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舰艇辅助决策软件作战试验考核指标体系研究∗

2019-03-27韩春亮阚亚斌马佳睿

舰船电子工程 2019年3期
关键词:适用性效能辅助

韩春亮 阚亚斌 马佳睿

(91404部队 秦皇岛 066000)

1 引言

舰艇辅助决策软件是综合运用计算机软件技术、信息技术、决策技术等现代科学技术解决作战中关键问题的必然选择,是信息化条件下提高舰艇部队作战指挥人员作战筹划与作战指挥控制效能的重要软装备[1]。为了提高辅助决策软件的作战效能和作战适用性,辅助决策软件试验除针对技术指标进行考核外,还应针对真实性的蓝军作战部队、真实的环境设定和真实威胁对抗的条件下进行[2],也就是必须用作战试验的思路对辅助决策软件进行考核。

2 舰艇辅助决策软件作战试验主要内容

根据舰艇辅助决策软件装备的特点,结合装备作战试验的要求,本文提出舰艇辅助决策软件作战试验的内容主要包括作战效能试验和作战适用性试验。

2.1 作战效能试验

作战效能试验是指在规定条件下,运用辅助决策软件执行作战行动任务所能达到预期目标的有效程度(作战任务完成程度)[3],即在辅助决策软件支持下,作战指挥人员执行对空、对海、反潜、综合作战行动任务所能取得的作战效果。

2.2 作战适用性试验

作战适用性试验是指以特定作战行动任务为背景,按照实际的作战流程和任务剖面,评价辅助决策软件在实际使用环境条件下满足部队训练和作战使用要求的程度[4]。作为一类用于解决特殊问题的软件,辅助决策软件既有一般应用软件的特点,又有其自身的特殊性。这是因为辅助决策软件须以作战需求为前提、用于辅助作战指挥决策者对作战的外部环境和目标环境进行分析评估、并根据自身的功防手段和能力在极短时间内作出正确决策或决断。由于在交战过程中时间紧迫,随机因素不可预知,加上一旦失误就可能带来严重后果,故须使辅助决策软件表现出突出的目的性、实时性和不可失误等特点[5]。这些特点的必然要求,就使辅助决策软件具有在功能的有效性、运行速度上的实时性、软件运行的可靠性、人机交互的便捷性。只有具备这些特性,才能保证辅助决策软件的作战适用性。

3 舰艇辅助决策软件作战试验考核指标体系

影响辅助决策软件作战性能的因素很多,在对其进行试验时,首先应遵循一定的原则建立一套合理、有效的考核(评估)体系,该体系应尽可能反映辅助决策软件在作战使用中的特点规律[6]。分析舰艇辅助决策软件在作战过程中的工作内容,按其任务界面主要分为对空作战、对海作战、对潜作战和综合作战,按其任务流程剖面主要分为任务筹划→态势分析→作战方案→组织指挥→效果评估等。

根据舰艇辅助决策软件作战试验的主要内容,结合辅助决策软件的任务界面和任务剖面,总结多年来辅助决策软件试验方面的实践经验等,本文提出了辅助决策软件在作战试验鉴定的两个方面指标体系:作战效能指标体系和作战适用性指标体系。

3.1 作战效能指标

《中国人民解放军军语》(2011版)中“装备作战效能”的定义是:装备在一定条件下完成作战任务时所能发挥有效作用的程度。根据《中国军事百科全书·军事系统工程》(第二版)条目的释文,作战效能评估是指将武器装备置于作战对抗环境中,对其完成规定作战任务的程度进行度量的过程[7]。影响武器装备作战效能的因素有许多,包括武器装备的性能指标、规定的作战任务和对抗环境等。

综上所述,我们认为武器装备作战效能评估就是对武器装备及其系统在规定作战环境下执行规定任务所能达到的预期目标程度进行分析和评价的过程,其目的是为装备在规划、论证、工程研制、使用等寿命周期活动中的优劣评价、比较等提供决策依据。作战效能评估应该针对武器装备在实际作战中可能承担的各种主要作战任务以及涉及的整个作战过程进行。

作战效能是武器装备在作战环境下满足特定任务要求的能力。针对舰艇辅助决策软件的使命任务和使用特点,效能主要包括任务筹划能力、态势分析能力、指挥决策能力、效果评估能力、战术计算能力和决策效率,指标体系图如图1所示。在试验中对以上指标进行评估,可考核辅助决策软件在部队作战使用过程中能力发挥的程度和效果。

