指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價方法研究*

王　兵　權(quán)冀川　羅　晨

(解放軍理工大學(xué)指揮信息系統(tǒng)學(xué)院　南京　210007)

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指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價方法研究*

王兵權(quán)冀川羅晨

(解放軍理工大學(xué)指揮信息系統(tǒng)學(xué)院南京210007)

為適應(yīng)信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)的信息服務(wù)需求，結(jié)合指控系統(tǒng)服務(wù)特征，深入分析了信息質(zhì)量、服務(wù)功能、用戶感受等要素的關(guān)聯(lián)關(guān)系與依賴關(guān)系，構(gòu)建了指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系。充分利用模糊數(shù)學(xué)理論，結(jié)合現(xiàn)有層次分析、綜合評價等方法的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種能夠較好地應(yīng)用于指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價的綜合評價方法。通過實例闡述了進(jìn)行指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價的方法與步驟，對論文研究內(nèi)容進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗證，結(jié)果顯示指標(biāo)體系和評價方法適用性較好。

指控系統(tǒng);信息服務(wù);指標(biāo)體系;評價方法

Class NumberTP309

1　引言

指控系統(tǒng)作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“兵力倍增器”，對信息化戰(zhàn)爭的指揮決策具有極其重要的地位和作用[1]。隨著軍事變革的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的Client/Server架構(gòu)和基于構(gòu)件的指揮控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足聯(lián)合作戰(zhàn)的需求。近年來，由于服務(wù)具有松耦合性、互操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，面向服務(wù)的思想已經(jīng)深入人心，未來的指控系統(tǒng)必將構(gòu)建在服務(wù)的基礎(chǔ)之上，信息服務(wù)將成為指揮控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容，并為用戶進(jìn)行指揮決策提供數(shù)據(jù)和功能支撐[2～3]。信息服務(wù)質(zhì)量將直接影響到構(gòu)建的指揮控制系統(tǒng)的質(zhì)量和效能[4]。

在目前的研究文獻(xiàn)中，從信息資源、硬件支持、用戶體驗等角度，針對信息服務(wù)的概念體系、理論框架、效能評估等內(nèi)容開展的研究有很多，而從用戶感知的角度，結(jié)合用戶主觀評價與系統(tǒng)客觀評價的優(yōu)缺點(diǎn)，構(gòu)建指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)體系與評價方法的研究還很少。

2　質(zhì)量評價指標(biāo)體系

根據(jù)指控系統(tǒng)的特點(diǎn)和信息用戶的服務(wù)需求，綜合考慮主觀評價和客觀評價的優(yōu)缺點(diǎn)，從有形性、交互性、功能性、可靠性、時效性和信息質(zhì)量六個方面，構(gòu)建指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量的評價指標(biāo)體系。

1)有形性(Materiality)

有形性評價服務(wù)設(shè)施設(shè)備、服務(wù)軟件系統(tǒng)等有形服務(wù)資源。主要包括兩個下級指標(biāo)，一是設(shè)備先進(jìn)性，評價服務(wù)設(shè)施設(shè)備的先進(jìn)性、多樣性等指標(biāo)，它是系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)、精準(zhǔn)信息服務(wù)的基礎(chǔ)；二是流程規(guī)范性，評價信息服務(wù)的數(shù)據(jù)格式、服務(wù)程序、計算步驟和處理方法等內(nèi)容的規(guī)范性。

2)交互性(Interaction)

交互性評價用戶對系統(tǒng)界面、操作提示等內(nèi)容的滿意程度[5]。主要包括三個下級指標(biāo)，一是界面友好性，評價系統(tǒng)操作是否簡單、界面內(nèi)容是否清晰、界面設(shè)計是否美觀等方面滿足用戶需求的程度[6]；二是操作提示性，評價用戶在接受信息服務(wù)過程中，系統(tǒng)能夠按照用戶需要推送個性化操作提示的情況；三是過程體驗性，評價用戶對整個信息服務(wù)過程的體驗感受。

3)功能性(Functionality)

功能性評價信息服務(wù)支撐用戶需求的能力以及傳遞、交換信息的便捷程度等內(nèi)容。主要包括三個下級指標(biāo)，一是輔助決策性，評價系統(tǒng)能否采用邏輯推理、人工智能、作戰(zhàn)仿真等多種技術(shù)手段為用戶提供科學(xué)合理的輔助決策方案；二是功能完備性，評價指控系統(tǒng)提供的信息服務(wù)的常用功能是否能夠滿足用戶的應(yīng)用需要；三是功能擴(kuò)充性，評價系統(tǒng)提供的功能擴(kuò)充接口能夠滿足用戶需求的程度。

