电子***划分为导航分***、通信分***、传感分***、显示分***、任务/控制分***5个部分。在电磁环境作用下，航空电子***会出现导航失灵、通信中断等现象，直接对飞机的正常飞行造成影响，后果不堪设想。

如果能在飞机方案阶段，对航空电子***所面临电磁环境的复杂程度进行评估，通过评估，采取相应的抗电磁干扰手段和电磁兼容措施，并落实到航空电子***及其各分***的设计、制造当中，从而可以为飞机全寿命期的正常工作提供可靠保障。所以，对航空电子***面临电磁环境的复杂程度进行评估具有十分重要的意义。然而，对于电磁环境复杂程度，行业内没有统一的定义和量化方法，对于一个飞机***所面临电磁环境的复杂程度很难给出明确的界定，如何对电磁环境复杂程度进行评估已经成为难题。

发明内容

本发明提出一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法。本方法首先采用专家打分法对航空电子***中各分***在其所面临的电磁环境下的效能进行评估；接着，通过确定各分***在航空电子***中的权重关系，实现对航空电子***效能的评估；最后，通过对***的失效概率的比对，完成对航空电子***所面临电磁环境复杂度的评估。在数据的处理上，本发明采用D-S矩阵理论法对专家打分得到的评估结果进行处理，完成对各分***的综合评估。该方法避免了统计算法中算数求平均值的方法带来的误差，使得评估结果更加准确可信。

本发明的一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，该量化评估包括有下列步骤：

第一步：构建航空电子***因素集合U

将构成航空电子***的影响因素采用集合形式表达为U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}，对于航空电子***中任意一个影响因素记为u_i，i＝1，2，3，4，5；其中：通信分***记为u₁、导航分***记为u₂、传感分***记为u₃、显示分***记为u₄、任务/控制分***记为u₅；

第二步：构建航空电子***工作效能判定因素集合V

将构成航空电子***工作效能判定的因素采用集合形式表达为V＝{v₁，v₂，v₃}，对于航空电子***中任意一个工作效能判定因素记为v_p，p＝1，2，3；其中：分***工作正常房记为v₁、分***效能下降记为v₂、无法判断记为v₃；

第三步：构建航空电子***权重向量矩阵W

根据航空电子***中各分***中包含的三类设备的种类和数量，构成满足各分***相对于航空电子***的权重矩阵，即相对权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]；w₁表示通信分***u₁相对于航空电子***的权重值；w₂表示导航分***u₂相对于航空电子***的权重值；w₃表示传感分***u₃相对于航空电子***的权重值；w₄表示显示分***u₄相对于航空电子***的权重值；w₅表示任务/控制分***u₅相对于航空电子***的权重值；

第四步：采用D-S证据理论，构建评价矩阵R

第401步：选取由n名专家构成的专家组，对各分***所面临电磁环境下的效能进行评估；

第402步：采取D-S证据理论方法，对各分***的评估结果进行综合评估；

将航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为工作正常的概率记为u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

将航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为效能下降的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

对航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***的工作效能无法判断的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素。

采用D-S证据理论对各个专家打分得到的数据进行处理，当判定u_i效能正常时，对于专家的合成意见，有

其中，A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，K表示归一化常数，

$\{A_1,A_2\}\⋐\left\{\begin{array}{ccc}{v}_1& v_2& v_3\end{array}\right\}.$

当判定u_i效能正常时，对于n名专家的合成意见，即存在m₁、m₂、m₃…m_n时，有 $(m_1\⊕m_2\⊕\·\·\·\⊕m_n)\left(v_1\right)=\frac{1}{K}\underset{A_1\∩A_2\∩\·\·\·\∩A_n=v_1}{\mathrm{\Σ}}{m}_1\left(A_1\right)\×m_2\left(A_2\right)\×\·\·\·\×m_n\left(A_n\right);$ 其中A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，A_n表示m_n的焦元，K表示归一化常数，

