基于效能的舰艇电子对抗训练效果评估方法*

陈 奇，赵述千，姜 宁

(1.海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018;2.解放军91278部队，辽宁 大连 116041)

舰艇电子对抗作为一种反导防御软杀伤手段，在实战化训练中其威胁环境构设、交战结果描述和把握与硬武器相比均具有显著的间接性。经过多年训练效果评估实践暴露出其定性评估多、定量评估少、缺乏科学评估方法和统一评估标准等问题。为有效形成训练闭环，满足各级评估需求，本文针对其训练特点，构建满足训练评估所需、可操作性强的舰艇电子对抗训练效果量化评估方法。

1 舰艇电子对抗实兵训练效果评估内容

要想明确舰艇电子对抗训练效果评估内容，就必须对部队作战能力与作战效能两个概念加以界定和区分。作战能力指部队为执行一定作战任务所需的“本领”或应具有的潜力;作战效能是指特定条件下部队执行特定作战任务所能达到预期目标的有效程度。前者作为部队固有属性是一个相对静态概念，由部队装备情况、人员编配、训练水平等决定，与作战过程无关;后者不但与部队固有作战能力有关，而且与作战时面临的环境、作战编组和作战中的实际运用有关［1］。

因此，舰艇电子对抗训练效果量化评估的内容应确定为“部队作战效能”［2-3］，即训练所构设的战场电磁环境、末制导威胁环境和模拟导弹攻击兵力态势下，参训部队完成反导防御训练任务的有效程度。同时，通过同一科目多次训练前后，部队作战效能的提高量来表示参训部队训练效果(训练效益)［4］。

2 舰艇电子对抗作战效能评估方法

2.1 量化评估总体技术方法

目前，部队作战效能评估常用方法有:指数法、兰彻斯特方程法、层次分析法、模糊综合评判法、计算机仿真法、组合评价法等［2，5-6］。本文中，反导防御训练中部队电子对抗作战效能的度量是一种对评估者而言完全透明的事后静态量化工作，根据问题实际选用层次分析法(AHP法)，该方法具有符合思维规律、可操作性强、评估过程及评估结论可解释性好等特点。

2.2 指标体系构建

作战效能量化(即训练科目任务完成度度量)显然可以以作战结果为主要考察指标，进而采用层次分解思路建立评估指标体系［4，6］。但由于舰艇电子对抗训练中通常采用信号发生器、固定布设的末制导等方式构设威胁环境，难以逼真体现高速来袭导弹末制导系统与我舰干扰之间的动态对抗过程;且所模拟构设的末制导信号与敌潜射导弹搜捕及反电子干扰特性存在差异;因此，交战结果的表达及应用具有一定的间接性，仅以侦察与干扰结果来表示训练科目下的作战效能，难以满足全面暴露和发现问题的训练评估需求。本文提出一种“基于任务要求分解”的效能量化指标体系构建思路。

2.2.1 作战效能结构视图

参训部队要想完成训练科目，首先必须具备相应的装备技术基础;装备职手依托现有装备在各级指挥员指挥协调下展开作战应用;同时在有效情报和维修保障下形成持续任务能力。据此，建立如图1所示的基于任务要求分解的效能结构视图，以装备技术水平、作战运用水平、组织指挥水平、作战保障能力四个一级指标考察训练科目完成度。

2.2.2 作战效能评估指标体系

依据“效能结构视图”，采用层次分解方法建立如图2所示舰艇电子对抗作战效能评估指标体系，其中底层指标1－4反映了基于现有装备开展战术运用、组织指挥等任务完成工作的关键考察要素;指标15－18反映了其余三个一级指标对作战保障的有关要求和电子对抗专业特点;指标5－10、13－14为依据舰艇电子对抗专业设计;且由于军事训练前，按照科目内容预先制定的各类方案、预案、协同计划等，对训练中组织指挥的开展具有重要指导意义，故引入指标11－12。

图1 基于任务要求分解的效能结构视图

图2 舰艇电子对抗作战效能评估指标体系

指标体系中，“⊕”表示层次分析法中同层指标相对独立时采用的“加法对上聚合”关系;“⊗”为同层指标强相关时，用于凸显短板效应的“乘法对上聚合”关系［4，7-8］。

加法聚合模型:

乘法聚合模型:

式中，y为上层次指标值，ωj为权重。

2.3 指标权重确定方法

AHP法本身具有较为成熟的指标权重确定“方根积法(1－9标度法)”或“和积法(0.1－0.9标度法)”，但存在计算量大、需进行一致性检验、对同一层次指标数有限制等缺点［7］。这里引入基于一致性排序原理的一致性排序权重确定方法，该方法直接体现群决策思想，具有保序性、计算相对简单等优点。具体步骤如下［8］。

步骤1 由p位专家对同一上级指标下属任意两个同层指标做三标度比较，若Oi比Ok重要，则uik=1，uki=0;若 Ok比 Oi重要，则 uik=0，uki=1;若 Oi与 Ok一样重要，则uik=0.5，uki=0.5。构成p个二元定性排序标度矩阵:

步骤2 分别检验其充分必要条件:

步骤4 计算指标Oi(i=1，2，…，m)对于上一层次指标的权重:

2.4 定性指标量化方法

定性指标量化通常可采用灰色理论、模糊综合评判等方法［4，9］;但由于实战化训练中，通常参训舰艇数量、训练科目及各舰训练次数众多，评估工作量庞大，本文通过事先建立详细的定性指标量化评估标准，采用专家组群组评分法对图2所示指标体系中1、2、11、12、14、17、18等定性指标直接量化更为实用。

