繆彩練,蘇智慧,郭 娜

(中國西南電子技術(shù)研究所,成都610036)

1 引 言

縱觀傳統(tǒng)的情報(bào)偵察裝備,典型的技術(shù)指標(biāo)是可量化、可度化的技術(shù)參數(shù),能較為直觀地進(jìn)行設(shè)備測試和驗(yàn)收。而隨著電子技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用和任務(wù)的多元化和復(fù)雜化程度加深,國內(nèi)外形勢日益復(fù)雜,情報(bào)偵察形成了海、陸、空、天、網(wǎng)、水下等偵察手段在內(nèi)的全方位、多層次、立體化的情報(bào)、監(jiān)視與偵察體系。采用單一的效能評(píng)估方法,不能評(píng)價(jià)復(fù)雜大系統(tǒng)的綜合集成效能,且算法單一,可靠性和可信度較低。目前已有的效能評(píng)價(jià)體系主要針對(duì)某一特定對(duì)象:文獻(xiàn)[1]針對(duì)紅藍(lán)編隊(duì)的作戰(zhàn)效能進(jìn)行了分析,文獻(xiàn)[2]對(duì)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)效能評(píng)估框架進(jìn)行了探索,文獻(xiàn)[3]主要針對(duì)雷達(dá)網(wǎng)的效能評(píng)價(jià)方面進(jìn)行了研究。從以上文獻(xiàn)可以看出,目前的效能評(píng)估方法或評(píng)估體系主要用于作戰(zhàn)或指控系統(tǒng),評(píng)價(jià)體系應(yīng)用于特定的領(lǐng)域和對(duì)象,沒有一個(gè)完善的情報(bào)偵察系統(tǒng)的效能評(píng)估體系。因此,本文在已有評(píng)價(jià)體系和評(píng)估方法研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合綜合型情報(bào)偵察系統(tǒng)的特點(diǎn),建立了一個(gè)完善、全面、低冗余、高精度的情報(bào)偵察效能評(píng)價(jià)體系。

2 效能評(píng)估

情報(bào)偵察系統(tǒng)效能評(píng)估技術(shù)是指對(duì)情報(bào)偵察系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的綜合度量,主要工作步驟包括構(gòu)建效能評(píng)估指標(biāo)體系、對(duì)評(píng)估模型進(jìn)行建模、制定效能評(píng)估機(jī)制以及對(duì)評(píng)估的可信度打分,如圖1所示。

圖1 效能評(píng)估技術(shù)的組成框圖Fig.1 Block diagram of effectiveness evaluation

2.1 效能評(píng)估指標(biāo)體系

效能評(píng)估指標(biāo)體系是指綜合性情報(bào)偵察系統(tǒng)所具備的情報(bào)獲取能力,是系統(tǒng)執(zhí)行不間斷、最優(yōu)化地搜集、處理、傳送和利用各種有效信息的度量,它不僅局限于情報(bào)偵察,而將是集情報(bào)偵察、指揮控制、通信傳輸、信息處理等各種能力的綜合描述體現(xiàn)[4]。

目前,學(xué)術(shù)界公認(rèn)的效能評(píng)估度量主要包括尺度參數(shù)(Demensional Parameter,DP)、性能度量(Measure of Performance,MOP)、效能度量(Measure of Effectiveness,MOE)和作戰(zhàn)效能度量(Measure of Force Effectiveness,MOFE)4個(gè)方面。其中,MOP體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)DP參數(shù)或子系統(tǒng)組合后綜合性能度量,MOE則依賴于MOP與作戰(zhàn)任務(wù),體現(xiàn)了系統(tǒng)自身因素以及與作戰(zhàn)對(duì)象因素結(jié)合后所具有能力的度量。而MOFE取決于MOE與其它更廣范圍內(nèi)的其它因素,包括環(huán)境等。

建立的情報(bào)偵察系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系,需要根據(jù)系統(tǒng)的典型作戰(zhàn)樣式,由綜合能力、指揮控制能力、通信傳輸能力、情報(bào)偵察能力四方面形成一套完備、科學(xué)、可度量綜合性的效能評(píng)估指標(biāo)體系用于評(píng)估大系統(tǒng)整體的性能。效能評(píng)估指標(biāo)體系框架如圖2所示。

圖2 情報(bào)偵察系統(tǒng)效能評(píng)估指標(biāo)體系框架Fig.2 Block diagram of effectiveness evaluation architecture for intelligence reconnaissance

其中,綜合能力是通用性指標(biāo),由系統(tǒng)安全保密性能、系統(tǒng)電磁兼容性能、系統(tǒng)可靠性能、系統(tǒng)生存性能、系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性能五方面來描述。