第403步：通过步骤401和步骤402的计算，获得对于航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}的综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]；其中：r₁表示对通信分***的效能评估，且 $r_1=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\end{array}\right];$ r₂表示对导航分***的效能评估，且 $r_2=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\end{array}\right];$ r₃表示对传感分***的效能评估，且 $r_3=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\end{array}\right];$ r₄表示对显示分***的效能评估，且 $r_4=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\end{array}\right];$ r₅表示对任务/控制分***的效能评估，且 $r_5=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

所述综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]转换表示为 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

第五步：构建航空电子***的工作效能评估矩阵B

将航空电子***的权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]与综合效能评估矩阵 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right]$ 进行矩阵相乘运算，得到航空电子***的工作效能判决矩阵B＝[b₁ b₂ b₃]；航空电子***判定为工作正常的概率记为b₁；将航空电子***判定为效能下降的概率记为b₂；对航空电子***的工作效能无法判断的概率记为b₃；

第六步：电磁环境复杂程度的评估

将步骤五得到的效能下降的概率b₂进行查表对照，获得对于航空电子***面临电磁环境复杂程度的评估。

本发明针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法的优点在于：

①基于航空电子影响因素及***工作效能判定因素，本发明采用D-S证据理论法对专家打分的结果进行综合处理，避免了统计算法中算数求平均值的方法带来的误差，使得评估结果更加客观。

②本发明量化评估方法在评估对象上，通过对飞机航空电子***中各分***效能进行评估，评估量化过程中涉及的参数较全面，保障航空电子***全寿命期正常工作。

③由于本发明量化评估方法中引用多个标准进行影响参数的指导，使得本发明方法能够成为对其他设备、分***以及整机所面临电磁环境的复杂程度具有指导意义。

附图说明

图1是本发明电磁环境下航空电子***的工作效能的量化评估的流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，该量化评估包括有下列步骤：

第一步：构建航空电子***因素集合U

在《军用航空电子***》中第20页，将航空电子***划分为导航分***、通信分***、传感分***、显示分***、任务/控制分***5个部分，将此5个部分记为构成航空电子***的5个影响因素，其中：通信分***记为u₁、导航分***记为u₂、传感分***记为u₃、显示分***记为u₄、任务/控制分***记为u₅。

在本发明中，将构成航空电子***的影响因素采用集合形式表达为U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}。为了下文的表述清楚，对于航空电子***中任意一个影响因素记为u_i，i＝1，2，3，4，5。

第二步：构建航空电子***工作效能判定因素集合V

本发明通过对构成航空电子***的各分***工作效能的判定，来完成对航空电子***工作效能的判定。

由于航空电子***自身具有抗电磁干扰能力，在电磁环境作用下，各分***功能性能指标正常，能够保持正常工作，在这种情况下，用分***工作正常进行记录，符号记为v₁(简称为分***工作正常v₁)；

随着电磁环境强度的增加，航空电子***的各分***出现：通讯中断、导航失灵、传感器失效、显示消失、任务/控制分***失控等现象，各分***功能性能指标出现降级，无法保持正常工作，在这种情况下，用分***工作效能下降进行记录，符号记为v₂(简称为分***效能下降v₂)；

在多强的电磁环境作用下，各分系就不能保持正常工作，是无法给出明确界定的，因此会出现不能明确判定航空电子***中各分***能否正常工作的情况，在这种情况下，用分***工作情况无法判定进行记录，符号记为v₃(简称为无法判断v₃)；

在本发明中，将构成航空电子***工作效能判定的因素采用集合形式表达为V＝{v₁，v₂，v₃}。为了下文的表述清楚，对于航空电子***中任意一个工作效能判定因素记为v_p，p＝1，2，3。

第三步：构建航空电子***权重向量矩阵W

根据国军标GJB 72A-2002《电磁干扰和电磁兼容性术语》中2.1.56节，分***及设备的关键性类别之规定：所有安装在***内的，或与***相关的分***及设备均应划定为EMC关键类中的某一类。这些划分基于电磁干扰(EMI)可能造成的影响、故障率、或对于指派任务的降级程序。可分为以下三种：

