单兵光电侦察装备作战适用性试验评估方法

杜　锋，刘　帅，史圣兵，秦少刚,张宏江

(1.装甲兵工程学院 装备试用与培训大队，北京　100072；2．63863部队，吉林 白城　137001)



单兵光电侦察装备作战适用性试验评估方法

杜锋1，刘帅1，史圣兵2，秦少刚2,张宏江1

(1.装甲兵工程学院 装备试用与培训大队，北京100072；2．63863部队，吉林 白城137001)

摘要：随着战争模式和作战样式的变化，武器装备试验鉴定要求传统的性能试验向作战试验转型，以考核武器装备在接近真实作战环境下的性能和能力。本文全面分析了作战适用性试验关键要素，基于层次分析法建立了作战适用性试验考核指标体系，提出了针对评价因素的客观、定量评价原则，并采取层次分析法和模糊综合法综合给出了作战适用性试验评估方法，并应用于某型手持式红外热像仪靶场作战适用性试验，取得了很好的试验效果。

关键词：单兵光电侦察装备；作战适用性；试验考核指标体系

作战试验重点就是在接近真实的作战使用环境中检验武器装备的作战效能和作战适用性。作战适用性是指在考虑可靠性、可维修性、自然环境效果与影响等因素的情况下，武器装备投入战场并维持的满意程度[1-2]。

当前，有关作战适用性试验研究主要集中在两方面，一是作战适用性试验体系框架研究[3-6]，二是作战适用性评估方法研究[7-9]，对开展单体级武器装备作战适用性试验具有一定的指导性，但可操作性不强。本研究针对单兵光电侦察装备特点，建立了单兵光电侦察装备作战适用性试验指标体系，给出了试验实施和评估方法，并结合某型单兵手持式红外热像仪靶场作战适用性试验数据进行了试验评估。

1作战适用性试验关键要素分析

科学、合理地评估武器装备作战适用性，关键要对影响作战适用性评估结果的重要因素进行认真、全面分析，确保评估结果客观、公正。单兵光电侦察装备作战适用性试验设计应结合单兵光电侦察装备特点，在充分分析作战适用性诸多影响因素的基础上，构建试验指标体系，研究作战适用性评估方法。

1.1单兵光电侦察装备作战适用性影响因素

根据作战适用性定义可知，影响武器装备作战适用性的因素很多，有武器装备自身固有因素，如可靠性、安全性等；有外界环境因素，如自然环境、电磁环境等；还有辅助保障因素，如保障设备等。通过分类合并，作战适用性影响因素可分为作战使用适用性、作战环境适用性和作战保障适用性3大类。

作战使用适用性主要是考虑单兵光电侦察装备在使用过程中能否满足作战要求，即可靠性、安全性、人机结合性是否满足操作使用要求。

可靠性表现了单兵光电侦察装备的综合性能，但其优劣可由平均故障间隔时间指标体现；安全性通常包括电气安全性、机械安全性和其他安全性3类近70项影响因素，对单兵光电侦察装备来讲，其中防插错、尖角锐边等4项是重要的，对安全使用影响最大；人机结合性目的就是考核战士有异常操作时，单兵光电侦察装备能否保证性能正常，是否能影响任务完成度。

作战环境适用性主要是考虑单兵光电侦察装备能否适应各种环境并发挥应有能力，即在自然环境、电磁环境等条件下的使用能力。

自然环境就是通常所讲的气候环境，如高温、低温、湿热等，很多地方都具备气候环境模拟能力；若有条件，还应该考虑地表环境，如林地、草原、沙漠等；电磁环境就是要考核单兵光电侦察装备在复杂电磁环境下的性能，和电磁频谱特性紧密相关。

作战保障适用性主要是指在一定保障资源下单兵光电侦察装备维持或恢复作战的能力，即维修保障性、使用保障性等。

1.2作战适用性评估的时机和特点

开展作战适用性试验的时机要选在武器装备技术性能满足指标要求后进行。只有基本性能满足设计要求后，才能按照作战使命设计与开展作战适用性试验。

另外，作战适用性试验不是以发现装备的重大技术缺陷为主要目的，而是重点检验其是否有利于作战使用。因此，定性和定量相结合方式非常适合作战适用性评估。

2作战适用性试验考核指标体系构建

对于国家靶场来讲，由于作战适用性体系中各层次的每一项内容都包含了很多的试验项目，要想在靶场试验阶段完成全部试验项目很难实现。因此，从靶场职能、测试能力、试验进度等方面出发，充分考虑经济性、科学性、操作性等因素，在试验品质与试验进度协调统一的条件下，构建科学可行的基地试验考核指标体系是十分必要的。

