舰艇作战指挥决策模型可信度评估流程分析

陆国通,李加祥,王严辉

(海军大连舰艇学院,辽宁大连　116018)



舰艇作战指挥决策模型可信度评估流程分析

陆国通,李加祥,王严辉

(海军大连舰艇学院,辽宁大连116018)

舰艇作战指挥决策模型的可信度是一项复杂的系统工程,而评估流程又是这项工程的基础性工作,直接影响到可信度评估的成败。运用了评估学的基本理论对舰艇作战指挥决策模型可信度评估流程进行分析,将可信度评估分为三个阶段,即评估准备阶段、评估实施阶段和评估总结阶段,研究和阐述了这三个阶段的具体工作、要求和标准等,最后,建立了专家评审流程图、可信度评估指标体系以及用于可信度评估指标的数据采集表,分析对比了数据处理方法的优缺点。

舰艇作战指挥决策模型;可信度;生命历程;评估流程;阶段

舰艇作战指挥决策模型是联系海上实际作战指挥决策与舰艇作战指挥决策软件的纽带和桥梁。评估舰艇作战指挥决策模型的可信度不仅能够确保模型的有效性,而且还能提高作战软件的实用性,因此,如何准确评估出舰艇作战指挥决策模型的可信度显得格外重要。

目前,评估可信度的研究已经有了比较深入的发展,在评估的方法上,已从定性评估发展到了定性与定量相结合的评估方式,但是在可信度评估流程的研究上还不多,尤其是对舰艇作战指挥决策模型的可信度评估流程的研究就更加稀少。以往在进行可信度评估时,首先直接确定评估指标,然后对其运用数理方法进行处理,最后得出结论。这种过程虽然包含了评估需要的主要部分,但还不够规范、完整,比较笼统,就迫切需要制定一个具体规范的评估流程。清晰、完整的评估流程是可信度评估的前提,对完成好评估工作具有非常重要的意义。

1　舰艇作战指挥决策模型可信度评估流程总体框架的构建

模型的可信度是模型检验过程的一项关键技术,其评估应该建立在模型研制的所有环节,它包含对模型的结构分析、评估标准、数据采集、评估方法、评估结论分析与应用等方面,所以要准确评估模型的可信度就必须对评估的流程进行深入研究和规划。

评估流程是实施评估的指导纲领,德国著名教授赖因哈德·施托克曼在研究评估学时,提出评估过程最理想的状态是将评估分成三个阶段,即规划、实施、运用,这三个阶段相互之间具有逻辑关系、彼此又互为因果关系[1],其发展状态与个体的生命历程相似,各状态中的评估项目在不同的“生活条件”中因“年龄”的不同而有不同的效果。图1建立了可信度评估的生命历程三维模式,其优点在于可清晰直观地反应评估状态和各项目间的影响关系,便于调整评估方案和策略。根据评估过程的状态,可用三维空间中的点Wjtl表示某一状态[2],其中:Wjtl={j∈(阶段领域),t∈(时间领域),l∈(约束领域)}。

图1　可信度评估的生命历程三维模式图

有了上述评估的生命历程模式,有助于对每个阶段做出详细分析。赖因哈德·施托克曼提出的评估过程三阶段是对所有评估而言的,具有普遍性。为此,本文根据这三个阶段的逻辑关系并结合舰艇作战指挥决策模型的特点将可信度评估流程分为了评估准备阶段、评估实施阶段和评估总结阶段三个阶段,如图2所示。

图2　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估流程

2　舰艇作战指挥决策模型可信度评估的准备阶段

2.1明确可信度评估需求

需求分析应该是任何一项评估工作首先进行的任务,充分合理的需求分析不仅能够使后续评估工作省时省力,而且还可以使评估结果更加准确;相反,如果需求分析做得不到位，不但后续工作很难开展,甚至还可能影响整个评估工作的成败。因此,需求分析是可信度评估流程中必不可少的一环。

明确评估对象是需求分析中的首要任务,需要注意是将影响评估对象的实体群与评估对象本身区别开来,防止在后续评估过程中出现对把握评估对象的偏差,从而造成不必要的损失。

确定评估对象后,就应该结合评估的问题对评估对象进行理解分析,在实际评估中,针对不同的评估对象,其分析的侧重点也不同。具体来讲,理解分析可归纳为以下几个方面:1)模型的研制背景,分析模型的建立是否脱离实际背景,是否从需要解决的实际问题出发;2)模型的研制过程,分析模型建立的基本概念是否清晰明确,理论依据是否充分合理,方法与技术是否准确恰当;3)模型的验证过程,分析模型仿真验证的准确性,查找其中的问题。

