杜澤海 薛 磊 韓道文
(解放軍電子工程學(xué)院 合肥 230037)
通信對(duì)抗協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重確定*
杜澤海 薛 磊 韓道文
(解放軍電子工程學(xué)院 合肥 230037)
協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估是通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的研究重點(diǎn),而各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分配對(duì)評(píng)估結(jié)果有關(guān)鍵性影響。論文通過(guò)分析通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)特點(diǎn),為表征作戰(zhàn)與模擬訓(xùn)練的區(qū)別與統(tǒng)一,提高針對(duì)性,提出了評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建原則,進(jìn)而建立一套完整的評(píng)估指標(biāo)體系。在通信對(duì)抗模擬訓(xùn)練效果的評(píng)估領(lǐng)域,首次引入一種無(wú)需一致性檢驗(yàn)的權(quán)重確定方法——序關(guān)系分析法,闡述了其相對(duì)層次分析法的優(yōu)越性,進(jìn)而對(duì)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重予以確定。實(shí)例證明:該方法運(yùn)算簡(jiǎn)便,更加契合人的思維認(rèn)知,權(quán)重分配較為合理。
通信對(duì)抗;訓(xùn)練效果評(píng)估;序關(guān)系分析法;指標(biāo)權(quán)重
Class NumberE83
通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練是多個(gè)通信對(duì)抗系統(tǒng)裝備協(xié)同運(yùn)用的訓(xùn)練,可多方位提高受訓(xùn)人員運(yùn)用多系統(tǒng)遂行作戰(zhàn)任務(wù)的能力,發(fā)揮多系統(tǒng)協(xié)同控制的作用,充分體現(xiàn)協(xié)同效果。所謂“協(xié)同”,指的是各種作戰(zhàn)力量共同遂行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí),按照統(tǒng)一計(jì)劃在行動(dòng)上進(jìn)行的協(xié)調(diào)配合。多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn),就是根據(jù)每個(gè)平臺(tái)和作戰(zhàn)對(duì)象的特點(diǎn),充分發(fā)揮各個(gè)通信對(duì)抗裝備分系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),靈活進(jìn)行任務(wù)區(qū)分,以確保作戰(zhàn)任務(wù)順利完成。協(xié)同訓(xùn)練效果的評(píng)估問(wèn)題,是通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的研究重點(diǎn),合理與否將嚴(yán)重影響受訓(xùn)人員訓(xùn)練水平的提高和訓(xùn)練的積極性。同時(shí),合理的評(píng)估對(duì)優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃、改進(jìn)協(xié)同指揮行為和啟發(fā)訓(xùn)練思路具有重要意義。
各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分配對(duì)評(píng)估結(jié)果有關(guān)鍵性影響,權(quán)重分配的優(yōu)劣直接影響評(píng)估結(jié)果。在評(píng)估計(jì)算的過(guò)程中,目前大部分的評(píng)估算法都涉及到指標(biāo)權(quán)重,指標(biāo)權(quán)重的確定方法主要有Delphi法、層次分析法(AHP)、熵權(quán)法、組合賦權(quán)法等,其中AHP法在各種研究領(lǐng)域中被廣泛采用,權(quán)重分配合理性得到一定的認(rèn)可。但由于評(píng)估通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果的指標(biāo)因素眾多,采用AHP法確定指標(biāo)權(quán)重,在構(gòu)造判斷矩陣時(shí),指標(biāo)間兩兩比較的次數(shù)增加,指標(biāo)個(gè)數(shù)越多,運(yùn)算復(fù)雜性也將成倍增加,而且在通常情況下,需要進(jìn)行多次一致性檢驗(yàn),才能滿足一致性條件,進(jìn)一步加劇了權(quán)重分配的不確定因素,結(jié)果往往不能很好滿足決策者的意圖。由于以上原因,本文在確定對(duì)協(xié)同訓(xùn)練效果的各級(jí)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)時(shí),采用序關(guān)系分析法。序關(guān)系分析法是一種改進(jìn)型層次分析法,無(wú)須構(gòu)造判斷矩陣和進(jìn)行一致性檢驗(yàn),并且對(duì)指標(biāo)個(gè)數(shù)沒(méi)有限制,大大減少了運(yùn)算量,同時(shí)此方法更加符合人對(duì)指標(biāo)間重要性的思維認(rèn)知,能夠滿足決策者的權(quán)重分配意圖。
