韓春亮 荀 楊

（91404部隊(duì) 秦皇島 066000）

1 引言

艦艇輔助決策軟件是綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、信息技術(shù)、決策技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)解決作戰(zhàn)中關(guān)鍵問題的必然選擇，是信息化條件下提高艦艇部隊(duì)作戰(zhàn)指揮人員作戰(zhàn)籌劃與作戰(zhàn)指揮控制效能的重要軟裝備［1］。為了提高輔助決策軟件的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性，輔助決策軟件試驗(yàn)除針對技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行考核外，還應(yīng)針對真實(shí)性的藍(lán)軍作戰(zhàn)部隊(duì)、真實(shí)的環(huán)境設(shè)定和真實(shí)威脅對抗的條件下進(jìn)行［2］，也就是必須用作戰(zhàn)試驗(yàn)的思路對輔助決策軟件進(jìn)行考核。

2 艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）明確作戰(zhàn)試驗(yàn)評估。主要是建立考核指標(biāo)體系，確定評價(jià)方法與指標(biāo)合格判定準(zhǔn)則。從輔助決策軟件組成和作戰(zhàn)使用的關(guān)鍵問題，逐層細(xì)化分解考核指標(biāo)；逐一確定各級、各類指標(biāo)的評估方法模型以及引用標(biāo)準(zhǔn)，明確評估所需數(shù)據(jù)的名稱、類型、來源、標(biāo)準(zhǔn)；逐一明確指標(biāo)合格性判定準(zhǔn)則，并提出數(shù)據(jù)測量需求［3］。

2）設(shè)計(jì)作戰(zhàn)試驗(yàn)科目。以作戰(zhàn)流程為主線設(shè)計(jì)試驗(yàn)科目，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)測量統(tǒng)籌安排到各種環(huán)境條件下各類作戰(zhàn)任務(wù)和作戰(zhàn)流程中，建立數(shù)據(jù)測量與作戰(zhàn)行動(dòng)對應(yīng)關(guān)系矩陣。

3）編寫作戰(zhàn)試驗(yàn)想定。以艦艇使命任務(wù)為依據(jù)，對作戰(zhàn)雙方的兵力編成、作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)行動(dòng)過程，以及輔助決策軟件功能、使用原則、使用流程進(jìn)行設(shè)想和假定，編寫作戰(zhàn)試驗(yàn)想定，用于指導(dǎo)兵力行動(dòng)和軟件使用。根據(jù)作戰(zhàn)試驗(yàn)想定確定試驗(yàn)參試兵力和試驗(yàn)環(huán)境條件要求。

3 艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)考核指標(biāo)

試驗(yàn)考核的指標(biāo)體系，主要包括輔助決策軟件功能指標(biāo)、性能指標(biāo)以及作戰(zhàn)適用性考核的評價(jià)性指標(biāo)。功能指標(biāo)和性能指標(biāo)以輔助決策軟件研制任務(wù)書為依據(jù)建立，主要考核軟件產(chǎn)品在特定條件下使用時(shí)，滿足明確或隱含要求的程度，側(cè)重于測量軟件產(chǎn)品本身。作戰(zhàn)能力評價(jià)即作戰(zhàn)試驗(yàn)考核指標(biāo)主要是指作戰(zhàn)使用人員針對軟件質(zhì)量的用戶觀點(diǎn)，它可以用在環(huán)境中使用軟件的結(jié)果來測量，而不是根據(jù)軟件本身的性質(zhì)來測量［4］。

本文在作戰(zhàn)試驗(yàn)考核指標(biāo)選取上主要采用分析法［5］，即將評價(jià)對象和評價(jià)目標(biāo)劃分成若干個(gè)不同組成部分或不同側(cè)面，并逐步細(xì)分，直到每一個(gè)部分和側(cè)面都可以用具體的指標(biāo)來描述和實(shí)現(xiàn)。這個(gè)分析過程主要針對被試系統(tǒng)的系統(tǒng)效能、作戰(zhàn)效能、應(yīng)用效能3個(gè)層次重復(fù)進(jìn)行，主要過程如下：

第一步：對評價(jià)對象的內(nèi)含做出合理解釋，明確評價(jià)的總目標(biāo)與子目標(biāo)。

輔助決策軟件的作用主要是為指揮員在指揮作戰(zhàn)中提供輔助決策支持，提高決策效率和準(zhǔn)確性，其評價(jià)目標(biāo)是立足于系統(tǒng)效能指標(biāo)，側(cè)重反映輔助決策軟件應(yīng)用和作戰(zhàn)效能發(fā)揮。

第二步：對每一個(gè)目標(biāo)或概念側(cè)面進(jìn)行分解，確定指標(biāo)類型。

從艦艇輔助決策軟件組成上一般包括態(tài)勢判斷與處理軟件、對空作戰(zhàn)軟件、對海作戰(zhàn)軟件、反潛作戰(zhàn)軟件和綜合作戰(zhàn)軟件。從艦艇輔助決策軟件應(yīng)用上主要體現(xiàn)在決策有效性、決策效率和決策的滿意度。

