海军观察预警系统演习评估数据分析系统需求分析

◆刘 帅 杨 松 常 歌 董亚卓



海军观察预警系统演习评估数据分析系统需求分析

◆刘 帅 杨 松 常 歌 董亚卓

（海军91655部队 北京 100036）

本文中介绍了海军观察预警系统及其演习评估的概念、演习评估的对象和演习评估的基本流程，对输入数据的类型和特点进行了概述，在此基础上进行了数据分析系统需求分析，并对该系统的两大功能组成进行简要描述。最后指出该数据分析系统有助于改善数据质量，对演习评估具有重要作用。

海军观察预警系统；演习评估；数据分析系统

0 引言

海军观察预警系统是海军观察预警装备与系统、使用人员、使用方法相结合的整体系统，为作战指挥、兵力行动和火力打击提供海空目标信息保障。

海军观察预警系统的复杂度决定了对其进行效能评估这项工作涉及系统多、组织难度大，单项测试只能反映单装性能，简单累加不能反映全系统的能力，而结合例行的演习演练活动能够全面的测试其系统性能，所以通过海军观察预警系统演习评估是进行海军观察预警系统海空情信息保障能力评估的有效举措。海军观察预警系统演习评估是基于海军典型的实兵研练活动，评估海军观察预警系统在规定或特定的作战环境下执行规定任务所能达到预期目标的程度[1][2]。

海军观察预警系统演习评估从实战角度对系统满足任务需求的能力进行科学的验证评估，其研究结果可为装备规划、研制、建设和组织运用提供科学、客观、定量的依据，对装备的发展与运用有重要的指导与促进作用，同时可为系统立项、方案论证、研制建设、使用维护等方面提供重要的支持作用。

1 海军观察预警系统演习评估的对象

海军观察预警系统主要由海空情获取系统、海空情传输系统、海空情综合处理系统和海空情用户系统组成。海军观察预警系统演习评估的对象就是这四个分系统。

海空情获取系统是海军观察预警系统的重要组成部分，包括获取、处理、上报海空情的岸基观通站、雷达站、水声站、海上平台、空中平台、新体制雷达、港口警戒监视系统、水下警戒监视系统等。

海空情传输系统是海军观察预警系统的基础支撑部分，包括为海空情获取系统、处理系统和用户系统之间提供信息传输的有线、无线、卫星等通信与网络系统。

海空情综合处理系统是海军观察预警系统的核心部分，包括生成和分发海上目标态势、空中目标态势的海情综合处理系统、空情综合处理系统。

海空情用户系统是海军观察预警系统的服务对象，包括舰队指挥所信息系统、海上战术编队作战指挥系统、作战飞机和机场塔台系统等。

2 海军观察预警系统演习评估基本流程

结合海军典型的实兵研练活动，开展海军观察预警系统演习评估的基本流程为：

（1）制定评估方案。结合典型的实兵研练活动，拟制评估方案，明确指导思想、评估目标，确定评估范围，构建评估指标体系等，为后期工作打好基础。

（2）部署评估手段，采集评估数据。在演习开始前，在部队现场部署评估所需的数据采集记录系统、设备。结合研练活动进行，最大程度的采集可用的系统运行数据。

（3）数据收集整理分析。对采集的数据进行汇总、整理、初步分析，为后续开展装备效能评估提供真实、有效的数据支撑。

（4）指标计算与评估结果展现。对海量的系统运行数据进行计算、统计、比对等处理操作，获得各项评估指标的结论数据，并用恰当的方式展现给用户。

（5）分析问题与原因。查找、定位和分析异常的指标，查找、分析装备系统和组织运用中存在的问题，形成问题分析报告。

（6）提出建设措施建议。提出体系能力改进建议，形成能力提升和系统改进建议报告。

本文所讲的数据分析过程指的是上述过程中的第三步。

3 数据分析系统需求

3.1输入数据类型

基于海军观察预警系统演习评估的指标体系要求及评估流程，海军观察预警系统演习评估输入的数据主要有两大类：一是典型实兵演习活动中海军观察预警系统各装备实际运行数据；二是典型实兵演习活动中海上平台和空中平台真实位置数据。

结合海军观察预警系统的组成，典型实兵演习活动中海军观察预警系统装备的实际运行数据包括：海空情获取系统数据、海空情传输系统数据、海空情处理系统数据、海空情用户系统数据。

