战术数据链综合性能评估方法研究∗

康安康

（91404部队 秦皇岛 066000）

战术数据链综合性能评估方法研究∗

康安康

（91404部队 秦皇岛 066000）

论文针对战术数据链在现代作战中使命和特点，根据衡量通信系统性能的基本原则，构建了评估数据链作战性能的基本指标体系，提出了运用灰关联评估法进行战术数据链综合性能评估的方法，并通过实例分析验证了评估方法的可行性。

战术数据链；指标体系；灰关联算法

1 引言

战术数据链是一种以格式化信息的传输、处理为主要手段，将遍布战场不同位置的感知系统、指挥自动化系统、火力打击系统和信息攻击武器系统等作战要素联为一个有机整体的信息网络系统。它对提高联合作战指挥能力、发挥武器平台效能具有重要作用，但日趋复杂的战场电磁环境及战时敌方通信干扰都会影响数据链的正常工作，制约了部队基于信息系统的体系作战效能的发挥［1～4］。因此对其性能进行评估意义重大。性能评估是贯穿战术数据链整个寿命周期的工作，在系统发展的各个阶段都可以对战术数据链的建设与应用提供决策依据。

2 评估战术数据链综合性能的基本原则

“实时、准确、稳定”是通信系统的主要衡量原则［5］，战术数据链系统的基本任务是在战场环境下完成信息的传输任务，及时准确地把目标信息、战场态势、作战命令和文电信息等传送到各作战平台，保证各个参战单元能够及时准确获取相关信息。因此评价其作战性能可以依据衡量通信系统性能的主要原则。

表1 评价战术数据链作战性能的基本原则

3 战术数据链作战性能评估指标体系构建

3.1 实时性指标

数据信息的实时性以满足不同信息类型所规定的时效性为基准。数据链信息类型包括指控、海空情、武器协同、综合气象和超视距目指信息等，根据作战需求，不同信息类型时效要求不同。根据数据链工作原理，信息传输速率和传输频带、网络结构和路由选择、信息内容和表达效率、通信协议兼容性和装备技术、操作手技能均可对其实时性效能带来影响。

我们选择信息传输时延、信息最大传输速率、信息刷新速率等对时效性影响较大的因素作为衡量数据链信息实时性的指标。

信息传输时延指数据链网络系统内收端平台获得战术数据信息时间与发端平台发出信息的时差。该时延不影响作战行动与作战效果，即认为数据链实时性满足作战需求［6～7］。信息传输时延（T延）主要由发送平台指控系统与通信系统间的信息交换时延（T发），数据的无线信道传输时间（T传），收端平台通信系统与指控平台的信息交换时延（T收），战位职手人机交互时延（T人）和人为延误时延（T误）构成。假设某类型信息的时效要求为T时效，系统内某平台发送信息时刻为T0，接收平台收到信息时刻为T1，那么目标信息实际传输时间为T实际=T1-T0。而T实际=T发+T传+T收+T人+T误，如果T实际≤ T时效，则该信息传输的实时性合格。

信息最大传输速率指数据链系统的单位时间最大传输信息量，它反应了系统的数据最大吞吐量。

信息刷新速率指接收平台显示屏显示信息的平均更新时间，它取决于信息的发送速率和接收平台的信息处理速度。

3.2 稳定性指标

数据链系统的稳定性是以数据信息传输与交换的顺畅、不间断为基准。它是指挥员连续掌握战场态势，进而制定作战指挥方案、下定指挥决策、采取正确行动的重要依据。数据链系统稳定性效能影响因素包括：无线信道干扰情况，通信协议与网络工作制式选择，收发相对位置，装备性能与抗干扰能力等［8］。

根据稳定性主要影响因素和具体含义，我们选择数据链有效工作时间占比，即数据信息传输与交换顺畅时的工作时间与总耗费时间之比来衡量，数据信息传输与交换花费的总时间包括信息传输畅通时间和信息传输中断时间。即有：