4)可靠性(Reliability)

可靠性評價信息系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和提供信息服務(wù)的安全性[7]。主要包括四個下級指標(biāo)，一是系統(tǒng)健壯性，評價系統(tǒng)能夠不中斷運(yùn)行的可能性；二是服務(wù)連續(xù)性，評價系統(tǒng)能夠連續(xù)提供信息服務(wù)的可能性；三是服務(wù)穩(wěn)定性，評價系統(tǒng)能夠無差錯穩(wěn)定提供信息服務(wù)的可能性；四是安全保密性，評價服務(wù)信息不被敵方竊聽、截獲、破譯、破壞或篡改的可能性。

5)時效性(Timeliness)

時效性評價指控系統(tǒng)更新信息的及時性和提供服務(wù)的快捷性。主要包括兩個下級指標(biāo)，一是信息更新性，主要是評價服務(wù)信息能否在用戶要求的時間范圍內(nèi)呈現(xiàn)；二是響應(yīng)及時性，主要是評價用戶提交申請并獲得服務(wù)響應(yīng)的時間特性。

6)信息質(zhì)量(Information Quality)

信息質(zhì)量評價系統(tǒng)提供的服務(wù)信息與用戶需求的信息之間的一致性程度。主要包括四個下級指標(biāo)，一是信息準(zhǔn)確性，評價指控系統(tǒng)提供的服務(wù)信息與戰(zhàn)場事實相符的程度；二是信息完整性，評價系統(tǒng)提供的敵方目標(biāo)相關(guān)信息與客觀態(tài)勢中敵方目標(biāo)的實際情況相吻合程度；三是信息真實性，評價服務(wù)信息的客觀程度和可靠程度；四是信息重要性，評價信息本身與作戰(zhàn)使命、任務(wù)等要求的關(guān)聯(lián)程度。

綜上所述，構(gòu)建指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1　指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系

3　綜合評價方法

許多學(xué)者和用戶都認(rèn)為，指控系統(tǒng)直接服務(wù)于軍事作戰(zhàn)指揮，因此質(zhì)量評價應(yīng)該完全采用數(shù)理統(tǒng)計的方法進(jìn)行，這樣才能更加精確地得到評價結(jié)果[8]。但是，在實際場景中，有些評價指標(biāo)很難進(jìn)行數(shù)據(jù)測量與統(tǒng)計分析。針對指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價多維度、多指標(biāo)的特點(diǎn)，充分利用模糊數(shù)學(xué)理論，結(jié)合現(xiàn)有層次分析、綜合評價等方法優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建如下的模糊層次綜合評價法。

3.1計算指標(biāo)權(quán)重

1)構(gòu)造判斷矩陣

利用層次分析法中的五級標(biāo)度法建立指標(biāo)重要性判斷矩陣L。指標(biāo)的權(quán)重可以通過計算矩陣L的最大特征值對應(yīng)的單位特征向量得到?？梢岳们蟾ń朴嬎阒笜?biāo)的權(quán)重向量，基本步驟如下：

(1)將判斷矩陣的每一行元素做如下處理：

(1)

(2)將li做歸一化處理：

(2)

W=(w1,w2,…,wn)T即為所求特征向量，即判斷矩陣的層次單排序結(jié)果，也就是權(quán)重向量。

2)一致性檢驗

在開展質(zhì)量評價工作時，專家組對評價指標(biāo)進(jìn)行的相對重要性判斷可能會犯前后不一致的錯誤，所以進(jìn)行指標(biāo)相對權(quán)重的一致性檢驗非常必要。

表1　平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

通過上式計算得到C.R.比值，當(dāng)C.R.<0.1時，則認(rèn)為判斷矩陣的一致性可以接受。

3)求解綜合權(quán)重

3.2指標(biāo)規(guī)范化

指標(biāo)規(guī)范化適用于將不同量綱和不同量級的指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同的數(shù)值區(qū)間，以進(jìn)行綜合評價。指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量的評價指標(biāo)主要有效益型、成本型和固定型三種指標(biāo)。

1)效益型指標(biāo)規(guī)范化公式

(3)