第三步：設(shè)計(jì)每個(gè)層次的指標(biāo)，直到每個(gè)側(cè)面或子目標(biāo)都可以直接用一個(gè)或幾個(gè)明確的指標(biāo)來反映，最后得到具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系。

本文建立的輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)評估指標(biāo)體系

4 考核指標(biāo)含義及測量方法

4.1 有效性

1）任務(wù)完成率

在方面（綜合）作戰(zhàn)中輔助決策能夠完成的任務(wù)比例。在不同作戰(zhàn)任務(wù)背景下，將作戰(zhàn)流程中輔助決策軟件能夠完成的輔助決策任務(wù)進(jìn)行分解，將試驗(yàn)中能夠順利完成的任務(wù)與能夠完成的任務(wù)總數(shù)進(jìn)行比較，得出輔助決策軟件任務(wù)完成率。

測量公式：X=A B，A為已完成的任務(wù)數(shù)，B試圖完成的總?cè)蝿?wù)數(shù)。

注：正確完成每個(gè)任務(wù)的參與者的百分比，評估可以通過測量一個(gè)或一組用戶得出。如果任務(wù)可以部分地完成，那么就可以使用任務(wù)有效性度量了。

2）任務(wù)有效性

在方面（綜合）作戰(zhàn)中輔助決策任務(wù)能夠正確有效完成的比例。具體指正確完成每個(gè)任務(wù)的程度的均值，以百分比計(jì)分。

注：根據(jù)每項(xiàng)潛在遺漏的或不完全的任務(wù)輸出部件給作戰(zhàn)任務(wù)帶來的損失程度，分別定出相應(yīng)的權(quán)值A(chǔ)i。計(jì)分機(jī)制是通過將其應(yīng)用于一系列的任務(wù)輸出，并調(diào)整權(quán)值直至評估具有可重復(fù)性、可再現(xiàn)性且有意義后經(jīng)迭代確定出來的。

3）出錯(cuò)頻率

在方面（綜合）作戰(zhàn)中輔助決策任務(wù)的出錯(cuò)頻率。

測量公式：X=A T，A為用戶導(dǎo)致的錯(cuò)誤次數(shù)，T為任務(wù)時(shí)間或任務(wù)數(shù)。

4.2 效率

1）任務(wù)完成時(shí)間

在方面（綜合）作戰(zhàn)中決定使用輔助決策到得到結(jié)論的平均時(shí)間（試驗(yàn)中記錄，試驗(yàn)后求平均值）。

測量公式：X=Te，Te=任務(wù)時(shí)間。

2）任務(wù)效率

測量公式：X=M1T，M1為輔助決策任務(wù)執(zhí)行有效時(shí)間，T為任務(wù)總時(shí)間。

注：任務(wù)效率測量每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)所完成目標(biāo)的比率。

4.3 滿意度

1）輔助決策滿意度

作戰(zhàn)使用人員對具體的輔助決策軟件特征的滿意程度。測量的軟件特征一般包括滿意度、有用性、有效性、易使用性和可靠性［6］。

2）輔助決策選用度

試驗(yàn)中典型作戰(zhàn)任務(wù)和態(tài)勢下軟件模塊的使用頻率，即輔助決策選用度。

測量公式：X=A B，A為使用特定軟件功能的次數(shù)，B為打算/可以使用它們的次數(shù)。

5 艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)評估

5.1 指標(biāo)權(quán)重確定

本文建立的輔助決策軟件考核指標(biāo)體系是一個(gè)三層指標(biāo)的體系結(jié)構(gòu)，由指標(biāo)層次分析計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重值［7］，本文指標(biāo)層次分析判斷矩陣的確立依靠用戶應(yīng)用需求，其結(jié)果如表1所示。該表中的數(shù)據(jù)是經(jīng)過一致性檢驗(yàn)后的有效數(shù)據(jù)。

表1 艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)評估指標(biāo)權(quán)重表

5.2 評估指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

本文所提出的各類指標(biāo)、各類參數(shù)的物理含義和取值區(qū)間各不相同，需要對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行去量綱化、規(guī)范化，其實(shí)質(zhì)是把意義或者量綱各異的指標(biāo)值通過一定的數(shù)學(xué)變換，轉(zhuǎn)化為可以綜合處理的“量化值”，進(jìn)而比較這些指標(biāo)和它所對應(yīng)的真實(shí)世界對象的接近程度。為了解決上述問題，本文從定性和定量兩個(gè)方面出發(fā)，提出了指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，為下一步對指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值進(jìn)行聚合，計(jì)算最終的評估結(jié)果提供了基礎(chǔ)。表2給出了本文建立的考核指標(biāo)對應(yīng)的具體類型［8］。

