陳 奇，趙述千，姜 寧

(1.海軍大連艦艇學院，遼寧 大連 116018;2.解放軍91278部隊，遼寧 大連 116041)

艦艇電子對抗作為一種反導(dǎo)防御軟殺傷手段，在實戰(zhàn)化訓(xùn)練中其威脅環(huán)境構(gòu)設(shè)、交戰(zhàn)結(jié)果描述和把握與硬武器相比均具有顯著的間接性。經(jīng)過多年訓(xùn)練效果評估實踐暴露出其定性評估多、定量評估少、缺乏科學評估方法和統(tǒng)一評估標準等問題。為有效形成訓(xùn)練閉環(huán)，滿足各級評估需求，本文針對其訓(xùn)練特點，構(gòu)建滿足訓(xùn)練評估所需、可操作性強的艦艇電子對抗訓(xùn)練效果量化評估方法。

1 艦艇電子對抗實兵訓(xùn)練效果評估內(nèi)容

要想明確艦艇電子對抗訓(xùn)練效果評估內(nèi)容，就必須對部隊作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)效能兩個概念加以界定和區(qū)分。作戰(zhàn)能力指部隊為執(zhí)行一定作戰(zhàn)任務(wù)所需的“本領(lǐng)”或應(yīng)具有的潛力;作戰(zhàn)效能是指特定條件下部隊執(zhí)行特定作戰(zhàn)任務(wù)所能達到預(yù)期目標的有效程度。前者作為部隊固有屬性是一個相對靜態(tài)概念，由部隊裝備情況、人員編配、訓(xùn)練水平等決定，與作戰(zhàn)過程無關(guān);后者不但與部隊固有作戰(zhàn)能力有關(guān)，而且與作戰(zhàn)時面臨的環(huán)境、作戰(zhàn)編組和作戰(zhàn)中的實際運用有關(guān)［1］。

因此，艦艇電子對抗訓(xùn)練效果量化評估的內(nèi)容應(yīng)確定為“部隊作戰(zhàn)效能”［2-3］，即訓(xùn)練所構(gòu)設(shè)的戰(zhàn)場電磁環(huán)境、末制導(dǎo)威脅環(huán)境和模擬導(dǎo)彈攻擊兵力態(tài)勢下，參訓(xùn)部隊完成反導(dǎo)防御訓(xùn)練任務(wù)的有效程度。同時，通過同一科目多次訓(xùn)練前后，部隊作戰(zhàn)效能的提高量來表示參訓(xùn)部隊訓(xùn)練效果(訓(xùn)練效益)［4］。

2 艦艇電子對抗作戰(zhàn)效能評估方法

2.1 量化評估總體技術(shù)方法

目前，部隊作戰(zhàn)效能評估常用方法有:指數(shù)法、蘭徹斯特方程法、層次分析法、模糊綜合評判法、計算機仿真法、組合評價法等［2，5-6］。本文中，反導(dǎo)防御訓(xùn)練中部隊電子對抗作戰(zhàn)效能的度量是一種對評估者而言完全透明的事后靜態(tài)量化工作，根據(jù)問題實際選用層次分析法(AHP法)，該方法具有符合思維規(guī)律、可操作性強、評估過程及評估結(jié)論可解釋性好等特點。

2.2 指標體系構(gòu)建

作戰(zhàn)效能量化(即訓(xùn)練科目任務(wù)完成度度量)顯然可以以作戰(zhàn)結(jié)果為主要考察指標，進而采用層次分解思路建立評估指標體系［4，6］。但由于艦艇電子對抗訓(xùn)練中通常采用信號發(fā)生器、固定布設(shè)的末制導(dǎo)等方式構(gòu)設(shè)威脅環(huán)境，難以逼真體現(xiàn)高速來襲導(dǎo)彈末制導(dǎo)系統(tǒng)與我艦干擾之間的動態(tài)對抗過程;且所模擬構(gòu)設(shè)的末制導(dǎo)信號與敵潛射導(dǎo)彈搜捕及反電子干擾特性存在差異;因此，交戰(zhàn)結(jié)果的表達及應(yīng)用具有一定的間接性，僅以偵察與干擾結(jié)果來表示訓(xùn)練科目下的作戰(zhàn)效能，難以滿足全面暴露和發(fā)現(xiàn)問題的訓(xùn)練評估需求。本文提出一種“基于任務(wù)要求分解”的效能量化指標體系構(gòu)建思路。