1)任务筹划能力

决策的执行离不开作战行动的规划计划,与非对抗条件下的计划规划不同,在作战计划规划的制定中,必须充分考虑对方可能采取的行动、态势可能产生的变化,要为己方的行动留有适应空间[8]。任务筹划能力是指在战前辅助分析作战任务、综合判断各种情况、制定作战行动计划的能力。

2)态势分析能力

态势分析是分析战场情况、定下作战决心的关键环节。辅助决策软件态势分析能力是指利用空中、水面、水下各种目标及电磁信息和交战信息,对目标进行威胁评估和判断,对交战态势进行评估和判断的能力。

3)指挥决策能力

指挥决策是辅助决策软件发挥作战效能的关键环节,也是作战试验考核的重点内容。辅助决策软件指挥决策能力是指在实施对空、对海、对潜、综合作战中,根据战场态势和我方武器装备情况,确定作战方案,指挥兵力行动,组织装备运用,对应急情况给出处置建议等的能力。

4)效果评估能力

效果评估贯穿于作战方案、指挥决策和兵力行动全过程,是指挥员决策的重要依据。辅助决策软件效果评估能力是指作战方案评估优选、多武器协同使用效果评估以及攻击完成后毁伤效果评估的能力。

5)战术计算能力

战术计算是指挥员决策的重要辅助计算工具,可大大缩短指挥员决策的反应时间。辅助决策软件战术计算能力是在确定作战方案、指挥兵力行动过程中提供有效辅助计算工具的能力。

6)决策效率

辅助决策软件用于辅助作战指挥决策者对作战的外部环境和目标环境进行分析评估、并根据自身的功防手段和能力在极短时间内作出正确决策或决断,这对软件的信息处理能力和实时性即决策效率提出了很高的要求。

辅助决策软件主要功能是辅助指挥员分析战场态势,制定作战方案,辅助实施作战指挥等,其核心是辅助指挥员进行作战决策。开展辅助决策软件作战效能考核要回答的一个关键问题就是:作战人用辅助决策软件后,其任务筹划能力、态势分析能力、指挥决策能力、效果评估能力、战术计算能力、决策效率是否得到有效提升,提升程度如何。因此,辅助决策软件作战效能考核应采用效能对比评估的技术方法,在特定作战任务和作战想定下,分别对使用辅助决策软件实施作战和不使用辅助决策软件实施作战两种情况的作战效果进行对比分析,得出辅助决策软件对作战效能的贡献度,达到考核辅助决策软件作战效能的目的。

3.2 作战适用性指标

美国国防采办大学出版的《试验与评价管理指南》对作战适用性定义是:“在考虑可用性、兼容性、运输性、互用性、可靠性、战时使用率、维修性、安全性、人因、可居住性、人力后勤保障性、自然环境效应与影响、文件以及训练要求的情况下,系统令人满意地投入外场使用并维持的程度”[9]。通过这个定义可以看出,国外对作战适用性的定义是指具备一定任务水平基础上的战备完好性和任务持续性。

国内文献对作战适用性基本都理解为一种满足作战使用程度的度量,如方颖、邓甜、李飞、宋太亮的《基于顾客满意度理论的作战适用性评价探讨》,将作战适用性定义为在综合考虑装备系统所具备的各种特性的条件下,其满足外场使用与作战需求的程度。

无论是国外还是国内的定义方法,本文认为作战适用性是一个顶层、系统、开放的概念,可以包含更多的要素。对于不同的装备系统及其任务需求,作战适用性包含不同的特性,以反映其重点关注的问题。在试验阶段,相对于辅助决策软件作战效能的考核,作战适用性考核更加注重实际使用中存在的影响因素。因此,辅助决策软件作战适用性考核要能够客观、真实、全面地反映软件的综合特性,使得软件“能用,顶用,好用,还想用”,并能够将软件的功能和性能最大限度地发挥。

本文认为辅助决策软件作战适用性是指作战使用人员针对软件质量的用户观点,它可以用在环境中使用软件的结果来测量,而不是根据软件本身的性质来测量。目前制约辅助决策软件发挥作战效能的主要问题,一般包括不好理解、不易操作、出错频率高、可用性、可信性较差、辅助决策支持与实际使用关系不够密切等问题。