3.2输入数据的特点

结合海军观察预警演习评估的具体实践，输入数据具有如下特点：

（1）数据量巨大。当前海军观察预警系统所包含装备众多，且随着我国国防科技力量的不断提升将有更多的新装备列装，同时海空目标瞬息万变，每次演习活动都能采集到大量的实际运行数据，这一数据规模在不久的将来会变得更加庞大。

（2）数据类型众多。一是海军观察预警系统包含装备类型众多；二是海军观察预警系统的组成装备通常由多家单位承研承建，各单位的研制标准不完全一样，装备记录数据的内容、格式等多不相同，从而造成数据类型众多。

（3）数据质量不是很高。数据中存在着重复报文、错误报文、稀疏报文、多格式报文、冗余报文等多种问题，导致输入数据的质量不是很高。

3.3需求分析

针对输入数据的特点，数据分析系统的需求分析主要有以下三点：一是输入数据体量巨大，传统上采用集中式存放的方式管理，统一存储在一台数据存储设备上。然而单一的存储设备的容量毕竟有限，且后期随着演习评估数据量的增加、评估运算规模的增大，单一集中式存储方式的弊端将会显露：存储容量不足、效率低下、数据安全性低等等，这需要搭建一种并行分布式的数据分析工作环境，形成数据分析的并行分布式运行，从而改善数据存储环境，提高数据安全性和数据运算效率。二是输入数据类型众多，不利于后期统一进行指标计算。由于装备的承研承建单位或厂家不同，数据记录的内容、格式等不是很一致，对数据进行统一化处理，规范其内容、格式，以方便后续统一在一起进行指标计算。三是输入数据质量不是很高。数据中存在着不少的问题，诸如：重复、缺失、冗余、不一致等等，这些数据不能直接用来进行指标计算，因为这些存在问题的数据会导致指标计算结果的不准确，甚至会使最终的结论完全错误，对于演习评估产生极大的负面影响。因此，需要对输入数据进行数据清洗，分类统计问题数据类型，进行相应的改正，使其满足指标计算对数据的要求，为演习评估奠定良好的数据基础。

另外，还存在以下情况：在红蓝对抗中，经常会出现一方探测到对方目标但无法进行识别的情况；存在海空情系统的目标跟踪丢失，一段时间后又重新起批跟踪等，这些都需要通过航迹关联来进行补充修正，以便于后期相关评估指标的计算。目前针对这些问题的解决措施主要通过人工方式来处理，效率低下，且容易出错，极大地影响了演习评估的时效性和准确性。因此有必要设计一个数据分析系统来自动高效地完成这些工作。

3.4数据分析系统概述

本文所提到的数据分析系统，是要搭建一种并行分布式的数据分析工作环境，形成数据分析的并行分布式运行，数据的分布式存储与并行运算，该系统主要包括数据清洗和航迹关联两部分。

数据清洗：针对输入数据存在重复报文、错误报文、稀疏报文、多格式报文、冗余报文等问题，统计不同类型的数据出现各种问题的情况，分析原因，提出相应的数据清洗方法。

航迹关联：结合人工进行航迹关联的经验，设计相应的算法，实现航迹关联的自动化进行。

4 结束语

海军观察预警系统是一个复杂的人机系统，是海军指挥信息系统的重要组成部分，为指挥机构与指挥员提供全面、准确、及时的敌我双方态势，为其进行正确决策与指挥提供重要依据。海军观察预警系统演习评估是基于海军典型的实兵研练活动，评估海军观察预警系统在特定条件下完成海空情保障任务程度的重要手段，为装备的完善与改进提供理论支撑。数据作为演习评估中指标计算的基础，对整个演习评估的结果起到决定性作用，对采集到的数据进行自动地分析、加工，将极大改善数据质量和提升演习评估的效率，提高演习评估结果的准确性，进而更好地推动海军观察预警装备的不断发展。

[1]刘俊先.指挥自动化系统效能评价的概念和方法研究[D].长沙:国防科学技术大学，2003.

[2]陈颖文.空战武器装备系统的效能评估技术研究[D].长沙:国防科学技术大学，2003.

[3]贾璐,董亚卓,刘帅.指挥信息系统效能评估数据中心建设方法[J].指挥控制与仿真，2016.

[4]军事科学院军队建设研究部.军队信息化建设概论[M].北京:军事科学出版社，2009.

[5]金振中,贾旭山.武器装备作战效能的评估方法[J].战术导弹技术，2007.

[6]郭齐胜,张磊.武器装备系统效能评估方法研究综述[J].计算机仿真，2013.

[7]陈浩光,李云芝.武器系统效能评估与评估创新[J].装备指挥技术学院学报，2004.