指揮控制能力是在情報(bào)偵察和通信傳輸能力的支持下,正確決策、快速生成綜合作戰(zhàn)計(jì)劃,迅速命令和調(diào)配系統(tǒng)內(nèi)的偵察資源,實(shí)施作戰(zhàn)計(jì)劃,并對(duì)業(yè)務(wù)成績進(jìn)行評(píng)估的能力。

通信傳輸能力是系統(tǒng)進(jìn)行信息交互所需的通信保障能力,主要是對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的作用范圍、網(wǎng)絡(luò)容量、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)性能量化指標(biāo)。

情報(bào)偵察能力由前端偵察傳感器的情報(bào)獲取能力及后端情報(bào)處理中心的情報(bào)處理能力、系統(tǒng)情報(bào)匯集及分發(fā)能力三部分描述。而情報(bào)獲取能力又可由目標(biāo)覆蓋性能、參數(shù)測量性能、情報(bào)獲取時(shí)延來描述,如再向下分解,則由各種情報(bào)手段的偵察性能(DP)作為基礎(chǔ)偵察要素來支撐。

整個(gè)指標(biāo)體系從上而下按層次化結(jié)構(gòu)建立,體系總體上分為4個(gè)層次,即MOFE、MOE以及底層MOP和DP,每一個(gè)層次的性能由下一層組成要素來支撐,但每一個(gè)上層要素的效能不是由構(gòu)成該要素的下一層要素效能的簡單總和,需要進(jìn)行綜合分析。另外,底層的DP及MOP主要由系統(tǒng)自身的屬性決定。而MOFE和MOE與系統(tǒng)特定作戰(zhàn)具體情況密切關(guān)聯(lián),特別是情報(bào)處理能力中情報(bào)產(chǎn)品生成能力及作戰(zhàn)決策支撐能力,需要經(jīng)過一段時(shí)間的驗(yàn)證和事后比對(duì)才能最終給出系統(tǒng)情報(bào)處理的能力報(bào)告。

2.2 效能評(píng)估模型

評(píng)估模型建模是在效能評(píng)估評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)評(píng)估模型和實(shí)現(xiàn)算法,實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)體系的建模,確定評(píng)價(jià)體系的組成模塊,定義評(píng)估算法流程、模型之間的邏輯關(guān)系及數(shù)據(jù)交互關(guān)系。模型管理提供評(píng)估模型編輯運(yùn)行測試、模型注冊(cè)入庫存儲(chǔ)、模型加入仿真運(yùn)行的控制管理工作。

效能評(píng)估指標(biāo)模型建模主要完成對(duì)評(píng)估指標(biāo)體系各項(xiàng)參數(shù)的解算,具體內(nèi)容包括:

(1)根據(jù)指標(biāo)體系中各指標(biāo)項(xiàng)的定義,指定各指標(biāo)項(xiàng)的建模元素,采用數(shù)學(xué)表達(dá)式(組)進(jìn)行表示;

(2)確定模型的輸入輸出項(xiàng)以及影響因素項(xiàng),確定模型之間的相互關(guān)系;

(3)根據(jù)各輸入輸出項(xiàng)、影響項(xiàng)在仿真運(yùn)行中的生成步驟,明確仿真運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)采集的流程;

(4)采用可視化設(shè)計(jì)工具,將模型進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換,并寫入模型庫。

目前,實(shí)現(xiàn)效能評(píng)估方法主要包括層次分析法、A.D.C法、SEA法、影響圖方法、Lanchester方程、CAPE方法、仿真模擬法。每個(gè)方法各有不同,適用于不同的情況。

效能評(píng)估模型的主要作用是根據(jù)實(shí)際需求靈活構(gòu)建、修改以及配置評(píng)估指標(biāo)體系,并針對(duì)所選取的評(píng)估指標(biāo)體系確定數(shù)據(jù)采集內(nèi)容和統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法。為實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)綜合能力水平準(zhǔn)確、科學(xué)、權(quán)威的評(píng)估,必須根據(jù)系統(tǒng)特定作戰(zhàn)使命、情報(bào)需求等戰(zhàn)術(shù)要求,明確關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)和度量機(jī)制,針對(duì)性地選取評(píng)價(jià)方法,對(duì)多種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行集成組合或改進(jìn)完善,動(dòng)態(tài)調(diào)整評(píng)價(jià)方法的有關(guān)參數(shù)、權(quán)重、閾值。