2.2.1 作戰(zhàn)效能結(jié)構(gòu)視圖

參訓(xùn)部隊要想完成訓(xùn)練科目，首先必須具備相應(yīng)的裝備技術(shù)基礎(chǔ);裝備職手依托現(xiàn)有裝備在各級指揮員指揮協(xié)調(diào)下展開作戰(zhàn)應(yīng)用;同時在有效情報和維修保障下形成持續(xù)任務(wù)能力。據(jù)此，建立如圖1所示的基于任務(wù)要求分解的效能結(jié)構(gòu)視圖，以裝備技術(shù)水平、作戰(zhàn)運用水平、組織指揮水平、作戰(zhàn)保障能力四個一級指標考察訓(xùn)練科目完成度。

2.2.2 作戰(zhàn)效能評估指標體系

依據(jù)“效能結(jié)構(gòu)視圖”，采用層次分解方法建立如圖2所示艦艇電子對抗作戰(zhàn)效能評估指標體系，其中底層指標1－4反映了基于現(xiàn)有裝備開展戰(zhàn)術(shù)運用、組織指揮等任務(wù)完成工作的關(guān)鍵考察要素;指標15－18反映了其余三個一級指標對作戰(zhàn)保障的有關(guān)要求和電子對抗專業(yè)特點;指標5－10、13－14為依據(jù)艦艇電子對抗專業(yè)設(shè)計;且由于軍事訓(xùn)練前，按照科目內(nèi)容預(yù)先制定的各類方案、預(yù)案、協(xié)同計劃等，對訓(xùn)練中組織指揮的開展具有重要指導(dǎo)意義，故引入指標11－12。

圖1 基于任務(wù)要求分解的效能結(jié)構(gòu)視圖

圖2 艦艇電子對抗作戰(zhàn)效能評估指標體系

指標體系中，“⊕”表示層次分析法中同層指標相對獨立時采用的“加法對上聚合”關(guān)系;“?”為同層指標強相關(guān)時，用于凸顯短板效應(yīng)的“乘法對上聚合”關(guān)系［4，7-8］。

加法聚合模型:

乘法聚合模型:

式中，y為上層次指標值，ωj為權(quán)重。

2.3 指標權(quán)重確定方法

AHP法本身具有較為成熟的指標權(quán)重確定“方根積法(1－9標度法)”或“和積法(0.1－0.9標度法)”，但存在計算量大、需進行一致性檢驗、對同一層次指標數(shù)有限制等缺點［7］。這里引入基于一致性排序原理的一致性排序權(quán)重確定方法，該方法直接體現(xiàn)群決策思想，具有保序性、計算相對簡單等優(yōu)點。具體步驟如下［8］。

步驟1 由p位專家對同一上級指標下屬任意兩個同層指標做三標度比較，若Oi比Ok重要，則uik=1，uki=0;若 Ok比 Oi重要，則 uik=0，uki=1;若 Oi與 Ok一樣重要，則uik=0.5，uki=0.5。構(gòu)成p個二元定性排序標度矩陣:

步驟2 分別檢驗其充分必要條件:

步驟4 計算指標Oi(i=1，2，…，m)對于上一層次指標的權(quán)重:

2.4 定性指標量化方法

定性指標量化通?？刹捎没疑碚?、模糊綜合評判等方法［4，9］;但由于實戰(zhàn)化訓(xùn)練中，通常參訓(xùn)艦艇數(shù)量、訓(xùn)練科目及各艦訓(xùn)練次數(shù)眾多，評估工作量龐大，本文通過事先建立詳細的定性指標量化評估標準，采用專家組群組評分法對圖2所示指標體系中1、2、11、12、14、17、18等定性指標直接量化更為實用。

2.5 定量指標量化方法、模型及評估標準

2.5.1 定量指標量化方法

對定量指標，依據(jù)專業(yè)知識構(gòu)建計算數(shù)學模型，采用原始采集數(shù)據(jù)進行計算獲取指標值，量化過程中通常需根據(jù)指標物理含義對其進行歸一化處理。

