未来单兵电源技术的数据包络分析(DEA)法选择

4 实例计算分析

　　目前单兵装备还在不断的发展之中，功能不断的增强，能耗也会随之发生变化。所以，为了确保单兵电源的发展应用满足单兵系统的使用要求，必须针对不同时期不同能源技术的特征，对可用的能源技术进行选择，找出相应时期最适合单兵系统使用的能源技术。考虑到装备研发到应用的周期，以及各种能源技术发展状况，本文将按照近期(3～5年)、中期(5～10年)和远期(10～15年)三个时间段对各种能源技术的性能进行分析。

　　本文以一次电池DMU1，二次电池DMU2，燃料电池DMU3，，超微型然烧机DMU4微型燃气轮机DMU5，电化学电容器DMU6，人力发电DMU7，太阳能发电DMU8，核能同位素DMU9沩分析对象。每种技术在不同时期的输入指标如表格1、2、3所示。

　　不同时期的输出指标情况见表格4。

　　本文采用模型(2)，利用MATLAB软件对各技术相对有效性进行计算，计算结果如表5所示。

　　由计算结果可以清楚的看出不同时期，单兵电源所应采用的能源技术。

　　(1)近期。一次电池相对有效性最高，说明在近期使用一次电池作为单兵电源最合适。二次电池由于容量有限，相对有效性次之。目前的人力发电设备质量大，并且持续供电能力有限，相对有效性较二次电池稍差。但是人力发电是作为最低化电源保障的最佳选择。小型燃料电池技术尚不完善，在单兵的应用中基本不可行，太阳能发电受其发电方式和材料易损的影响，近期在军事中的应用也仅限于部队静止期间的应用以及边防和海岛执勤站点。电化学电容由于容量太小，单独作为单兵电源也是不实际的。其他如超微型燃烧机、微型燃气轮机、核能发电技术的便携式版本在近期尚无法成型，不做考虑。

　　(2)中期。各种技术都会有相当大的进步，可选的能源技术大大增多。超微型燃烧机和微型燃气轮机技术不断成熟，将会成为单兵电源的首选。一次和二次电池仍在单兵电源的可选技术范围之内，但是相对有效性相对于微型燃气轮机和超微型燃烧机稍差。燃料电池技术将会基本解决体积问题，相对有效性会有较大提高，但是相对于电池仍然没有优势。电化学电容器、人力发电、太阳能发电单独作为单兵电源应用的可能微乎其微。

　　(3)远期。通过技术的进步，在远期，燃料电池和超微型然烧机以及微型燃气轮机性能都会有很大的提高，对于单兵应用的有效性有了很大提高，将会成为单兵电源的首选。核能电池也会进入单兵电源选择的范围，但是核能电池所能提供的功率有限，单独作为单兵电源的有效性相对于燃料电池稍差。一次电池和二次电池的相对有效性会出于技术选择的第五、六位，极有可能会被其他能源技术取代。电化学电容器、人力发电、太阳能电池作为单独的单兵电源使用可能仍然相对较小。

　　纵观所考虑的三个时期，可以发现，电池的作为单兵电源的地位将会被逐渐取代，这与电池性能发展减缓的事实是相符合的；燃料电池，微型然烧机、微型燃气轮机将会随着技术的进步逐渐成为单兵电源的最佳选择；核能电池的问世也会使单兵系统执行任务的时间得到大幅扩展；受其技术特点的影响，太阳能发电始终很难单独最为单兵电源使用。

　　5 结论

　　本文采用DEA法对不同能源技术在单兵中应用的相对有效性进行了计算，根据计算结果可以清楚的看到不同时期单兵电源应该采用的能源技术，对单兵电源的发展具有积极的推进作用。