2.3 效能評(píng)估機(jī)制

效能評(píng)估機(jī)制是采用實(shí)物、半實(shí)物或虛擬仿真方式搭一個(gè)仿真驗(yàn)證平臺(tái),用數(shù)學(xué)方法和工具描述偵察情報(bào)裝備系統(tǒng)及其運(yùn)行環(huán)境,并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)效能的全方位評(píng)估和度量。目前,仿真支撐平臺(tái)使用最廣泛的基于HLA標(biāo)準(zhǔn)的分布式仿真體系結(jié)構(gòu),利用RTI提供的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)實(shí)現(xiàn)互連與互操作,從而構(gòu)成一個(gè)集成的仿真平臺(tái);擁有完備的建模、運(yùn)行、監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理和評(píng)估仿真支持工具和平臺(tái),支持從建模、設(shè)計(jì)開發(fā)、測試、集成聯(lián)試、運(yùn)行、管理、在線與事后評(píng)估、回放等建模與仿真的全過程活動(dòng)。

情報(bào)偵察系統(tǒng)的綜合性效能評(píng)估指標(biāo)體系不僅僅是對(duì)系統(tǒng)本身性能的描述,而且它與作戰(zhàn)環(huán)境、系統(tǒng)布局等都有密切的關(guān)系,反映的是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。效能評(píng)估工作方式包含實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析和事后統(tǒng)計(jì)兩類。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析是在系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)時(shí)采集測試數(shù)據(jù),并根據(jù)效能評(píng)估模型的定義,對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、加工、分析、計(jì)算,產(chǎn)生效能評(píng)估結(jié)果,以圖、文、報(bào)表等多種形式展現(xiàn)這些結(jié)果數(shù)據(jù),自動(dòng)生成效能評(píng)估報(bào)告;事后評(píng)估是對(duì)多次實(shí)時(shí)評(píng)估的結(jié)果進(jìn)行匯集,然后利用評(píng)估指標(biāo)體系中的各類指標(biāo)進(jìn)行解算,設(shè)計(jì)有多種事后評(píng)估的分析模式,從而完成效能全面、客觀、多角度的分析評(píng)價(jià)。

2.4 評(píng)估的可信度

影響評(píng)估可信度的因素主要包括系統(tǒng)建?？尚哦?、模擬數(shù)據(jù)可信度、測試數(shù)據(jù)可信度、指標(biāo)參數(shù)可信度等,結(jié)構(gòu)體系如圖3所示。其中系統(tǒng)建模中對(duì)可信度評(píng)測主要是建立系統(tǒng)組成、相互關(guān)系、相互影響的模型與真實(shí)情況之間的偏差;系統(tǒng)性能評(píng)估運(yùn)行過程中,數(shù)據(jù)來源多樣,有歷史數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)等,存在許多內(nèi)在和外在不確定因素,使得這些數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)之間存在偏差;由于系統(tǒng)建模、仿真運(yùn)行及測試等各方面原因的影響,使得對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行評(píng)估的正確性和完備性出現(xiàn)偏差。

圖3 影響效能評(píng)估可信度的組成因素示意圖Fig.3 Factors influencing the effectiveness evaluation credibility

為確保系統(tǒng)的可信度滿足要求,必須提高系統(tǒng)建模、仿真運(yùn)行、測試、性能指標(biāo)參數(shù)的可信度,具體措施包括:

(1)采用科學(xué)合理的建模方法建立系統(tǒng)模型;

(2)對(duì)模擬過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)精度進(jìn)行分析研究;

(3)通過各種渠道獲得的測試數(shù)據(jù)精度進(jìn)行分析研究;

(4)對(duì)利用前三者獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行效能評(píng)估,采用合適的算法,對(duì)獲得的指標(biāo)參數(shù)的可信度進(jìn)行綜合評(píng)判,如果結(jié)果優(yōu)于指標(biāo),則認(rèn)為評(píng)估有效;否則對(duì)系統(tǒng)建模、仿真運(yùn)行、測試等效能評(píng)估過程進(jìn)行校核、驗(yàn)證和修正,直至達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求。

3 結(jié)束語

本文提出的綜合型情報(bào)偵察系統(tǒng)的效能評(píng)估體系,結(jié)合了情報(bào)偵察領(lǐng)域的特點(diǎn),通過構(gòu)建一個(gè)完善、全面、低冗余、高精度的情報(bào)偵察指標(biāo)體系,并針對(duì)指標(biāo)要素建立評(píng)估模型,豐富評(píng)估機(jī)制,最后分析了影響評(píng)估可信度的因素,使得效能評(píng)估體系更加完善,為正確、客觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)綜合性的動(dòng)靜態(tài)效能提供依據(jù),指導(dǎo)和規(guī)范綜合型情報(bào)偵察系統(tǒng)的效能評(píng)估工作,獲取的評(píng)估結(jié)果更為科學(xué)可信,可有效提高系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)能力。

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