艦艇通信兵訓(xùn)練效果評估研究

徐 池，石寧權(quán)，黃曉飛

(1.海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018；2.海軍91307部隊(duì)，浙江 舟山 316018)

信息化條件下的海戰(zhàn)，大量作戰(zhàn)信息需要利用各種通信系統(tǒng)進(jìn)行傳遞，通信是否暢通、有效成為整個作戰(zhàn)過程順利實(shí)施的前提和基礎(chǔ)[1]。達(dá)成通信有效、暢通和通信裝備本身作戰(zhàn)性能與通信兵的日常訓(xùn)練密切相關(guān)。如通過加強(qiáng)通信兵的訓(xùn)練提高作戰(zhàn)能力，進(jìn)而充分發(fā)揮通信裝備的作戰(zhàn)效能。而對通信兵訓(xùn)練效果的總結(jié)評估，可以查找訓(xùn)練中的薄弱環(huán)節(jié)，為科學(xué)施訓(xùn)提供依據(jù)。目前，對通信兵訓(xùn)練效果的評估是訓(xùn)練中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于訓(xùn)練的復(fù)雜性和不確定性，對通信兵的能力及其戰(zhàn)術(shù)水平進(jìn)行量化十分困難，直接建立指標(biāo)體系對訓(xùn)練效果進(jìn)行評估很難實(shí)現(xiàn)，同時(shí)主觀性過強(qiáng)。本文提出一種基于艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的訓(xùn)練評估方法，即利用相同條件下通信系統(tǒng)發(fā)揮的作戰(zhàn)效能來反映通信兵的能力，通過訓(xùn)練前后通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的量化值反映通信兵能力的提高，進(jìn)而對整體的訓(xùn)練效果進(jìn)行評估。

1 基于艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的通信兵訓(xùn)練效果評估方法

考慮到訓(xùn)練的復(fù)雜性、不確定性，同時(shí)由于裝備的作戰(zhàn)效能和其本身性能、操作人員能力及戰(zhàn)術(shù)水平密切相關(guān)。因此模擬訓(xùn)練時(shí)設(shè)定相同條件，通過訓(xùn)練前后通信系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能的量化值，綜合客觀地評價(jià)通信兵的訓(xùn)練效果。

1.1 艦載通信系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能

艦載通信系統(tǒng)主要包括超短波、短波、衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)鏈等通信分系統(tǒng)。對于特定的通信分系統(tǒng)而言，其自身參數(shù)、作戰(zhàn)指標(biāo)都是確定的，在理想條件下通信系統(tǒng)可以達(dá)到最大作戰(zhàn)效能。在實(shí)際作戰(zhàn)訓(xùn)練中，由于自然、人為因素的干擾和影響，通信系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是動態(tài)的。由于作戰(zhàn)效能與環(huán)境因素、人員能力、戰(zhàn)術(shù)水平相關(guān)，因此在相同的環(huán)境模擬訓(xùn)練條件下，利用通信系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能反映訓(xùn)練效果的方法是可行的。

1.2 艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系

艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系的建立是評估作戰(zhàn)效能的基礎(chǔ)[2]。對任何效能的評估，必須制定完整的指標(biāo)體系后才能做出對相應(yīng)效能的全面客觀的認(rèn)識。建立艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

一是評估指標(biāo)的直接可測性。對于規(guī)定指標(biāo)的具體內(nèi)容，必須通過實(shí)際觀察、統(tǒng)計(jì)、測定，從而在數(shù)量上有明確的結(jié)論。對于難以量化的定性指標(biāo)，可以運(yùn)用諸如專家評分等方法，比較客觀地給出其相對數(shù)值，然后結(jié)合特定的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行處理。

二是指標(biāo)體系的完整性。完整的指標(biāo)體系是全面、正確認(rèn)識通信作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵，要求所建立的指標(biāo)體系不應(yīng)遺漏任何一個重要的指標(biāo)。由于諸多條件的限制，指標(biāo)體系的完備性是相對的。在實(shí)際評估中，為了提高評估效能，有選擇地在指標(biāo)體系中省略一些雖有影響但屬性次要的因素，也是允許的。

三是指標(biāo)定義的相對獨(dú)立性。評估指標(biāo)的相對獨(dú)立性是針對同一層次指標(biāo)而言的，同一層次的指標(biāo)必須不重疊，不存在橫向的因果關(guān)系。指標(biāo)的相對獨(dú)立性可以避免重復(fù)，減少不必要的評估項(xiàng)目，提高評估效率，否則在后續(xù)賦予權(quán)重時(shí)會加大指標(biāo)的權(quán)重和效能評定值。