在做评估时通常还会确定一个明确的目标以及主要问题,舰艇作战指挥决策模型可信度评估的目标是给出一个较为客观合理的可信度值,而评价标准则是对该值的一种补充说明,解释其属于何种范畴,供相关人员参考使用;主要问题则包含评估流程的规划、选择用何种可信度评估方法、评估结果的验证等。

表1　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估需求分析表

2.2研究可信度评估方案和制定评估计划

可信度的评估方案是分析评估过程中可能会出现的所有问题并给出其解决的途径和办法的一项任务,要制定舰艇作战指挥决策模型可信度的评估方案,就要分析舰艇作战指挥决策模型的研制过程和内部组成。

具体来讲,舰艇作战指挥决策模型的研制主要分为军事需求分析、要素提取、建立要素模型、转化为工程模型和模型修正五个阶段，如图3所示。

图3　舰艇作战指挥决策模型研制的基本过程

在制定军事需求分析的可信度评估方案时,主要考虑对作战背景、作战单元、作战关系、作战目的、战场环境和军事术语的评估,针对这些内容理论性强的特点,可采用专家评审验证的方法;要素提取的评估主要是看要素的提取是否合理,是否回答了解决该问题的核心观点,是否严格依据相关的条令、法规,评估这一过程的可信度拟采用专家评审验证的方法;评估理论要素模型的可信度时,要建立该模型的可信度评估指标体系,然后通过模糊综合层次分析的方法进行量化,得出可信度的值;工程模型是将理论要素模型转化为可用于软件研制、模型仿真等工程实践的具体产物,由于这类模型往往具有实际的数据输入和输出,因此,评估它的可信度可以采用相似度评判法;模型的修正是模型的改进部分,主要工作是根据用户和研究者的建议进行针对性的修改,评估这部分的可信度主要对改进的内容进行专家评审验证。表2给出了舰艇作战指挥决策模型的可信度评估方案的具体内容。

表2　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估方案

3　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估实施阶段

3.1开发工具手段

完成了评估方案的制定后,就进入了可信度评估的实质过程,其中,评估的方法和运用的工具是决定评估结论正确与否的直接因素。本文针对模型研制过程的各个阶段的特点提出了专家评审、模糊综合层次分析法、相似度评判法三种方法进行评估,保证了评估的合理性和正确性。军事需求分析、要素提取、模型修正三个阶段中可量化的指标不便于提取,故采用专家评审的方法进行评估,评审流程如图4所示。

图4　专家评审验证流程

由于理论要素模型和工程模型具有层次清晰、内部组成联系紧密、影响可信度的因素比较系统的特点,为此,对这两个阶段采用模糊层次分析的方法进行评估。而采用模糊层次分析法就需要建立一个科学系统的评估指标体系和进行大量的数据采集,经过对数据的规范处理,才能得到模型的可信度。要得到一个科学系统的指标体系必须从分析评估对象的本质属性入手,将这一属性的外观表现确定为指标[3],这些指标的选择具有一定范围的实用性,并通过对指标数据的分析来衡量和评判可信度的高低[4]。根据这些原则本文建立一个可用于解决理论要素模型和工程模型的可信度评估的指标体系,如图5和图6所示。

评估指标体系建立完成后就要针对指标体系进行数据采集,在进行数据采集前必须制定指标体系的数据采集表,建立指标体系数据采集表的优点在于评估者能够直观清楚的查找数据,对数据的类型进行归类划分,有助于数据的处理。为了数据采集的方便和数据的有效性,有必要对数据采集的前提条件和方法加以说明,本文数据采集的对象均是研究本专业领域的专家和学者,对职称相同的专家其权重默认为相同,权重值的确定由专家的职称决定。为此,制定了如表3的示例。

图5　理论要素模型可信度评估指标体系

图6　工程模型可信度评估指标体系

评估人员信息评估对象指标✕✕型舰作战指挥决策模型可信度评估指标值采集表作战任务描述模型决策目标描述模型…职称(权值)姓名(编号)描述的正确性描述的合理性描述的完备性描述的清晰性逻辑关系的准确性描述的正确性描述的合理性描述的完备性描述的清晰性逻辑关系的准确性…教授(a)XX(A1)A111A112A113A114A115A211A212A213A214A215…XX(A2)A121A122A123A124A125A221A222A223A224A225…XX(A3)A131A132A133A134A135A231A232A233A234A235………︙︙︙︙︙︙︙︙︙︙…XX(An)A1n1A1n2A1n3A1n4A1n5A2n1A2n2A2n3A2n4A2n5… 副教授(b)XX(B1)B111B112B113B114B115B211B212B213B214B215…XX(B2)B121B122B123B124B125B221B222B223B224B225…XX(B3)B131B132B133B134B135B231B232B233B234B235………︙︙︙︙︙︙︙︙︙︙…XX(Bn)B1n1B1n2B1n3B1n4B1n5B2n1B2n2B2n3B2n4B2n5…