2)成本型指標(biāo)規(guī)范化公式

(4)

3)固定型指標(biāo)規(guī)范化公式

(5)

3.3確定隸屬度

用隸屬度表示評價指標(biāo)相對于評價集的貢獻(xiàn)程度是模糊評判方法的優(yōu)勢之一，可將人類判斷的模糊信息進(jìn)行充分的量化。確定評價指標(biāo)的隸屬度可采用模糊分布量化方法，主要有正態(tài)模糊量化[9]和柯西模糊量化[10]兩種方法，本文采用正態(tài)模糊量化方法。設(shè)指標(biāo)的規(guī)范化數(shù)值為zi，針對評價集V={v1,v2,…,vn}的隸屬度向量為R=(ri1,ri2,…,rij,…,rin)。

正態(tài)模糊量化函數(shù)如下：

(6)

對式(6)在一定區(qū)間進(jìn)行積分，可得到相應(yīng)指標(biāo)相對于某個評價等級的隸屬度，即：

(7)

其中，積分的上、下限及積分前面的系數(shù)與所用的評價集有關(guān)。式(7)的積分限變量xij取值如下：

(8)

圖2顯示的是規(guī)范化值zi經(jīng)過正態(tài)模糊量化后，形成的相對于各評價等級的隸屬度曲線。

圖2　正態(tài)模糊量化的隸屬度曲線

對所有m個指標(biāo)的規(guī)范化值，分別計算其針對n個評語的隸屬度，可得到單因素評判矩陣

其中，i=1,2,…,m，j=1,2,…,n。

3.4綜合評價

計算綜合評價結(jié)果，即：

B=W·R=[b1,b2,…,bn]

(9)

則向量B即為最終的系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價的隸屬度向量。在計算綜合評價結(jié)果時，式(9)中的“·”運(yùn)算可以采用多種算法，本文采用M(/,·)運(yùn)算，即：

(10)

4　實例分析

4.1計算指標(biāo)權(quán)重

1)建立遞階層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)前文構(gòu)建的指標(biāo)體系，建立評價指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

指標(biāo)等級指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量一級指標(biāo)有形性交互性功能性可靠性時效性信息質(zhì)量二級指標(biāo)設(shè)備先進(jìn)性流程規(guī)范性界面友好性操作提示性過程體驗性輔助決策性功能完備性功能擴(kuò)充性系統(tǒng)健壯性服務(wù)連續(xù)性服務(wù)穩(wěn)定性安全保密性信息更新性響應(yīng)及時性信息準(zhǔn)確性信息完整性信息真實性信息重要性

圖3評價指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)

2)構(gòu)造判斷矩陣

經(jīng)過專家組研究確定，采用“同等重要、比較重要、明顯重要、非常重要和絕對重要”五個級別來表示指標(biāo)之間的相對重要程度，指標(biāo)比較標(biāo)度級別如圖4所示。

經(jīng)過專家組集體進(jìn)行判斷比較，得到6項一級指標(biāo)的相對重要性判斷矩陣

下面，采用求根法近似計算上面矩陣的最大特征值對應(yīng)的單位特征向量，即指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重向量。

評價級別表達(dá)式同等重要比較重要明顯重要非常重要絕對重要1～9標(biāo)度k135792,4,6,8為上述程度的中間值

圖4指標(biāo)比較標(biāo)度級別

(1)將判斷矩陣的每一行元素做如下處理，得到L′：

4.7111.3832.608)

(2)對L′做歸一化處理，得到相對權(quán)重WQ0：

0.1380.261)

3)一致性檢驗

按照同樣的方法和步驟，分別計算六項一級指標(biāo)所屬二級指標(biāo)之間的重要性比較值，通過一致性檢驗與修正，分別得到18項二級指標(biāo)相對其所屬一級指標(biāo)的重要性權(quán)重向量為

4)計算組合權(quán)重

根據(jù)一級指標(biāo)相對總評價目標(biāo)的權(quán)重值WQ0和二級指標(biāo)相對所屬一級指標(biāo)的權(quán)重值WQ1,WQ2,WQ3,WQ4,WQ5,WQ6，計算得到最底層18項二級評價相對于總評價目標(biāo)的最終權(quán)重向量W1×m，即：

W1×m=[0.016,0.005,0.004,0.025,0.010,0.018,0.044,0.007,0.266,0.124,0.026,0.056,0.103,0.034,0.033,0.019,0.145,0.065]