根据上文分析，作战适用性试验层次体系如图1所示。

图1　作战适用性试验层次体系

董健等通过对美军作战适用性研究，结合我军实际提出了面向作战任务需求的作战适用性评价指标体系[10]，但无法直接应用于靶场作战适用性试验。因此，依据单兵光电侦察装备特点和作战使命任务，采用层次分析法对作战适用性试验层次体系进行优化。下面，以单兵光电侦察装备作战环境适用性体系优化为例，说明如何构建基地试验考核指标体系。

2.1构建判断矩阵

多年来，国家靶场在武器装备环境试验方面积累了大量试验数据并在该方面进行了专门研究，根据已有的经验和方法，作战环境适用性判断矩阵采用专家打分和已获得的研究成果两方面加权的方式构建，打分如表1所示。

表1　作战环境适用性打分表

专家组由15名专家组成，成员覆盖了论证部门、国家靶场、作战部队、研制单位等；研究成果重要度评判是依据靶场积累的试验数据及相关课题研究成果选取。数据处理原则如下：

1)专家评分与研究成果各占50%，专家打分按等权重进行数据处理；

2)综合后的重要度离1、3、5、7、9中谁最近，则取该值；若到两个数的距离一样，则以研究成果为准。

以上述原则为基础进行数据处理，就会得到判断矩阵P2：

2.2一致性检验及层次单排序

在层次分析法中，引入判断矩阵最大特征根以外的其余特征根的负平均值，作为度量判断矩阵偏离一致性的指标，即用

检查一致性。N为矩阵阶数。

对于判断矩阵P2，其最大特征值及其对应的特征向量(归一化处理)为：

计算判断矩阵P2的随机一致性比率CR，有

因此判断矩阵P2具有满意的一致性，不需调整。

对作战使用适用性和作战保障适用性试验，可采用同样的分析方法，获得作战适用性试验考核指标体系，如图2所示。

图2　作战适用性试验考核指标体系

3作战适用性试验评估

作战适用性试验评估方法很多，如层次分析法、模糊综合法、神经网络法、灰色综合评价法等。本研究采取层次分析法和模糊综合法综合评估方式，将定性和定量相结合，利用层次分析法给出权重系数，用模糊综合进行评判。该综合方法核心就是确定权重系数向量A和评判矩阵r。

3.1权重系数向量A确定

应用层次分析法确定权重系数向量A，关键就是构建判断矩阵，根据上文指标体系构建中对指标相互间重要性分析，可得o-N、N1-M及N2-M的判断矩阵分别为

对于判断矩阵o、N1和N2，计算最大特征值对应的特征向量(归一化处理)，分别为：

由于3个判断矩阵具有满意的一致性，不需调整。所以可得各性能指标对作战适用性的权重，如表2所示。

表2　某型单兵手持式红外热像仪各性能指标层次总排序

3.2评判矩阵R确定

确定评判矩阵R，重要的就是将评价因素分类并对其进行评价，因此评价原则的构件十分关键。

根据作战适用性试验考核指标体系(图2)，将评价因素分为两级，具体内容如表3所示。

将评价因素分为两类：一类是多指标因素，即只有对影响该因素的若干指标或条款评价后，才能综合评价该因素，如安全性、自然环境等；另一类是单指标因素，即通过试验只用一个指标或结果就可评价的因素，如可靠性、维修性等。

表3　作战适用性试验二级评价因素

对第一类因素的评价原则如下：

1)首先对构成该因素的指标或条款进行评价，评价原则如下：

① 若指标或条款完全满足要求，则评价该指标或条款为优；

② 若指标或条款不完全满足要求，对功能或使用有影响但不影响任务完成，则评价该指标或条款为良；

③ 若指标或条款对任务完成有影响，但在维修时间内能完成维修，不影响任务完成，则评价该指标或条款为合格；

④ 若指标或条款对任务完成有影响，则评价该指标或条款为差；

⑤ 若装备更改设计后，对功能类指标或条款，可重新按上述原则评定；对性能类指标或条款，若进行了充分试验进行验证考核，可重新按上述原则评定，否则由于对后续是否有影响不能肯定，至多评价为合格；

⑥ 若指标或条款对装备造成严重损坏，采取一票否决，则装备整体评价为差。

2)对构成该因素的各指标或条款采取等权重处理。

对第二类因素的评价原则如下：

① 若该因素试验结果不满足要求，评价该因素为差；

② 若该因素试验结果满足要求，评价该因素为合格；

③ 若该因素试验结果满足要求，且比要求提高25%以上，评价该因素为良；

④ 若该因素试验结果满足要求，且比要求提高50%以上，评价该因素为优；

⑤ 若装备更改设计后进行了充分试验进行验证考核，可重新按上述原则评定，否则由于对后续是否有影响不能肯定，至多评价为合格；

⑥ 若该因素对装备造成严重损坏，采取一票否决，装备整体评价为差。

利用上述原则，根据单兵光电侦察装备作战适用性试验结果，确定评价矩阵R。

3.3综合评估

有了权重系数向量A和评价矩阵r，就可应用公式：

(1)