3.2数据的调查、处理、应用

目前,从评估数据的来源来看,主要有两大类：一是由模型本身输出的数据;二是由专家对模型指标进行评判的数据,前者主要适用于有原始输出数据的仿真系统,后者主要用于对理论模型或无数据输出的模型的评估。舰艇作战指挥决策模型可信度评估的数据来源属于专家对模型指标进行评判的类型。

建立了评估指标体系和数据采集表后就可以开展数据调查,数据调查时要对给出数据的专家做一定的了解,要说明评分的规则。数据采集完成后,主要是对数据进行分析和处理,最后还要对其进行仿真,通过仿真来验证评估结果的准确性。

可信度的评估方法可分为定性评估、定量评估及定性与定量相结合三类方法[5]。定性评估方法包括定性推理估计法、粗糙集——模糊评判法[6]等;定量评估方法包括相似度评判法、数理统计法、谱分析法、误差分析评判法、系统识别法、人工神经网络方法、最大熵估计评判法、案例推演评估法等;定性与定量相结合的方法包括模糊综合评判法、模糊层次分析法、层次分析法、灰色关联度评估方法、基于逼真度评估方法等。评估方法的比较情况如表4所示。

表4　模型的可信度评估方法对比情况

4　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估总结阶段

本阶段是整个评估流程的最后一步,在此阶段主要完成评估总结报告的撰写工作,包含报告目的和组成、评审背景、模型描述、评估人员组成、运用的技术方法、评估结论、问题及修改建议等内容,报告应力求语言简洁、条理清晰、直观便于使用人员查阅,如表5所示。

表5　舰艇作战指挥决策模型的可信度评估总结报告

5　结束语

本文运用了评估学的基本理论和方法并结合舰艇作战指挥决策模型研制的过程，对可信度的评估流程做了深入研究,提出了可信度评估的生命历程模式,并将评估工作分为三个阶段,详细阐述了各个阶段的具体工作及所用到的方法,开发了评估过程所需的工具,对可信度的评估工作做了大量的前期准备,为舰艇作战指挥决策模型可信度的评估奠定了基础,推动了舰艇作战指挥决策模型可信度评估的顺利开展。

[1]赖因哈德·施托克曼,沃尔夫冈·梅耶.评估学[M].北京:人民出版社,2012.

[2]王书敏,褚凡.基于观察的武器装备作战需求议题及其形成方法[J].军事运筹与系统工程,2011(25):12-13.

[3]谭亚新,王立国,杨学会，等.作战仿真可信性[M].北京:国防工业出版社,2014.

[4]翟慎涛,顾健,占科鹏.仿真模型可信度评估指标体系研究[J].系统仿真学报,2011(23):26-29.

[5]Osman Balci,Robin J Adams,David S Myers.A collaborative Evaluation Environment for Credibility Assessment of Modeling and Simulation Applications[C].Proceedings of WSC.USA 2002:322-326.

[6]王立国.装备级作战仿真的可信性研究[D].北京：装甲兵工程学院博士论文， 2008:63-65,85-87.

Reliability Assessment Process Analysis ofWarship Operations Command and Decision Model

LU Guo-tong,LI Jia-xiang,WANG Yan-hui

(Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China)

The reliability assessment of warship operations command and decision model is a complex systems engineering.However,the assessment process is a groundwork of this systems which can directly affect the success or failure of reliability assessment.This paper applies the basic theory of valuations to analyse the reliability assessment process of warship operations command and decision model,and divides into three stages that is evaluation preparation phase,evaluation implementation phase and evaluation summary phase.Moreover,it has researched and explained the specific work,requirements and standards of the three stages.Finally it set up an expert review process chart,the credibility index system and a data acquisition table which can use on the reliability assessment,and analies and compares the advantages and disadvantages of the data processing method.

warship operations command and decision model; reliability; life course; assessment process; stage

1673-3819(2016)05-0036-05

2016-04-07

2016-05-11

陆国通(1988-),男,四川遂宁人,硕士研究生,研究方向为舰艇作战运筹分析与应用。

李加祥(1965-),男,研究员,博士生导师。

王严辉(1983-),男,讲师。

E94

ADOI:10.3969/j.issn.1673-3819.2016.05.007