2.1 構(gòu)建原則
建立合理完備的評(píng)估指標(biāo)體系是進(jìn)行通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估的基礎(chǔ)。指標(biāo)選擇是否合理,將直接影響對(duì)協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估的準(zhǔn)確性。為了體現(xiàn)指標(biāo)體系的層次性與直觀性,既展現(xiàn)評(píng)估體系的合理有效,又表征作戰(zhàn)與模擬訓(xùn)練的區(qū)別與統(tǒng)一,并進(jìn)一步提高針對(duì)性,根據(jù)通信對(duì)抗裝備的協(xié)同作戰(zhàn)過(guò)程及特點(diǎn),提出構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系的三個(gè)基本原則:
1)完備性。通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練要嚴(yán)格依據(jù)通信對(duì)抗裝備的作戰(zhàn)過(guò)程,對(duì)協(xié)同訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估不僅要評(píng)估最終的訓(xùn)練結(jié)果是否良好,同時(shí)要檢驗(yàn)受訓(xùn)對(duì)象的訓(xùn)練行為是否符合作戰(zhàn)規(guī)則及流程,對(duì)“過(guò)程”進(jìn)行評(píng)估,主要對(duì)影響訓(xùn)練過(guò)程規(guī)范性的定性指標(biāo)進(jìn)行提取。但是,由于受訓(xùn)對(duì)象為指揮員、各級(jí)參謀及相關(guān)操作員,作戰(zhàn)過(guò)程的規(guī)范與否并不能完全體現(xiàn)協(xié)同訓(xùn)練效果的好壞,為體現(xiàn)評(píng)估的可信性,從影響通信對(duì)抗的專業(yè)對(duì)抗效果角度,要提取偵察效果、干擾效果等影響訓(xùn)練結(jié)果的定量指標(biāo)因素,根據(jù)受訓(xùn)對(duì)象的專業(yè)任務(wù)完成度,通過(guò)采集相關(guān)訓(xùn)練結(jié)果數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)定量評(píng)估;同時(shí),鑒于通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)的最終價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)合成部隊(duì)作戰(zhàn)的影響上,從對(duì)合成部隊(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)產(chǎn)生影響的角度,著重提取影響合成作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵定量指標(biāo)因素,根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果對(duì)合成作戰(zhàn)的貢獻(xiàn)度,體現(xiàn)協(xié)同訓(xùn)練行為對(duì)合成作戰(zhàn)的影響。對(duì)通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)估,在構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí),要包括過(guò)程、結(jié)果及影響等三個(gè)要素,保證指標(biāo)的完備性。
2)側(cè)重核心指標(biāo)的評(píng)估。影響通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果的因素較多,包括人為因素、自然因素、裝備因素及模擬訓(xùn)練系統(tǒng)本身的因素等,且各個(gè)因素之間往往相互影響,靜態(tài)因素與動(dòng)態(tài)因素相互交融,在忽略要素影響程度的情況下,提取每一個(gè)影響要素的可行性基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,在建立指標(biāo)體系時(shí),要在保證各指標(biāo)能夠全面反映評(píng)估目標(biāo)的前提下,抓住影響協(xié)同訓(xùn)練效果的核心指標(biāo),使評(píng)估更加合理、有效、簡(jiǎn)易。