从而得到评价结果向量B，通过对B运用某种处理方法，即可得到单兵光电侦察装备最终的评判结果。

4试验应用举例

某型单兵手持式红外热像仪集红外侦察、激光测距、定位定向等功能于一体，在技术性能满足指标要求后开展了作战适用性试验，其试验结果如表4所示。

表4　某型单兵手持式红外热像仪作战适用性试验结果

依据上述评判矩阵构建原则进行处理，可以得到对应第二级因素集的评判矩阵：

由3.1可得到与r1、r2和r3相对应的权重系数向量：

A=[0.258,0.637,0.105]

Ar1=[0.200,0.600,0.200]

Ar2=[0.428,0.428,0.144]，Ar3=1

运用式(1)，可得到：

再运用式(1)，可得：

从B中可以看出，该装备被判为优、良、合格的比率分别为79%、16%、4%，若采用最大隶属度原则，则评判结果为

f=max(Bi)=0.79,i=1,2,3,4

即该手持式红外热像仪作战适用性评价结果为优秀。

5结束语

本文给出的单兵光电侦察装备作战适用性试验及评估，还可以推广到武器装备系统级的作战适用性评估。通过作战适用性试验，可以更科学地评价武器装备的作战适用性，同时可以指导部队更合理地使用武器装备，更科学地运用各种战术，从而提高部队战斗力。

参考文献：

[1]王凯，赵定海，闫耀东,等．武器装备作战试验[M]．北京：国防工业出版社，2012.

[2]曹裕华，刘淑丽．装备作战试验与鉴定概念内涵及关键问题研究[J]．装备学院学报，2013，24(4)：123-126.

[3]罗小明，池建军，周跃．装备作战试验概念设计框架[J]．装甲兵工程学院学报，2012，26(4)：5-10.

[4]闫耀东，王凯，杜晓坤，等．陆军装甲装备作战试验问题研究[J]．装甲兵工程学院学报，2012，26(1)：14-20.

[5]洛刚，尚娜，胡晓枫,等．国家靶场开展装备作战试验问题研究[J]．装备学院学报，2013，24(1)：114-118.

[6]史圣兵，秦少刚，陈振兴,等．单兵光电侦察装备作战效能试验技术研究[J]．兵工学报，2015，36(3)：566-570.

[7]温成，易晓山．指挥控制系统作战适用性模型建立[J]．兵工自动化，2008，27(12)：61-63.

[8]高江，李春峰，刘波．基于Bayes SPRT方法的鱼雷作战适用性试验设计[J]．鱼雷技术，2009，17(4)：77-80.

[9]王亚．军事综合电子信息系统作战适用性分析与评估方法[J]．火力与指挥控制，2010，35(8)：75-79.

[10]董健，胡海波，陈桂明,等．面向任务需求的武器装备作战适用性评价指标体系研究[J]．价值工程，2014(26)：312-313．

(责任编辑周江川)

本文引用格式：杜锋，刘帅，史圣兵，等.单兵光电侦察装备作战适用性试验评估方法[J].兵器装备工程学报，2016(5):36-40.Citation format:DU Feng,LIU Shuai,SHI Sheng-bing,et al.Assessment Method Study on Operational Suitability Evaluation of Portable Photoelectric Reconnaissance Equipment[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(5):36-40.

Assessment Method Study on Operational Suitability Evaluation of Portable Photoelectric Reconnaissance Equipment

DU Feng1,LIU Shuai1,SHI Sheng-bing2,QIN Shao-gang2,ZHANG Hong-jiang1

(1.Brigade of Equipment Trial and Training,Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072,China；2.The No.63863rdTroop of PLA,Baicheng 137001,China)

Abstract:With the change of war mode and battle modality,traditional performance test is required to change to operational test for assessing capacity of weapon system under the condition of similar war circumstance.Roundly analysis of key elements of operational suitability test was processed,and index system of operational suitability test on AHP method was established,and evaluation method of operational suitability test based on AHP and Fuzzy Synthesis was constructed,and above method was applied to one portable infrared imaging device test and obtained good test performance.

Key words:portable photoelectric reconnaissance equipment；operational suitability；test index system

doi:【装备理论与装备技术】10.11809/scbgxb2016.05.009

收稿日期：2015-08-10；修回日期：2015-10-20

作者简介：杜锋(1976—)，男，工程师，主要从事装备试验学研究。

中图分类号：TJ06;E919

文献标识码：A

文章编号：2096-2304(2016)05-0036-05