a)I类这类电磁兼容问题可能导致寿命缩短、运载工具受损、任务中断、代价高昂的发射延迟或不可接受的***效率下降；

b)II类这类电磁兼容问题可能导致运载工具故障、***效率下降，并导致任务无法完成；

c)III类这类电磁兼容问题可能引起噪声、轻微不适或性能降级，但不会降低***的预期有效性。

根据航空电子***中各分***中包含该三类设备的种类和数量，构成满足各分***相对于航空电子***的权重矩阵，即相对权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]；w₁表示通信分***u₁相对于航空电子***的权重值；w₂表示导航分***u₂相对于航空电子***的权重值；w₃表示传感分***u₃相对于航空电子***的权重值；w₄表示显示分***u₄相对于航空电子***的权重值；w₅表示任务/控制分***u₅相对于航空电子***的权重值。

第四步：采用D-S证据理论，构建评价矩阵R

专家打分法是指通过匿名方式征询有关专家的意见，对专家意见进行统计、处理、分析和归纳，客观地综合多数专家经验与主观判断，对大量难以采用技术方法进行定量分析的因素做出合理估算。在本发明中，所述有关专家是指电磁兼容专家和航空电子***专家。

第401步：选取由n名(n≥2)电磁兼容专家和航空电子***专家构成的专家组，对各分***所面临电磁环境下的效能进行评估；

第402步：采取D-S证据理论方法，对各分***的评估结果进行综合评估；

在本发明中，将航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为工作正常的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

将航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为效能下降的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

对航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***的工作效能无法判断的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素。

以u_i为例，采用D-S证据理论对各个专家打分得到的数据进行处理，其处理结果如表1所示。

表1专家判定意见合成表

m₁(v₁)表示第1个专家判定u_i效能正常的概率；

m₂(v₁)表示第2个专家判定u_i效能正常的概率；

m_n(v₁)表示第n个专家判定u_i效能正常的概率；

m₁(v₂)表示第1个专家判定u_i效能下降的概率；

m₂(v₂)表示第2个专家判定u_i效能下降的概率；

m_n(v₂)表示第n个专家判定u_i效能下降的概率；

m₁(v₃)表示第1个专家对u_i效能无法判断的概率；

m₂(v₃)表示第2个专家对u_i效能无法判断的概率；

m_n(v₃)表示第n个专家对u_i效能无法判断的概率；

m₁表示第1个专家出示的判断概率值；

m₂表示第2个专家出示的判断概率值；

m_n表示第n个专家出示的判断概率值。

当判定u_i效能正常时，对于两名专家的合成意见，有其中，A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，K表示归一化常数，

当判定u_i效能正常时，对于n名专家的合成意见，即存在m₁、m₂、m₃…m_n时，有 $(m_1\⊕m_2\⊕\·\·\·\⊕m_n)\left(v_1\right)=\frac{1}{K}\underset{A_1\∩A_2\∩\·\·\·\∩A_n=v_1}{\mathrm{\Σ}}{m}_1\left(A_1\right)\×m_2\left(A_2\right)\×\·\·\·\×m_n\left(A_n\right);$ 其中A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，A_n表示m_n的焦元，K表示归一化常数，

在本发明中，采用D-S证据理论法，可以得到各分***工作效能的判定概率分别为通信分***正常工作概率通信分***效能下降概率

通信分***无法判断概率

导航分***正常工作概率

导航分***效能下降概率

导航分***无法判断概率

传感分***正常工作概率

传感分***效能下降概率

传感分***无法判断概率

显示分***正常工作概率

显示分***效能下降概率显示分***无法判断概率任务/控制分***正常工作概率任务/控制分***效能下降概率

和任务/控制分***无法判断概率

第403步：通过步骤401和步骤402的计算，获得对于航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}的综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]；

其中：r₁表示对通信分***的效能评估；

r₂表示对导航分***的效能评估；

r₃表示对传感分***的效能评估；

r₄表示对显示分***的效能评估；

r₅表示对任务/控制分***的效能评估。

在本发明中，得到第i个分***的效能评估矩阵，记为 $r_i=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_i,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_i,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_i,v_3)}\end{array}\right],$ 则有：

构建通信分***的效能评估矩阵为 $r_1=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\end{array}\right];$

构建导航分***的效能评估矩阵为 $r_2=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\end{array}\right];$