式中：Pt为数据链有效工作时间占比；Tw为数据链信息系统工作的总时间；Td为系统中断时间。

3.3 准确性指标

数据链系统的准确性是以满足系统可用、有效为基准，可采用误码率、误信息率、丢包率来度量。误码率是指数据信息码元在传输过程中被传错的概率；误信息率指按信息点统计出的信息被传错概率，它需要根据指控不同消息类型的打包格式，对报文进行解析和比对；丢包率是指数据包的丢失概率（数据链是按照一定的协议按包传送信息数据的）。

误码率：

Ne为单位时间内数据链信息系统接收的错误码元数；Nt为单位时间内数据链信息；

误信息率：

Ie为单位时间内数据链信息系统接收所有信息的错误信息点数；It为单位时间内发送平台发送的总信息点数；

丢包率：

Bt为单位时间内发送平台发送的数据包数；Be为单位时间内接收平台收到的数据包数；

信道条件越好，通信协议与报文格式越合理，系统数据融合、容错、纠错能力越强，信息的准确性就越高。数据链系统准确性影响因素主要包括原始数据误差、信道干扰、信息速率、报文格式误差、装备纠错与融合能力和人为操作失误等。

4 战术数据链综合性能评估方法及实例

4.1 灰关联评估法算法介绍

灰关联分析法是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，作为衡量因素间关联程度的一种方法［9～10］。其具体算法如下：

1）将指标序列xi中的半量化因素进行白化和归一化，比如“最佳、一般、差”可处理成数值“1、0.5、0”；

2）构造最佳序列xo，它是指标序列中的各个最优元素构成的理想化序列，在构造序列过程中，以相对优化原则为依据；

3）求差序列，即各指标序列与最优序列的绝对差序列∆i()k；

4）求最大差与最小差，即求得差序列中的最大值M和最小值m；

7）优势比较及结论，与参考序列关联度最大的序列对应的战术数据链综合性能最好。

4.2 灰关联法在数据链综合性能评价中的应用

实时、准确、稳定是对战术数据链系统的全面要求，它们密切相关、相互联系、相互影响，甚至相互矛盾。目前关于综合性能评估主要使用的方法有层次分析法［11］、灰关联评估法［12～14］和模糊综合评估法［15］等。本文将灰关联评估法运用到对战术数据链综合性能评估，达到不需要大量的样本数据，不同评估对象之间具有很好的可比性。

下面以几型不同战术数据链的模拟试验数据为例，运用灰关联评估法进行综合性能评估，下表列出了白化和归一化后的评估对象指标矩阵，数值不代表实测参数，仅代表相对性能，数值越大，代表性能越好。

表2 几型战术数据链指标矩阵

最佳序列由所有序列中的最优元素构成，根据相对优化原则，有

求几型数据链指标序列相对最优序列的差序列：

求最大差与最小差

求关联系数，结果如表3所示。

表3 各指标序列对于最优序列的关联系数

计算几型战术数据链指标序列对于最优序列的关联度

进行优势比较，由计算结果可见YO1＞YO4＞YO3＞YO2，根据给出的指标序列及关联度计算表明，战术数据链1的综合性能最优，战术数据链4次之，战术数据链3居三，战术数据链2最差。

5 结语

本文依据衡量通信系统的基本原则“实时性、准确性和稳定性”构建了评估战术数据链的指标体系，同时将灰关联评估法应用到战术数据链的综合性能评价中，通过实例计算，给出了几型战术数据链的综合性能比较结果，该方法可广泛应用于装备性能评估或部队训练成绩评定中。

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Comprehensive Performance Evaluation Methods of Tactical Data Link

KANG Ankang
（No.91404 Troops of PLA，Qinhuangdao 066000）

Considering the mission and characteristic of tactical data link in modern war，this paper presents a basic index sys⁃tem of data link according to the basic principles of communication system performance，then it puts forward a comprehensive perfor⁃mance evaluation methods of tactical data link based on grey relational analysis，and verifies the practicability of the evaluation method through the example analysis.

tactical data link，index system，grey relational analysis

Class Number E911

E911

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.12.023

2017年6月12日，

2017年7月23日

康安康，男，硕士研究生，工程师，研究方向：通信与信息系统。