3)定量指標(biāo)可測(cè)性。在“結(jié)果”與“影響”等兩個(gè)要素的下層指標(biāo)中,相關(guān)核心指標(biāo)涉及的數(shù)據(jù)應(yīng)是易定量計(jì)算和易準(zhǔn)確確定的,特別是要充分利用訓(xùn)練過(guò)程中記錄的訓(xùn)練數(shù)據(jù),盡可能用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支撐相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算、處理。這樣既可以減少求解評(píng)估問(wèn)題的復(fù)雜性,又可以降低主觀隨意性,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化、客觀的評(píng)估。
2.2 各要素的評(píng)估指標(biāo)體系
根據(jù)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建原則,通過(guò)相關(guān)指揮員、軍事研究人員及工程技術(shù)人員的研究分析,同時(shí)深入考慮通信對(duì)抗多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)特點(diǎn),構(gòu)建通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果的評(píng)估指標(biāo)體系,如圖1所示。目標(biāo)為協(xié)同訓(xùn)練效果,用U來(lái)表示,“過(guò)程”、“結(jié)果”及“影響”等三個(gè)要素及其下層指標(biāo)分別用不同層次的u表示。
由圖1所示,訓(xùn)練過(guò)程規(guī)范性的評(píng)估指標(biāo)體系主要考慮受訓(xùn)人員在訓(xùn)練過(guò)程中的“能力”表現(xiàn),包括決策能力、控制能力、協(xié)同能力和業(yè)務(wù)技能等四項(xiàng)能力,各指標(biāo)全部是定性指標(biāo),訓(xùn)練結(jié)束后,可由多名專家對(duì)受訓(xùn)人員在訓(xùn)練過(guò)程中的表現(xiàn),根據(jù)“優(yōu)秀、良好、好、一般、差”的評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行定性評(píng)價(jià),然后通過(guò)定性-定量轉(zhuǎn)換逐步求解評(píng)估結(jié)果;而專業(yè)對(duì)抗效果的評(píng)估指標(biāo)體系則主要考慮最終達(dá)到的通信對(duì)抗訓(xùn)練結(jié)果——偵察效果與干擾效果。此外,在合成作戰(zhàn)效能層面,則通過(guò)訓(xùn)練完成合成任務(wù)要求的目標(biāo)信號(hào)干擾比來(lái)體現(xiàn)合成部隊(duì)行動(dòng)的影響。專業(yè)對(duì)抗效果與合成作戰(zhàn)效能的各指標(biāo)均為定量指標(biāo),可通過(guò)訓(xùn)練中采集的訓(xùn)練數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)定量求解。另外,從該指標(biāo)體系可知,不僅能夠滿足完備性要求,提取的各級(jí)指標(biāo)亦均為影響較大的核心指標(biāo),符合2.1中的指標(biāo)體系構(gòu)建原則。
圖1 協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估指標(biāo)體系
由本文引言分析,序關(guān)系分析法是一種改進(jìn)型層次分析法,在應(yīng)用中較層次分析法更加簡(jiǎn)便、直觀、有效。序關(guān)系分析法的權(quán)重計(jì)算步驟如下:
Step1:確定指標(biāo)的序關(guān)系。在指標(biāo)體系確定后,請(qǐng)N個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)一系列指標(biāo)U1,U2,…,Un-1,Un,按重要程度從高到低排列,記為,明確各個(gè)相同層級(jí)的相鄰指標(biāo)間重要程度關(guān)系。
式中,wi、wi-1分別為第i、i-1項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重。rk的賦值表1所示。
表1 rk賦值參考
由表1可知,指標(biāo)間重要性的比較界定于相鄰指標(biāo)之間,比較值在1~2之間,符合人的思維認(rèn)知,而層次分析法卻是所有同層級(jí)指標(biāo)的兩兩比較,以1~9標(biāo)度方法[5]的層次分析法為例,若指標(biāo)A與指標(biāo)B的重要性之比為9,人的思維對(duì)9倍的重要性比值難以界定,定性到定量轉(zhuǎn)換的模糊性反而更強(qiáng),直接導(dǎo)致權(quán)重分配合理性更差、主觀性更強(qiáng)。
具體證明過(guò)程可參考文獻(xiàn)[1]。由此,可求出不同專家對(duì)每個(gè)指標(biāo)的歸一化權(quán)重分配。