构建传感分***的效能评估矩阵为 $r_3=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\end{array}\right];$

构建显示分***的效能评估矩阵为 $r_4=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\end{array}\right];$

构建任务/控制分***的效能评估矩阵为 $r_5=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

所述综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]转换表示为 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right].$

第五步：构建航空电子***的工作效能评估矩阵B

将航空电子***的权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]与综合效能评估矩阵 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right]$ 进行矩阵相乘运算，得到航空电子***的工作效能判决矩阵 $B=\left[\begin{array}{ccccc}{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_2& {\mathrm{\ω}}_3& {\mathrm{\ω}}_4& {\mathrm{\ω}}_5\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}{r}_{(u_1,v_1)}& r_{(u_1,v_2)}& r_{(u_1,v_3)}\\ r_{(u_2,v_1)}& r_{(u_2,v_2)}& r_{(u_2,v_3)}\\ r_{(u_3,v_1)}& r_{(u_3,v_2)}& r_{(u_3,v_3)}\\ r_{(u_4,v_1)}& r_{(u_4,v_2)}& r_{(u_4,v_3)}\\ r_{(u_5,v_1)}& r_{(u_5,v_2)}& r_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

为了简约，将航空电子***判定为工作正常的概率记为b₁；将航空电子***判定为效能下降的概率记为b₂；对航空电子***的工作效能无法判断的概率记为b₃；则第二工作效能评估矩阵B＝[b₁ b₂ b₃]。

第六步：电磁环境复杂程度的评估

将步骤五得到的效能下降的概率b₂进行查表(表2)对照，从而获得对于航空电子***面临电磁环境复杂程度的评估。

在本发明中，表2是指2009年6月第25卷第3期《微波学报》中公开的，“电磁环境复杂度定量分析方法研究”第2节内容。

表2电磁环境特定复杂性的评价标准

复杂度划分	工作效能下降
		1(微度复杂)	[0，0.1)
2(轻度复杂)	[0.1，0.4)
		3(中度复杂)	[0.4，0.8)
4(重度复杂)	[0.8，1.0)

实施例

根据国军标GJB 72A-2002《电磁干扰和电磁兼容性术语》规定，电磁兼容性问题对航空电子***效能可能造成的后果和危害程度以及对飞机执行任务的影响程度。在《军用航空电子***》中第20页，将航空电子***划分为导航分***、通信分***、传感器分***、任务分******、显示/控制分***5个部分。

依据本发明提出的一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，当选择3名专家，对各分***的在一定复杂电磁环境下的工作效能进行打分。

(1)对于通信分***：

(2)对于导航分***：

(3)对于任务/控制分***：

(4)对于显示分***：

(5)对于传感分***：

(6)航空电子***失效概率：

通过对比0.464与0.364发现，在计算航空电子***失效概率的时候，采用D-S证据理论的方法，比采用传统的算数平均方法高出10个百分点。

当采用表2的划分标准对航空电子***面临的电磁环境进行划分的时候，采用算数平均法就会将***面临的电磁评估为“轻度复杂”，D-S方法评估为“中度复杂”。通过采用本发明的评估方法，能够更客观反映航空电子***面临的电磁环境，从而采取采取具有针对性的抗电磁干扰手段和电磁兼容措施，并落实到航空电子***及其各分***的设计、制造当中，保障航空电子***全寿命期正常工作。

Claims (3)

1.一种针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，其特征在于该量化评估包括有下列步骤：

第一步：构建航空电子***因素集合U

将构成航空电子***的影响因素采用集合形式表达为U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}，对于航空电子***中任意一个影响因素记为u_i，i＝1，2，3，4，5；其中：通信分***记为u₁、导航分***记为u₂、传感分***记为u₃、显示分***记为u₄、任务/控制分***记为u₅；

第二步：构建航空电子***工作效能判定因素集合V

将构成航空电子***工作效能判定的因素采用集合形式表达为V＝{v₁，v₂，v₃}，对于航空电子***中任意一个工作效能判定因素记为v_p，p＝1，2，3；其中：分***工作正常房记为v₁、分***效能下降记为v₂、无法判断记为v₃；