2.5.2 定量指標歸一化模型

根據(jù)物理含義定量指標分為:效益型、成本型、適度型、區(qū)間型等四類，實際評估中需選用適用模型按需進行:正向化、去量綱、度量等級一致化等歸一化［7］。圖2指標體系中，定量指標3－10、13、15－16需進行的處理主要涉及兩類:一類是對硬件可靠性等效益型指標的去量綱處理;另一類是對目標偵察虛警率等成本型指標的正向化處理，及對偵察告警反應(yīng)時間等成本型帶量綱指標的正向化及去量綱處理。因此優(yōu)選以下模型［10-11］。

效益型指標歸一化模型:

式中，M為指標Cij可能達到的最大值，m為指標Cij可接受值下限。

成本型指標歸一化模型:

2.5.3 定量指標量化模型

1)“硬件可靠性”指標

由于艦艇電子對抗裝備為系統(tǒng)級裝備，部分硬件故障時可能降功能實現(xiàn)部分戰(zhàn)術(shù)功能;因此該指標應(yīng)采用“硬件無故障工作時間”而非“故障率”表示。作為“帶量綱效益型”指標，其量化步驟及模型如下。

步驟1 “硬件無故障工作時間”量

式中，Tz為裝備工作總時間(min);Ti為第i次影響作戰(zhàn)功能實現(xiàn)硬件故障時間(min);δgzi為第i次硬件故障時間段內(nèi)的降功能系數(shù)，由專家根據(jù)故障出現(xiàn)時刻戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢及故障內(nèi)容綜合給定，取值范圍(0，1］。

步驟2 “硬件無故障工作時間”歸一化

式中，Tmax為最大無故障工作時間;Tmin為無故障工作時間可接受下限。

指標4(軟件可靠性)量化模型類同。

2)“目標偵察虛警率”指標

該指標為“無量綱成本型”指標，量化步驟及模型如下:

步驟1 虛警率計算:

式中，nxj為虛警次數(shù);ngj為正確告警次數(shù)。

步驟2 虛警率歸一化

式中，pxjmax為虛警率可接受值上限;pxjmin為虛警率可能達到的理想下限。

3)“偵察告警平均反應(yīng)時間”指標

該指標是“帶量綱成本型”指標，量化步驟及模型如下。

步驟1 單次偵察告警反應(yīng)時間歸一化

式中，Tgfmax為允許最長告警時間(s);Tgfmin為規(guī)定最短反應(yīng)時間(s)。

步驟2 “偵察告警平均反應(yīng)時間”指標計算

式中，Tgfi'為第i正確告警反應(yīng)時間歸一化值;ngj為正確偵察告警總次數(shù)。

其中，顯然不能先對“反應(yīng)時間”先求均值，然后再歸一化，否則將導(dǎo)致錯誤結(jié)果。

指標9(偵察告警反應(yīng)時間)、13(干擾決策反應(yīng)時間)量化模型類同。

4)其它定量指標

指標5(目標識別正確率)、8(干擾決策正確率)、10(干擾成功概率)為“無量綱效益型”指標，根據(jù)有關(guān)戰(zhàn)術(shù)建立概率計算模型即可。

2.5.4 定量指標評估標準確定

定量指標評估標準制定是評估重要準備工作，這里如表1所示的“上下限值”即為評估標準。

表1 艦艇電子對抗作戰(zhàn)效能評估定量指標評估標準

其中，

1)無故障工作時間Tmax可能最大值應(yīng)為系統(tǒng)總工作時間，可接受下限Tmin由專家根據(jù)參訓(xùn)裝備實際情況確定且一般不應(yīng)過小。

2)虛警率上限pxjmax、反應(yīng)時間上限Tfymax通常由專家根據(jù)“軍事訓(xùn)練與考核大綱”結(jié)合科目內(nèi)容確定;

3)反應(yīng)時間下限Tfymin由戰(zhàn)術(shù)知識可知，其短到一定程度后即能完全滿足作戰(zhàn)需要，因此不應(yīng)為“0”，而是由專家根據(jù)“大綱”和科目內(nèi)容確定的某具體值，否則將導(dǎo)致考核標準過嚴且不符合實際。

