基地化训练中水面舰艇防空作战能力评估方法∗

刘宗福

（解放军92785部队 秦皇岛 066200）

1 引言

基地化训练具有集约高效、训练环境逼真、训练标准规范、训练评估科学的特点，对推进机械化条件下军事训练向信息化条件下军事训练具有不可替代的重要作用［1］。为实现训练的高效化、激发部队训练动力、提高基地化训练的权威性，建立标准化的考评体系是必然途径。

信息化体系作战条件下，考评内容向以考评综合作战能力为主转变。本文以作战效能作为舰艇作战能力评估的依据，基于训练采集的数据，利用层次分析法，采取定量考评与定性评估相结合的考评方法，构建水面舰艇防空作战系统的评估要素评估和数学模型，对建立基地化训练评估体系和改善现有评估方式具有重要的借鉴意义。

2 防空反导训练中威胁环境构设方法

在防空反导训练中，训练基地综合运用多型雷达通信信号模拟器为水面舰艇电子侦察系统构设复杂电磁信号环境，警戒火控雷达等构设特定威胁信号，利用电子对抗装备为警戒探测系统构设干扰环境，多型无人机（加装导引头）从电磁辐射特性、平台运动特性等多维度上模拟反舰导弹末端攻击过程。水面舰艇编队依托舰载作战系统，组织软硬武器（硬武器模拟发射）进行综合防空反导。

当前基地化训练中对水面舰艇防空作战的评估，存在以下问题：

1）在评估对象上，主要是针对探测能力、干扰效果等单科目为主，不能满足信息化体系作战条件下训练考评的需求，应该向考评综合作战能力为主转变。

2）在评估手段上，以考评组成员定性打分为主，未能充分利用计算机信息采集资源。应该逐步以定量评估为主，通过建立辅助考评模型，编写考评软件，提高考评的自动化程度和考评效率。

3 防空作战的评估要素

影响水面舰艇防空作战能力评估的因素很多，各因素关联度强，需进行多层次、多层面的综合评估，本文结合数据录取的实际和训练条件构设的实际情况，以软武器抗导能力评估为主，选取主要评估要素，建立图1所示的四层评估要素指标体系结构（指挥控制能力评估适当进行简化），防空作战能力为一级要素，下含预警探测能力、信息传输能力、指挥控制能力、电子对抗能力与硬武器拦截能力5个二级考评要素，13个三级考评要素，17个四级考评要素［2］。

1）预警探测能力。水面舰艇通过舰载多功能雷达，提供空情信息，测量来袭模拟导弹目标的准确位置信息。

2）信息传输能力。舰艇防空作战体系中，编队指挥舰可以对参训舰进行情报支援，受训舰各部门之间需进行实时协同通信，实现信息共享。

3）指挥控制能力。主要考核舰艇指挥员对反导训练的指挥决策水平，主要包括训练态势掌控能力、组织指挥合理性、指挥决策及时性与指挥协同能力等。

4）电子对抗能力。主要考核受训舰艇对训练区域威胁电磁信号的侦察截获能力，综合运用有无源干扰系统，对主要导弹导引头威胁目标的干扰能力。

5）硬武器拦截能力。受训舰利用防空导弹、舰炮等武器，对来袭导弹目标进行模拟拦截的能力。

根据选取的考评要素，建立四级评估要素集，一级评估要素为E：

二级评估要素为

三级考评要素为

四级评估要素为

为方便后续计算与评估软件编写，将不存在下层考评要素的三级考评要素，采取复制的方式，下设一个四级考评要素。

4 基于层次分析法的评估模型

当前基地化训练中主要采取以考评组人员计分为主的评估方式。随着计算机采集技术的发展，训练信息采取自动化采集、分布式录入、多要素分析等方法，为实现评估的量化打下技术基础。本文采取确定单元权重向量、计算层次权重矩阵、评估末级要素得分和进行综合评判的步骤来建立考评模型，具体方法如下。

4.1 确定单元权重向量

在建立评估的要素指标体系后，上下层之间要素的关系也随之确定，单元权重指的是该要素所对应的下层各要素之间的重要性比较。比如一级要素E的单元权重向量可描述为

其中zi(i=1...4)为第i个要素的权重。

单元权重的确定有统计法、直接给出法、层次分析法（AHP）和模糊子集法等。水面舰艇防空作战能力评估涉及的要素较多，各要素对作战能力的影响因子不同，采取层次分析法［3～4］分析确定各要素权重，具体步骤如下：