Step4:求權(quán)重均值。根據(jù)Step3得到的同一指標(biāo)的N個(gè)權(quán)重值,求它們的算術(shù)平均值,即為該指標(biāo)的權(quán)重值。
在通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的研發(fā)中,共選取五名通信對(duì)抗領(lǐng)域的專家,其中電子對(duì)抗群指揮員兩名(專家①和②),相關(guān)研究所研究員兩名(專家③和④),合成部隊(duì)指揮員1名(專家⑤),分別對(duì)協(xié)同訓(xùn)練效果的各級(jí)評(píng)估指標(biāo)的序關(guān)系進(jìn)行排列,并給出相鄰指標(biāo)重要性關(guān)系rk的值。如表2所示,給出專家對(duì)指標(biāo)體系的要素層序排列及rk值。
表2 專家對(duì)要素層指標(biāo)的序排列及rk賦值
同上,對(duì)于各要素層的下層指標(biāo)層及次級(jí)指標(biāo)層,由專家分別進(jìn)行序關(guān)系排列并對(duì)相鄰指標(biāo)重要性進(jìn)行賦值,根據(jù)序關(guān)系分析法的計(jì)算步驟,可得出通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估的各級(jí)指標(biāo)權(quán)重如表3所示。
表3 協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估的要素層、指標(biāo)層、次級(jí)指標(biāo)層權(quán)重表
從利用序關(guān)系分析法計(jì)算出的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)來(lái)看,要素層三個(gè)指標(biāo)——訓(xùn)練過(guò)程規(guī)范性、專業(yè)對(duì)抗效果及合成作戰(zhàn)效能的權(quán)重分別為0.392、0.314和 0.294,訓(xùn)練效果規(guī)范性的單項(xiàng)比重相對(duì)較大,印證了模擬訓(xùn)練與實(shí)際作戰(zhàn)的區(qū)別,即模擬訓(xùn)練更在乎對(duì)受訓(xùn)人員“過(guò)程”的訓(xùn)練,注重利用良好的訓(xùn)練過(guò)程反映受訓(xùn)人員的訓(xùn)練水平和作戰(zhàn)能力,而專業(yè)對(duì)抗效果與合成作戰(zhàn)效能的加和比重略大于總比重的60%,說(shuō)明了模擬訓(xùn)練與實(shí)際作戰(zhàn)或?qū)嶋H訓(xùn)練的統(tǒng)一性,受訓(xùn)人員在注重訓(xùn)練過(guò)程的前提下,須更加注重訓(xùn)練的偵察效果和干擾效果及對(duì)合成部隊(duì)行動(dòng)的貢獻(xiàn)度,才能取得較好的協(xié)同訓(xùn)練效果。其他下層指標(biāo)的權(quán)重?cái)?shù)據(jù),也同樣驗(yàn)證了權(quán)重分配的針對(duì)性與合理性。
同時(shí),必須指出的是,由于在序關(guān)系分析法雖無(wú)需同層次分析法一樣構(gòu)造判斷矩陣和進(jìn)行一致性檢驗(yàn),運(yùn)算量相對(duì)較小,并且相鄰指標(biāo)兩兩比較的重要性比值更符合人的思維認(rèn)知,但該方法是建立在專家主觀排序基礎(chǔ)上,難免會(huì)有一定的主觀性。因此,在專家結(jié)構(gòu)的配備中,應(yīng)注重專家層次和研究領(lǐng)域,增加專家數(shù)量可以使權(quán)重分配更趨合理。
本文以通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練模擬系統(tǒng)的研發(fā)為基礎(chǔ),通過(guò)分析通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)特點(diǎn)及實(shí)際作戰(zhàn)與模擬訓(xùn)練的區(qū)別與統(tǒng)一,針對(duì)性地構(gòu)建了協(xié)同訓(xùn)練效果評(píng)估的指標(biāo)體系。通過(guò)實(shí)例,運(yùn)用序關(guān)系分析法對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算,從計(jì)算過(guò)程來(lái)看,運(yùn)算較為簡(jiǎn)便、直觀;從人對(duì)重要性比值的主觀認(rèn)知看,序關(guān)系分析法中相鄰指標(biāo)間的重要性比值為1~2之間,比層次分析法更加符合人的思維認(rèn)知,在一定程度上減少了評(píng)估的主觀性。實(shí)例證明,將序關(guān)系分析應(yīng)用于通信對(duì)抗裝備多平臺(tái)協(xié)同訓(xùn)練效果的評(píng)估,較為合理,對(duì)其他模擬系統(tǒng)的訓(xùn)練效果評(píng)估也有一定的借鑒意義。
[1]賈堅(jiān).基于層次分析法的訓(xùn)練管理評(píng)價(jià)體系的建立[J].消防技術(shù)與管理信息,2012(3):54-57.