表2 考核指標(biāo)具體分類

1）效益型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

在軟件試驗(yàn)評估中，所謂效益型指標(biāo)是指相對于真實(shí)值或理想值指標(biāo)取值越大越好的指標(biāo)。本文采用直線遞增型函數(shù)作為效益型指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)：

2）成本型指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

與效益型指標(biāo)相反，成本型指標(biāo)是指指標(biāo)值越越好的指標(biāo)。本文采用直線遞減型函數(shù)作為成本型指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)：

3）定性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

與定量指標(biāo)不同，對定性指標(biāo)的評價(jià)描述常用模糊語言變量，如輔助決策滿意度，無法或很難定量計(jì)算這個(gè)指標(biāo)，常用干擾能力“高”或“低”等語言來評價(jià)軟件的滿意度。因此，對于定性指標(biāo)通常是通過一一映射或定性等級量化來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。文獻(xiàn)［9］對定性指標(biāo)的模糊語言評價(jià)提出了一種基于Bipolar（雙極）標(biāo)度量化的方法，雖然該方法操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)，但其模糊性和主觀性太強(qiáng)，不利于體現(xiàn)指標(biāo)的客觀性，本文采用基于隸屬度函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

一般地，在評價(jià)軟件輔助決策滿意度時(shí)，分析者對定性指標(biāo)的“滿意度”評價(jià)可用模糊語言變量來表示［10］，不防假定可分為“很好”、“好”、“較好”、“不太好”、“很不好”5個(gè)等級，將這5個(gè)等級依次對應(yīng)為5，4，3，2，1。為了降低評價(jià)的主觀性和模糊性，對這些評分值進(jìn)行連續(xù)量化，具體做法是首先取偏大型柯西分布和正態(tài)分布作為隸屬函數(shù)，為

式中，α，β，a，σ2為待定系數(shù)；x為評價(jià)者對定性指標(biāo)的評分值。通過專家界定，當(dāng)評分值x=5時(shí)，隸屬度為1，即 f(5)=1，表示要素指標(biāo)“很好”；當(dāng)評分值評分值 x=3.5時(shí)，隸屬度為0.8，即 f(3.5)=0.8，表示要素指標(biāo)“好”；當(dāng)評分值 x=1時(shí)，隸屬度為0.01，即 f(1)=0.01，表示要素指標(biāo)“很不好”。

代入式（3）計(jì)算得：a=5，σ2=10.0832，α=1.7528，β=3.6273，將參數(shù)代入式（3）得到隸屬度函數(shù)式（4），并將其作為定性指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)：

5.3 評估指標(biāo)聚合

本文采用模糊綜合評判的方法進(jìn)行指標(biāo)聚合［11］。首先，根據(jù)評估指標(biāo)體系，建立指標(biāo)集（因素集）和評語集，表示如下，指標(biāo)集：；評語集：，是對評估對象可能做出的評判結(jié)果組成的集合，也是對被評估對象的變化區(qū)間進(jìn)行劃分，其中cn代表第n個(gè)評判結(jié)果；測量標(biāo)度向量為，對應(yīng)于評語集 C 。

然后，根據(jù)調(diào)查對象和指標(biāo)集，確定指標(biāo)集中各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量Wi（表示評估指標(biāo)體系每層第i個(gè)具有相同父節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)構(gòu)成的指標(biāo)向量），結(jié)果見表1。

接著，從低到高依次進(jìn)行模糊評判。首先，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，假定有N份有效數(shù)據(jù)，sij確定各評估指標(biāo)的隸屬，建立最低層的指標(biāo)評估矩陣Ri（指標(biāo)體系中屬于同一父節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的評判矩陣），ri表示指標(biāo)體系底層的第i個(gè)指標(biāo)取第 j個(gè)評語集等級的隸屬度，Ri、Wi、ri的父結(jié)點(diǎn)相同，符號“?”表示廣義的合成運(yùn)算，具體關(guān)系如下：

將本層得到的Ri作為上一層模糊評判的模糊關(guān)系矩陣ri，從下往上組建新的R′i（指標(biāo)體系中上一層屬于同一父節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的評判矩陣）：

重復(fù)上述過程，逐層進(jìn)行模糊評判，直至完成整個(gè)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)的評判，得到一個(gè)最終的PER，該P(yáng)ER表示模糊綜合評判的最終結(jié)果：

最后，根據(jù)最大隸屬度原則，確定輔助決策軟件試驗(yàn)的評估結(jié)果。

6 結(jié)語

本文對艦艇輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)構(gòu)建了評估指標(biāo)體系，明確了各考核指標(biāo)的含義及測量方法，并提出了評估指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法和指標(biāo)聚合方法，在輔助決策軟件作戰(zhàn)試驗(yàn)實(shí)施中具有很強(qiáng)的科學(xué)性和可操作性，為貼近實(shí)戰(zhàn)條件下考核輔助決策軟件的作戰(zhàn)適用性提供了理論支撐。

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