4.2指標(biāo)評價與規(guī)范化

本文將所有指標(biāo)評價值統(tǒng)一規(guī)范到[0,1]范圍內(nèi)，當(dāng)指標(biāo)評價值越靠近0時說明此項指標(biāo)的服務(wù)效能與質(zhì)量越差，當(dāng)指標(biāo)評價值越靠近1時說明此項指標(biāo)的服務(wù)效能與質(zhì)量越好。全部指標(biāo)規(guī)范化后的測評值如表2所示。

4.3確定單指標(biāo)隸屬度

建立評價集V={v1,v2,…,v5}={高、較高、中、較低、低}，采用正態(tài)模糊量化方法確定單指標(biāo)的隸屬度，正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)差σ取0.15。由于文章篇幅限制，僅以第一個評價指標(biāo)“設(shè)備先進(jìn)性”為例敘述詳

細(xì)計算過程，其他指標(biāo)直接給出計算結(jié)果。

表2　全部指標(biāo)評價值

由于(zi=0.845)<0.9，因此，該指標(biāo)對于評價級別“高”的隸屬度計算如下：

該指標(biāo)對于評價級別“較高”的隸屬度計算如下：

該指標(biāo)對于評價級別“中”的隸屬度計算如下：

該指標(biāo)對于評價級別“較低”的隸屬度計算如下：

該指標(biāo)對于評價級別“低”的隸屬度計算如下：

按照同樣的方法，可以計算其他指標(biāo)對于各評價級別的隸屬度。

4.4建立模糊矩陣

根據(jù)最底層各指標(biāo)的隸屬度，建立模糊矩陣R18×5，即：

4.5計算綜合評價結(jié)果

利用各指標(biāo)的最終權(quán)重與其對于同一評價級別的隸屬度進(jìn)行加權(quán)綜合，得到綜合隸屬度。

B′=W⊙R=[0.81270.48340.12870.02990.0049]

0.0205　0.0034]

向量B即為最終的信息服務(wù)質(zhì)量評價的隸屬度向量。即，經(jīng)過綜合評判，指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)相對于評價級別高、較高、中、較低、低的隸屬度分別為：0.5568、0.3312、0.0881、0.0205、0.0034。

上述綜合得分說明，實例中評價的“指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量”的評價結(jié)果在“高”與“較高”之間，可以認(rèn)為其綜合評價結(jié)果較好，但還存在一些值得關(guān)注與改進(jìn)的指標(biāo)。

5　結(jié)語

本文在對服務(wù)質(zhì)量評價方法與相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合信息化條件下戰(zhàn)爭的規(guī)律與信息服務(wù)需求，針對傳統(tǒng)的評價指標(biāo)體系和評價方法難以較好地應(yīng)用到信息服務(wù)領(lǐng)域的實際情況，構(gòu)建了指控系統(tǒng)信息服務(wù)質(zhì)量評價指標(biāo)體系和綜合評價方法，并通過實例對上述理論進(jìn)行了驗證，結(jié)果顯示指標(biāo)體系和評價方法適用性較好。下一步可以針對指標(biāo)的具體評價方法進(jìn)行深入研究。

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Evaluation Method of Information Service Quality in C2 System

WANG BingQUAN JichuanLUO Chen

(Institute of Command Information System,PLA University of Science and Technology,Nanjing210007)

In order to meet the requirements of information service of the joint operations under informationization conditions,the quality elements,such as information quality,service function and user’s perception were researched in detail combining with the characteristics of C2 system services.Their relations and dependence were also analyzed.The evaluation indexes system of information service quality was established.A synthetic evaluation method was promoted,which could be applied in quality evaluation of information service in C2 system.It used the fuzzy theory and combined the advantages of analysis hierarchical process and synthetic evaluation.Finally,an example was given to discuss the evaluation method and its steps.The example had verified the research contents and proved the good applicability of the index system and the evaluation method.

C2 system,information service,index system,evaluation method

2016年3月16日,

2016年4月27日

通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實驗室基金(編號：9140C170303150C17086)資助。

王兵，男，碩士研究生，研究方向：效能評估。權(quán)冀川，男，博士，副教授，研究方向：效能評估、多源信息融合。羅晨，女，博士，講師，研究方向：多源信息融合。

TP309DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2016.09.024