本文采用經(jīng)典的層次分析法來建立艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系。該方法有利于將通信裝備性能和人的決策思維過程層次化、數(shù)量化、模型化。經(jīng)過詳細(xì)的系統(tǒng)分析、參閱有關(guān)資料并征求專家意見，建立了艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估一般指標(biāo)體系，具體如圖1所示。

圖1 艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估指標(biāo)體系

1.3 評估指標(biāo)及權(quán)重的處理

指標(biāo)數(shù)據(jù)的處理包括對定量指標(biāo)和定性指標(biāo)的量化、歸一化等處理以及指標(biāo)權(quán)重的確定。定量指標(biāo)通過具體的數(shù)據(jù)計(jì)算出來；定性指標(biāo)無法通過實(shí)際數(shù)據(jù)給出具體數(shù)值，只能用“優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格”等定性信息進(jìn)行描述。指標(biāo)權(quán)重是效能評估過程中所采用的指標(biāo)相對重要程度的一種主客觀量度的反映，直接影響著評估結(jié)果。

1.3.1 定性指標(biāo)的處理

定性指標(biāo)完成定量轉(zhuǎn)化，一般使用專家評議方法，即通過專家組打分和對打分結(jié)果統(tǒng)計(jì)得到指標(biāo)數(shù)值的方法。本文采用灰色理論的定性信息量化方法[4]。關(guān)于灰色理論的定性信息量化的方法原理可參考相關(guān)資料，此處不再贅述。

首先根據(jù)艦載通信系統(tǒng)指標(biāo)情況確定n個等級的定性評語集合，再組織P個專家根據(jù)上述集合對艦載通信系統(tǒng)打分得到原始的定性評估意見集合。

根據(jù)灰色理論定義，對原始評估意見集合進(jìn)行量化得到：

進(jìn)而對量化后的評估意見集合取均值得到相應(yīng)指標(biāo)的評分：

1.3.2 定量指標(biāo)的處理

定量指標(biāo)的處理采用客觀評分法，即通過實(shí)際計(jì)算、測量得到某一定量指標(biāo)的實(shí)際數(shù)據(jù)wm，并與該指標(biāo)的系統(tǒng)裝備固有的能力wmo進(jìn)行比較。則該指標(biāo)的評分um為

以誤碼率為例，軍事通信中的等幅報(bào)由操作人員通過聽音收發(fā)，人的硬抗干擾能力要考慮在內(nèi)[3]，故可根據(jù)接受信息誤信率的改變程度反映操作人員在訓(xùn)練前后的能力提高水平。

1.3.3 指標(biāo)權(quán)重的處理

目前常用的賦權(quán)方法有主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)兩種。主客觀賦權(quán)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為了彌補(bǔ)主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法各自的不足，將二者所得的權(quán)值進(jìn)行集結(jié)處理，形成了主客觀結(jié)合賦權(quán)法。本文采用的即是主觀與客觀結(jié)合賦權(quán)法，假設(shè)主觀賦權(quán)法得到的權(quán)值為λi，客觀賦權(quán)法得到的權(quán)值為μi，則對應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重可表示為

其中，α∈[ 0,1]。α為決策者的權(quán)衡系數(shù)。由于在實(shí)際應(yīng)用中要求決策者提供權(quán)衡系數(shù)即偏好信息不是很合適，因此，在確定組合權(quán)值計(jì)算方法時(shí)采用了一種基于目標(biāo)規(guī)劃原理的組合賦權(quán)方法，無需提供偏好信息。設(shè)S= {s1,s2}為訓(xùn)練評估集，W={W1,W2,… ,Wn}為指標(biāo)集。運(yùn)用主客觀組合賦權(quán)的基本步驟如下。

1）由基于標(biāo)度擴(kuò)展的AHP法計(jì)算主觀權(quán)值，操作步驟如下：

①根據(jù)評估專家意見，對評價(jià)指標(biāo)按重要程度不減順序建立順序關(guān)系，假設(shè)當(dāng)前建立的順序關(guān)系為

③構(gòu)造判斷矩陣P：

④判斷矩陣P已具有一致性，無需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，可直接計(jì)算其最大特征值和相應(yīng)的特征向量，從而得到各項(xiàng)指標(biāo)的主觀權(quán)重值。這里暫設(shè)得到的各指標(biāo)主觀權(quán)值為λ1,λ2,… ,λn。