3 基于效能的艦艇電子對抗訓(xùn)練效果評估

3.1 指標權(quán)重計算

根據(jù)前文所確定的指標體系編制專家咨詢表，采用2.3節(jié)步驟1、2，根據(jù)式(3)獲取3位專家關(guān)于一級指標(C1，C2，C3，C4)二元定性標度矩陣:

依據(jù)步驟3式(5)獲得一致性排序結(jié)果:s1=(C2，C3，C1，C4)，s2=(C2，C1，C4，C3)，s3=(C3，C2，C4，C1)，則 φ(C1)=3，φ(C，φ(C3)=5，φ(C4)=2;

同理，獲得各指標權(quán)重如表2所示。

3.2 訓(xùn)練效果評估

依據(jù)前文方法與模型分別獲取A艦?zāi)晨颇坑?xùn)練第一次訓(xùn)練和最后一次訓(xùn)練的底層指標量化結(jié)果如表3、表4。

根據(jù)圖2中所確定的指標對上聚合方式和聚合模型求得第一次訓(xùn)練A艦?zāi)晨颇孔鲬?zhàn)效能C1=0.575;最后一次訓(xùn)練作戰(zhàn)效能Cn=0.892;因此訓(xùn)練效果ΔC=Cn－C1=0.317。

表2 根據(jù)一致性排序原理計算所得指標權(quán)重

表3 A艦?zāi)晨颇康谝淮斡?xùn)練底層指標量化值

表4 A艦?zāi)晨颇孔詈笠淮斡?xùn)練底層指標量化值

根據(jù)以往經(jīng)驗和參訓(xùn)艦艇實際情況，定義如表5所示的訓(xùn)練效果分級表。

表5 訓(xùn)練效果分級表

因此，A艦艦艇電子對抗訓(xùn)練效果評估結(jié)論為“優(yōu)秀”。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)艦艇電子對抗專業(yè)訓(xùn)練特點，提出了“基于任務(wù)要求分解”的作戰(zhàn)效能評估指標體系構(gòu)建思路和訓(xùn)練效果表達方法。以層次分析法效能量化技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了相應(yīng)的定性指標量化方法、定量指標計算模型、定量指標評估標準設(shè)計思路。實際應(yīng)用表明，該評估方法體系具有可操作性強、科學性好等特點，能夠滿足全面暴露與發(fā)現(xiàn)問題的訓(xùn)練效果評估所需，所提出的評估思路對其它專業(yè)軍事訓(xùn)練的效果評估工作亦具有借鑒意義。

［1］徐瑞恩.作戰(zhàn)理論基本概念:戰(zhàn)斗力、作戰(zhàn)能力和作戰(zhàn)效能量度［J］.軍事運籌與決策，2002，2(4):158-170.

［2］陳奇，姜寧，崔超.基于作戰(zhàn)效能的演習效果量化評估方法框架［J］.海軍大連艦艇學院學報，2011，34(5):54-58.

［3］陳奇，姜寧，徐先云.海軍復(fù)雜電磁環(huán)境演習效果量化評估方法論［J］.信息對抗學術(shù)，2012(3):67-69.

［4］劉義，王國玉，馮德軍，等.基于裝備作戰(zhàn)效能的復(fù)雜電磁環(huán)境下訓(xùn)練效果評估［J］.系統(tǒng)仿真學報，2009，21(10):5375-5378.

［5］付東，方程，王震雷.作戰(zhàn)能力與作戰(zhàn)效能評估方法研究［J］.軍事運籌與系統(tǒng)工程，2006，20(4):35-39.

［6］張杰，唐宏，蘇凱.效能評估方法研究［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2009:1-9，23-26.

［7］郭亞軍.綜合評價理論、方法及應(yīng)用［M］.北京:科學出版社，2007:1-28，79-100，199-243.

［8］李登峰，許騰.海軍作戰(zhàn)運籌分析及應(yīng)用［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2007:221-223，243-248.

［9］田德貴，李小明，劉云路，等.復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達兵訓(xùn)練效果評估［J］.空軍雷達學院學報，2009，23(4):251-253.

［10］葉宗裕.關(guān)于多指標綜合評價中指標正向化和無量綱化方法的選擇［J］.浙江統(tǒng)計，2003(4):24-25.

［11］鄭宏宇，鄧銀燕，賀瑞纏.綜合評價中數(shù)據(jù)變換方法的選擇［J］.純粹數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學，2010，26(2):320-323.