第三步：构建航空电子***权重向量矩阵W

根据航空电子***中各分***中包含的三类设备的种类和数量，构成满足各分***相对于航空电子***的权重矩阵，即相对权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]；w₁表示通信分***u₁相对于航空电子***的权重值；w₂表示导航分***u₂相对于航空电子***的权重值；w₃表示传感分***u₃相对于航空电子***的权重值；w₄表示显示分***u₄相对于航空电子***的权重值；w₅表示任务/控制分***u₅相对于航空电子***的权重值；

第四步：采用D-S证据理论，构建评价矩阵R

第401步：选取由n名专家构成的专家组，对各分***所面临电磁环境下的效能进行评估；

第402步：采取D-S证据理论方法，对各分***的评估结果进行综合评估；

将航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为工作正常的概率记为u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

将航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***判定为效能下降的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素；

对航空电子***因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的第i个分***的工作效能无法判断的概率记为

u_i表示U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}中的某一个因素。

采用D-S证据理论对各个专家打分得到的数据进行处理，当判定u_i效能正常时，对于专家的合成意见，有

其中，A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，K表示归一化常数，

$\{A_1,A_2\}\⋐\left\{\begin{array}{ccc}{v}_1& v_2& v_3\end{array}\right\}.$

当判定u_i效能正常时，对于n名专家的合成意见，即存在m₁、m₂、m₃…m_n时，有 $(m_1\⊕m_2\⊕\·\·\·\⊕m_n)\left(v_1\right)=\frac{1}{K}\underset{A_1\∩A_2\∩\·\·\·\∩A_n=v_1}{\mathrm{\Σ}}{m}_1\left(A_1\right)\×m_2\left(A_2\right)\×\·\·\·\×m_n\left(A_n\right);$ 其中A₁表示m₁的焦元，A₂表示m₂的焦元，A_n表示m_n的焦元，K表示归一化常数，

第403步：通过步骤401和步骤402的计算，获得对于航空电子***影响因素集合U＝{u₁，u₂，u₃，u₄，u₅}的综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]；其中：r₁表示对通信分***的效能评估，且 $r_1=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\end{array}\right];$ r₂表示对导航分***的效能评估，且 $r_2=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\end{array}\right];$ r₃表示对传感分***的效能评估，且 $r_3=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\end{array}\right];$ r₄表示对显示分***的效能评估，且 $r_4=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\end{array}\right];$ r₅表示对任务/控制分***的效能评估，且 $r_5=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

所述综合效能评估矩阵R＝[r₁ r₂ r₃ r₄ r₅]转换表示为 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right];$

第五步：构建航空电子***的工作效能评估矩阵B

将航空电子***的权重矩阵W＝[w₁ w₂ w₃ w₄ w₅]与综合效能评估矩阵 $R=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{AA}}_{(u_1,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_1,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_1,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_2,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_2,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_2,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_3,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_3,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_3,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_4,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_4,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_4,v_3)}\\ {\mathrm{AA}}_{(u_5,v_1)}& {\mathrm{AB}}_{(u_5,v_2)}& {\mathrm{AC}}_{(u_5,v_3)}\end{array}\right]$ 进行矩阵相乘运算，得到航空电子***的工作效能判决矩阵B＝[b₁ b₂ b₃]；航空电子***判定为工作正常的概率记为b₁；将航空电子***判定为效能下降的概率记为b₂；对航空电子***的工作效能无法判断的概率记为b₃；

第六步：电磁环境复杂程度的评估

将步骤五得到的效能下降的概率b₂进行查表对照，获得对于航空电子***面临电磁环境复杂程度的评估。

2.根据权利要求1所述的针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，其特征在于：第四步中的n名专家最少应当满足n≥2。

3.根据权利要求1所述的针对航空电子***面临电磁环境复杂度的量化评估方法，其特征在于：第六步中的查表对照的表为电磁环境特定复杂性的评价标准，即下表内容：

  复杂度划分   工作效能下降   1(微度复杂)   [0，0.1)   2(轻度复杂)   [0.1，0.4)   3(中度复杂)   [0.4，0.8)   4(重度复杂)   [0.8，1.0)

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