本文在作战适用性考核指标选取上主要采用分析法[10],即将评价对象和评价目标划分成若干个不同组成部分或不同侧面,并逐步细分,直到每一个部分和侧面都可以用具体的指标来描述和实现。这个分析过程主要针对被试系统的系统效能、作战效能、应用效能3个层次重复进行,主要过程如下:

第一步:对评价对象的内含做出合理解释,明确评价的总目标与子目标。

辅助决策软件的作用主要是为指挥员在指挥作战中提供辅助决策支持,提高决策效率和准确性,其评价目标是立足于系统效能指标,侧重反映辅助决策软件应用和作战效能发挥。

第二步:对每一个目标或概念侧面进行分解,确定指标类型。

舰艇辅助决策软件组成一般包括态势判断与处理软件、对空作战软件、对海作战软件、反潜作战软件和综合作战软件。舰艇辅助决策软件应用主要体现在功能可用性、决策有效性、决策效率、决策的满意度和软件的环境适应性。

第三步:设计每个层次的指标,直到每个侧面或子目标都可以直接用一个或几个明确的指标来反映,最后得到具有层次结构的指标体系。

本文建立的辅助决策软件作战适用性指标体系如图2所示。

图2 舰艇辅助决策软件作战适用性指标体系

4 作战适用性考核指标含义及测量方法

4.1 可用性

在方面(综合)作战中执行辅助决策任务时,软件处于可用状态的程度。可用性的量度指标是可用度,即执行任务过程中软件处于正常工作状态的概率,可用度是对软件可靠性的综合量度。

平均失效间隔时间MTBF:执行辅助决策任务期间辅助决策软件在相继两次失效之间正常工作的平均统计时间。

平均失效恢复时间MTTR:辅助决策软件失效恢复正常工作所需的平均统计时间。

4.2 有效性

1)任务完成率

在方面(综合)作战中辅助决策能够完成的任务比例。在不同作战任务背景下,将作战流程中辅助决策软件能够完成的辅助决策任务进行分解,将试验中能够顺利完成的任务与能够完成的任务总数进行比较,得出辅助决策软件任务完成率。

测量公式:X=A B,A为已完成的任务数,B为试图完成的总任务数。

注:正确完成每个任务的参与者的百分比,评估可以通过测量一个或一组用户得出。如果任务可以部分地完成,那么就可以使用任务有效性度量了。

2)任务有效性

在方面(综合)作战中辅助决策任务能够及时正确有效完成的比例。具体指正确完成每个任务的程度的均值,以百分比计分。

注:根据每项潜在遗漏的或不完全的任务输出部件给作战任务带来的损失程度,分别定出相应的权值Ai。计分机制是通过将其应用于一系列的任务输出,并调整权值直至评估具有可重复性、可再现性且有意义后经迭代确定出来的。

3)人为差错

人为差错是指辅助决策软件在完成辅助决策任务过程中装备操管人员出现错操、漏操的概率。

测量公式:X=A T,A为辅助决策软件操作人员导致的错误次数,T为任务时间或任务数。

4.3 效率

效率特性可以分为时间特性和资源特性。对辅助决策软件作战适用性效率评价指标主要是任务完成时间,即在方面(综合)作战中决定使用辅助决策到得到有效结论的时间(包含人机交互的时间)。

测量公式:X=Te,Te为任务时间。

4.4 满意度

1)辅助决策满意度

作战使用人员对具体的辅助决策软件特征的满意程度。测量的软件特征一般包括满意度、有用性、有效性、易使用性和可靠性。根据“7点两端(7-point bipolar)”的Likert类型标度得到主观评级数据,1为最坏等级,7为最好等级。

2)辅助决策选用度

综合演练与训练中典型作战任务和态势下软件模块的使用频率,即辅助决策选用度。

测量公式:X=A B,A为使用特定软件功能的次数,B为打算/可以使用它们的次数。

4.5 环境适应性

环境适应性是指武器装备在不同的工作环境下正常工作并完成任务的概率。对于辅助决策软件,主要是指复杂环境任务完成率,即对抗环境下(包括干扰条件、复杂环境等)能够有效完成辅助决策任务的概率。

测量公式:X=A B,A为对抗环境下辅助决策软件有效完成任务的次数,B为任务总次数。

5 结语

本文在对舰艇辅助决策软件试验现状分析的基础上,提出了辅助决策软件作战试验的主要内容,建立了辅助决策软件作战效能和作战适用性考核指标体系,并详细说明了各主要指标的含义及测量方法,为开展辅助决策软件作战试验与评估提供了理论支撑。

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