步骤1：根据所建立的要素体系的各级指标间的关系，按9标度法［2］对某上层要素对应的下层要素之间进行重要性对比，征求相关专家意见，构造判断矩阵。

步骤2：计算判断矩阵的最大特征根及对应的特征向量，归一化处理，得到单元权重行向量。

步骤3：按文献［5］所示的方法进行一致性检验，若不满足一致性要求，需重新修改判断矩阵。计算一致性指标的公式如下：

CI/RI＜0.1说明判断矩阵有满意的一致性，RI为维数修正值，详见文献［3］。

4.2 计算层次权重矩阵

通过3.1节计算出的单元权重，是上层元素所支配的各要素对于该上层元素的重要性权重，显然上层要素的非支配因素对该上层元素的权重为零，如图1中B4到B13对 A1的重要性权重为0，利用单元权重可完整的确定一层的所有要素对上一层某个要素的权重向量。

假定第i级有m个要素，第i+1级有n个要素，在第i+1级各元素对第i级m个要素的权重向量分别为，…，，皆为1×n 的行向量，则第 i级的层次权重矩阵为Li为m×n的矩阵。

4.3 评估要素得分

主要是对末级评估要素进行评分，以百分制进行衡量，末级评估要素的成绩列向量为

其中，为第i层第m个评估要素对应的成绩。

要素得分的计算采取专家打分和精确量化计算相结合的方法，对于指挥协同能力等难以量化的要素，采取多名考评员现场定性评估取平均值的方法；对录取的信息全面的其他考评要素，如目标发现正确率、干扰有效率，依托训练基地信息采集系统，采取建立数学模型的方式进行量化计算。

4.3.1 量化计算法

依托训练信息采集系统，对所需数据进行采集，然后采取公式计算方式，给出各评估要素对应的成绩，转化为百分制。本文以预警探测能力的量化为例来说明。

1）目标发现正确率

该数值为训练基地构设的威胁目标数与预警探测系统实际正确发现的目标的比值。

2）目标发现时效性

目标发现的及时性主要考察预警探测是否满足指挥决策和武器使用要求，采用发现距离的归一化表示，上限为完成指挥决策所需预警时间对应的目标距离（根据不同的舰艇类型给出不同的值），下限为受训舰艇武器最小射程。

设定为目标发现的时效性，sd为雷达发现威胁目标距离，对sd进行归一化处理得到目标发现及时性的评价值Tdg：

sdmax、sdmin分别为事先计算出的距离的上下限设定值。

3）目标跟踪连续性

采用目标跟踪的时间Tt的归一化表示。

Ttmax为对目标在训练时间内全程跟踪的时间，Ttmin为对该类型目标跟踪的最小可接受时间。

4.3.2 专家打分法

多名现场考评员或专家对难以进行量化计算的评估要素进行定性评判，评价集为｛无效，极差、很差、差、较差、一般、较好，好，很好，特好、极好｝［6］，转化为对应的百分制评价集：

通过统计取平均的方法计算该评估要素的成绩。

4.4 进行综合评判

得到各级层次权重矩阵后，采取分层递进的方法建立考评模型［7～8］。

第2级各元素对总目标的组合权重向量为第1级的层次权重矩阵：

第3级各元素对总目标的组合权重向量为

第i级对总目标的综合权重向量为

设定要素指标体系共有K级，第K级的成绩列向量为SK，则考评总成绩为

5 评估模型的应用

结合某型号水面舰艇的基地化训练情况，计算了该次驻训中舰艇的防空作战能力。考评组对评价指标的重要性进行排序，采取3.1节所示的方法计算权重向量，经一致性检验得到单元权重。

表1 E-A判断矩阵

表2 A1-B判断矩阵

表3 A3-B判断矩阵

A4到B10、B11的权重分别为0.5500 ，0.4500。

A5到B12、B13 的权重分别为0.4500，0.5500。

表4 B10到C判断矩阵

表5 B11到C判断矩阵

根据4.2节的方法，可由单元权重向量构建层次权重矩阵 L1、L2、L3。

组合权重向量为

若某次训练中，考核成绩向量为S4（第四层要素的成绩列向量），则带入式（14）可求出本次防空反导训练的考核成绩。在实际应用中，利用训练信息采集系统采集相关数据，根据该考评模型，将指标量化、能力评估等集成到现有的训练评估系统，可支持水面舰艇防空反导作战效能的实时评估。在特定训练态势下，对一个训练阶段的多次训练成绩取平均值后，可作为在该训练态势下，受训舰艇防空作战能力的参考评分。

6 结语

水面舰艇防空作战能力评估是基地化训练中一个极其复杂的问题，各评估要素的关联度很强，仅仅基于装备参数和性能来建立防空系统自身的数学模型是很难的，很容易脱离电磁环境构设的实际情况。本文基于层次分析法，对实际训练中的部分考评要素进行简化，利用训练反馈数据建立评估模型，对训练中水面舰艇的防空作战能力进行评估，对于提高基地化训练评估有重要的意义。

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