2.5 定量指标量化方法、模型及评估标准

2.5.1 定量指标量化方法

对定量指标，依据专业知识构建计算数学模型，采用原始采集数据进行计算获取指标值，量化过程中通常需根据指标物理含义对其进行归一化处理。

2.5.2 定量指标归一化模型

根据物理含义定量指标分为:效益型、成本型、适度型、区间型等四类，实际评估中需选用适用模型按需进行:正向化、去量纲、度量等级一致化等归一化［7］。图2指标体系中，定量指标3－10、13、15－16需进行的处理主要涉及两类:一类是对硬件可靠性等效益型指标的去量纲处理;另一类是对目标侦察虚警率等成本型指标的正向化处理，及对侦察告警反应时间等成本型带量纲指标的正向化及去量纲处理。因此优选以下模型［10-11］。

效益型指标归一化模型:

式中，M为指标Cij可能达到的最大值，m为指标Cij可接受值下限。

成本型指标归一化模型:

2.5.3 定量指标量化模型

1)“硬件可靠性”指标

由于舰艇电子对抗装备为系统级装备，部分硬件故障时可能降功能实现部分战术功能;因此该指标应采用“硬件无故障工作时间”而非“故障率”表示。作为“带量纲效益型”指标，其量化步骤及模型如下。

步骤1 “硬件无故障工作时间”量

式中，Tz为装备工作总时间(min);Ti为第i次影响作战功能实现硬件故障时间(min);δgzi为第i次硬件故障时间段内的降功能系数，由专家根据故障出现时刻战术态势及故障内容综合给定，取值范围(0，1］。

步骤2 “硬件无故障工作时间”归一化

式中，Tmax为最大无故障工作时间;Tmin为无故障工作时间可接受下限。

指标4(软件可靠性)量化模型类同。

2)“目标侦察虚警率”指标

该指标为“无量纲成本型”指标，量化步骤及模型如下:

步骤1 虚警率计算:

式中，nxj为虚警次数;ngj为正确告警次数。

步骤2 虚警率归一化

式中，pxjmax为虚警率可接受值上限;pxjmin为虚警率可能达到的理想下限。

3)“侦察告警平均反应时间”指标

该指标是“带量纲成本型”指标，量化步骤及模型如下。

步骤1 单次侦察告警反应时间归一化

式中，Tgfmax为允许最长告警时间(s);Tgfmin为规定最短反应时间(s)。

步骤2 “侦察告警平均反应时间”指标计算

式中，Tgfi'为第i正确告警反应时间归一化值;ngj为正确侦察告警总次数。

其中，显然不能先对“反应时间”先求均值，然后再归一化，否则将导致错误结果。

指标9(侦察告警反应时间)、13(干扰决策反应时间)量化模型类同。

4)其它定量指标

指标5(目标识别正确率)、8(干扰决策正确率)、10(干扰成功概率)为“无量纲效益型”指标，根据有关战术建立概率计算模型即可。

2.5.4 定量指标评估标准确定

定量指标评估标准制定是评估重要准备工作，这里如表1所示的“上下限值”即为评估标准。

表1 舰艇电子对抗作战效能评估定量指标评估标准

其中，

1)无故障工作时间Tmax可能最大值应为系统总工作时间，可接受下限Tmin由专家根据参训装备实际情况确定且一般不应过小。

2)虚警率上限pxjmax、反应时间上限Tfymax通常由专家根据“军事训练与考核大纲”结合科目内容确定;

3)反应时间下限Tfymin由战术知识可知，其短到一定程度后即能完全满足作战需要，因此不应为“0”，而是由专家根据“大纲”和科目内容确定的某具体值，否则将导致考核标准过严且不符合实际。

3 基于效能的舰艇电子对抗训练效果评估

3.1 指标权重计算

根据前文所确定的指标体系编制专家咨询表，采用2.3节步骤1、2，根据式(3)获取3位专家关于一级指标(C1，C2，C3，C4)二元定性标度矩阵:

依据步骤3式(5)获得一致性排序结果:s1=(C2，C3，C1，C4)，s2=(C2，C1，C4，C3)，s3=(C3，C2，C4，C1)，则 φ(C1)=3，φ(C，φ(C3)=5，φ(C4)=2;

同理，获得各指标权重如表2所示。

3.2 训练效果评估

依据前文方法与模型分别获取A舰某科目训练第一次训练和最后一次训练的底层指标量化结果如表3、表4。

根据图2中所确定的指标对上聚合方式和聚合模型求得第一次训练A舰某科目作战效能C1=0.575;最后一次训练作战效能Cn=0.892;因此训练效果ΔC=Cn－C1=0.317。

表2 根据一致性排序原理计算所得指标权重

表3 A舰某科目第一次训练底层指标量化值

表4 A舰某科目最后一次训练底层指标量化值

根据以往经验和参训舰艇实际情况，定义如表5所示的训练效果分级表。

表5 训练效果分级表

因此，A舰舰艇电子对抗训练效果评估结论为“优秀”。

4 结束语

本文根据舰艇电子对抗专业训练特点，提出了“基于任务要求分解”的作战效能评估指标体系构建思路和训练效果表达方法。以层次分析法效能量化技术为基础，提出了相应的定性指标量化方法、定量指标计算模型、定量指标评估标准设计思路。实际应用表明，该评估方法体系具有可操作性强、科学性好等特点，能够满足全面暴露与发现问题的训练效果评估所需，所提出的评估思路对其它专业军事训练的效果评估工作亦具有借鉴意义。

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