Radar Equipment Testability Evaluation Method Based on Improved TOPSIS-RSR

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.05.018

Abstract

Abstract:

Aiming at the uncertain and multi-attribute decision making problem of radar equipment testability evaluation， a radar equipment testability evaluation index system is constructed according to equipment characteristics and testability requirements. The improved fuzzy analytical hierarchy process （FAHP） and entropy weight method are used to assign subjective and objective weights to the evaluation indexes. In the evaluation model， the relative entropy is used to replace the Euclidean distance of the technique for order preference by similarity to ideal solution method （TOPSIS）， and the rank-sum ratio method （RSR） is introduced. The improved TOPSIS-RSR method is used to grade and rank the testability of the alternatives， and the effectiveness of the model is verified by an example analysis.

Key words: radar equipment, testability, fuzzy analytical hierarchy process（FAHP）, technique for order preference by similarity to an ideal solution（TOPSIS）, rank-sum ratio（RSR）, evaluation

摘要：

针对雷达装备测试性评估这一不确定性、多属性决策问题，依据装备特点和测试性要求，构建了雷达装备测试性评估指标体系。采用改进的模糊层次分析法(fuzzy analytical hierarchy process，FAHP)和熵权法对评估指标进行主客观赋权。在评估模型中使用相对熵替换逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS)的欧式距离，同时引入秩和比法(rank-sum ratio，RSR)，利用改进的TOPSIS-RSR法对备选方案进行测试性优劣等级分档并排序，通过实例分析验证了该模型的有效性。

关键词: 雷达装备, 测试性, 模糊层次分析法, 逼近理想解排序法, 秩和比, 评估

CLC Number:

TN95

Jiajun CHEN, Bing HU, Duanyang SHI, Lijia YANG. Radar Equipment Testability Evaluation Method Based on Improved TOPSIS-RSR[J]. Modern Defense Technology, 2024, 52(5): 162-172.

陈佳君, 胡冰, 施端阳, 杨丽佳. 基于改进TOPSIS-RSR的雷达装备测试性评估方法[J]. 现代防御技术, 2024, 52(5): 162-172.

Figures/Tables 7

Fig. 1 Radar equipment testability evaluation index system

Table 1 Meaning of improved FAHP scale

标度	含义
0.994	$i$ 比 $j$ 极端重要
0.881	$i$ 比 $j$ 强烈重要
0.767	$i$ 比 $j$ 明显重要
0.648	$i$ 比 $j$ 稍微重要
0.5	$i$ 与 $j$ 同等重要
0.938，0.824， 0.708，0.583	介于上述两判断的中间值
标度互补	若 $i$ 比 $j$ 相比较判断为 $a i j$ ，那么 $j$ 比 $i$ 相比较判断为 $1 - a i j$

Table 1 Meaning of improved FAHP scale

标度	含义
0.994	$i$ 比 $j$ 极端重要
0.881	$i$ 比 $j$ 强烈重要
0.767	$i$ 比 $j$ 明显重要
0.648	$i$ 比 $j$ 稍微重要
0.5	$i$ 与 $j$ 同等重要
0.938，0.824， 0.708，0.583	介于上述两判断的中间值
标度互补	若 $i$ 比 $j$ 相比较判断为 $a i j$ ，那么 $j$ 比 $i$ 相比较判断为 $1 - a i j$

Fig. 2 Defect description of traditional TOPSIS method

Table 2 Testability evaluation index value of radar equipment in each scheme

评估指标	方案Ⅰ	方案Ⅱ	方案Ⅲ	方案Ⅳ
参数监测率B₁₁/%	98	95	94	97
状态监控率B₁₂/%	93	90	91	96
站级平均人工参数检测时间B₁₃/min	13	12	15	13
故障检测率B₂₁/%	92	93	92	97
故障隔离率B₂₂/%	90	92	90	96
虚警率B₂₃/%	3.0	2.5	3.2	3.0
故障检测时间B₂₄/min	1.2	0.9	1	0.8
故障隔离时间B₂₅/min	2.5	2.3	3	2.6
故障隔离模糊度B₂₆	4	3	3	2
误拆率B₂₇/%	5.0	4.0	5.5	4.5
BITE覆盖率B₂₈/%	85	89	86	93
测试可控性B₃₁	7.5	8.7	7.6	8.5
测试观测性B₃₂	8.2	9.2	8.0	8.5
UUT与外部测试设备接口兼容性B₃₃	8.5	7.5	8.0	9.0
结构设计和功能划分合理性B₃₄	8.7	9.0	8.6	8.0
软件测试性B₃₅	7.8	8.9	7.7	8.2
测试安全性B₃₆	7.6	7.0	7.8	8.0
测试人员数质量B₄₁	8.5	9.0	8.2	8.6
技术资料齐套率B₄₂/%	80	74	80	85
随机测试设备通用率B₄₃/%	85	80	90	85
随机测试设备齐套率B₄₄/%	75	80	76	85
故障信息完整性B₄₅	8.6	8.0	8.8	8.5

Table 3 Comparison of results of three evaluation methods

方案	熵值法	排序	相对贴近距离TOPSIS 算法	排序	相对熵TOPSIS 算法	排序
Ⅰ	0.143 2	3	0.012 3	4	0.351 6	3
Ⅱ	0.307 8	2	0.002 6	2	0.565 8	2
Ⅲ	0.095 2	4	0.012 1	3	0.207 2	4
Ⅳ	0.453 8	1	0	1	0.665 2	1

Table 4 RSR distribution and corresponding probability unit value

方案	RSR¹	方案	RSR²	$f$	$∑ f$	$p$	$P r o b i t$
Ⅲ	0.207 2	Ⅳ	0	1	1	0.250 0	4.325 5
Ⅰ	0.351 6	Ⅱ	0.002 6	1	2	0.500 0	5.000 0
Ⅱ	0.565 8	Ⅰ	0.012 1	1	3	0.750 0	5.674 5
Ⅳ	0.665 2	Ⅲ	0.012 3	1	4	0.937 5	6.534 1

Table 4 RSR distribution and corresponding probability unit value

方案	RSR¹	方案	RSR²	$f$	$∑ f$	$p$	$P r o b i t$
Ⅲ	0.207 2	Ⅳ	0	1	1	0.250 0	4.325 5
Ⅰ	0.351 6	Ⅱ	0.002 6	1	2	0.500 0	5.000 0
Ⅱ	0.565 8	Ⅰ	0.012 1	1	3	0.750 0	5.674 5
Ⅳ	0.665 2	Ⅲ	0.012 3	1	4	0.937 5	6.534 1

Table 5 Classification of radar equipment testability evaluation results

等级	$P r o b i t$	$C *$	分档结果
差	<3.5	<0.041 95
中	［3.5，5）	［0.041 95，0.364 9）	方案Ⅰ、Ⅲ
良	［5，6.5）	［0.364 9，0.687 85）	方案Ⅱ、Ⅳ
优	$≥$ 6.5	$≥$ 0.687 85

Table 5 Classification of radar equipment testability evaluation results

等级	$P r o b i t$	$C *$	分档结果
差	<3.5	<0.041 95
中	［3.5，5）	［0.041 95，0.364 9）	方案Ⅰ、Ⅲ
良	［5，6.5）	［0.364 9，0.687 85）	方案Ⅱ、Ⅳ
优	$≥$ 6.5	$≥$ 0.687 85

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