[2]王向峰,吳浩,王積鵬.基于熵權(quán)的電子信息系統(tǒng)可信性多層次綜合評(píng)估[J].中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2011(4):379-385.
[3]田德貴,李小明,劉云路,等.復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達(dá)兵訓(xùn)練效果評(píng)估[J].空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào),2009(4):251-253.
[4]宋宗良,盛文,同偉.模擬訓(xùn)練系統(tǒng)效能評(píng)估方法研究[J].空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào),2009(5):341-343.
[5]黃希利,杜紅梅,羅小明.通信對(duì)抗系統(tǒng)作戰(zhàn)能力評(píng)估模型[J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010(4):83-86.
[6]徐健,杜真棟,等.基于序關(guān)系分析法的節(jié)水型社會(huì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定[J].水電能源科學(xué),2014(10):132-134.
[7]胡海波,李俊美,程力.基于序關(guān)系分析法的彈炮結(jié)合防空系統(tǒng)能力對(duì)比方法[J].兵工自動(dòng)化,2014(7):5-7.
[8]基于序關(guān)系分析法的機(jī)械產(chǎn)品可制造性定量評(píng)價(jià)方法[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(6):124-126.
[9]陳陌,郭亞軍,于振朋.改進(jìn)型序關(guān)系分析法及其應(yīng)用[J].系統(tǒng)管理學(xué)報(bào),2011(3):352-355.
[10]史睿冰,等.基于層次分析法的通信系統(tǒng)效能評(píng)估[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2013(12):4131-4136.
Confirmation of the TrainingEffect Evaluation Index Weight For the Multi-platform Collaborative Communication Counter-measures
DU Zehai XUE Lei HAN Daowen(Electronic Engeneering Institute,Hefei 230037)
The collaborative training effect evaluation is a research focus of the multi-platform collaborative Communication Counter-measures collaborative training simulation system,and the distribution of all levels of index weight has a crucial impact on evaluation results.In this paper,by analyzing the characteristics of the multi-platform collaborative Communication Counter-measures collaborative engagement,representing the difference and unification of the engagement and simulation training,improving the pertinence,the paper puts forward the principal of the construction of the evaluation index system.Then,a complete set of evaluation index system is established.In the field of Communication Counter-measures simulation training effect evaluation,the paper firstly introduces a kind of no-consistency-check method,which is Rank Correlation A-nalysis Method,to determine the weight.Compared with the analytic hierarchy process(AHP),the paper espounded the method's superiority,then determine the weight of the evaluation index.Example proves that the method is simple and fit people's thinking more cognitively.The allocation of weight is also more reasonable.
communication counter-measures,training effect evaluation,rank correlation analysis method,index weight
E83DOI:10.3969/j.issn.1672-9730.2015.11.025
2015年5月3日,
2015年6月27日
杜澤海,男,碩士研究生,研究方向:通信系統(tǒng)與運(yùn)用工程。