2）利用離差最大化法計(jì)算客觀權(quán)值

①構(gòu)造規(guī)范化評價(jià)矩陣。構(gòu)造矩陣X= (xij)n×2，其中xij為訓(xùn)練前后sj關(guān)于指標(biāo)fi的評價(jià)值，將X做規(guī)范化處理后得到規(guī)范化評價(jià)矩陣R。

②利用離差最大化方法計(jì)算各指標(biāo)客觀權(quán)重值，此處設(shè)為：μ1,μ2,… ,μn。

3）利用基于目標(biāo)規(guī)劃的組合賦權(quán)法求綜合權(quán)重

①利用上述得到的主客觀權(quán)值構(gòu)造矩陣：

計(jì)算矩陣(RTA)T(RTA)的最大特征值及其對應(yīng)的特征向量α。

②求出組合權(quán)向量ω=Aα，對其做歸一化處理后,得歸一化組合權(quán)向量ω*。

1.4 基于艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的通信兵訓(xùn)練效果評估

根據(jù)以上討論內(nèi)容，評估通信兵訓(xùn)練效果的中心思想是通過通信兵操作能力和相應(yīng)的戰(zhàn)術(shù)水平在訓(xùn)練前后的提高程度從整體上評價(jià)訓(xùn)練效果；用艦載通信系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能來反映通信兵的操作能力和戰(zhàn)術(shù)水平。具體步驟如下：

1）確定訓(xùn)練效果評價(jià)集

根據(jù)具體的艦載通信分系統(tǒng)、通信兵訓(xùn)練評估等級，利用灰色理論權(quán)化函數(shù)將評價(jià)集合的不同等級與艦載通信分系統(tǒng)作戰(zhàn)效能提高程度對應(yīng)起來。

2）計(jì)算訓(xùn)練前后艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能提高的量化值

根據(jù)上述指標(biāo)及相應(yīng)權(quán)重計(jì)算在訓(xùn)練前后通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)Δb、Δa。進(jìn)而得到作戰(zhàn)效能提高量化值Δ，可由下式得到：

3）確定訓(xùn)練效果評估等級

綜合1）、2）驟，根據(jù)作戰(zhàn)效能提高值確定訓(xùn)練效果評估等級。

2 評估實(shí)例

實(shí)例采用艦載短波通信分系統(tǒng)作戰(zhàn)效能說明訓(xùn)練效果的評估過程。依據(jù)一般指標(biāo)體系，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行增刪處理[5]，建立簡化的指標(biāo)體系（見圖2）進(jìn)行作戰(zhàn)效能評估。

圖2 艦載短波通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估簡化指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

本例中組織3個專家對指標(biāo)給出權(quán)值，在實(shí)際應(yīng)用中，為消除人為因素主觀性的影響，組織的專家數(shù)不應(yīng)過少，見表1。

表1 指標(biāo)權(quán)值的分配

依據(jù) 1.3.3中的主觀與客觀結(jié)合賦權(quán)法進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算,如表2所示。

表2 指標(biāo)權(quán)重

2.2 訓(xùn)練效果評估等級的確定

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和訓(xùn)練實(shí)際情況，定義訓(xùn)練效果評估等級，見表3。

表3 訓(xùn)練效果劃分等級

2.3 對通信兵訓(xùn)練結(jié)果的評估

利用定量、定性指標(biāo)的處理方法，對訓(xùn)練前后底層指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

圖3 訓(xùn)練前后底層指標(biāo)對比

對底層指標(biāo)進(jìn)行聚合處理，即可得到訓(xùn)練前后短波通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能值。訓(xùn)練前通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo) Δb= 4 .6708，訓(xùn)練后通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)Δa= 5 .0344。

由公式（8）可得作戰(zhàn)效能提高值Δ：Δ=(Δa?Δb) /Δb= ( 5.0344?4.6708)/4.6708=0 .0778。

根據(jù)表3訓(xùn)練效果劃分等級，可對訓(xùn)練效果最終評定為“合格”。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代高技術(shù)條件下的海上作戰(zhàn)，戰(zhàn)場情況瞬息萬變，使得參戰(zhàn)雙方對信息的需求與日俱增，戰(zhàn)場通信的暢通成為作戰(zhàn)過程順利實(shí)施的前提和基礎(chǔ)。這對艦載通信系統(tǒng)的直接操作人員——通信兵提出了更高的作戰(zhàn)能力要求。本文提出了基于艦載通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的通信兵訓(xùn)練效果評估方法，建立了艦載短波通信系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估模型。該方法較好地解決了信息戰(zhàn)條件下通信兵訓(xùn)練效果評估問題，對指導(dǎo)通信兵的日常訓(xùn)練、提高其訓(xùn)練效果具有一定的實(shí)用參考價(jià)值。

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