海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估方法研究

李 寧 衛(wèi) 明 任 俊

(國防大學(xué)信息作戰(zhàn)與指揮訓(xùn)練教研部 北京 100091)

海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估方法研究

李 寧 衛(wèi) 明 任 俊

(國防大學(xué)信息作戰(zhàn)與指揮訓(xùn)練教研部 北京 100091)

為提高海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,以分析海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估需求入手,得出海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的主要影響因素,構(gòu)建客觀全面反映海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練效果和質(zhì)量的評估指標(biāo)體系,給出了基于灰色理論的層次分析法評估模型和求解算法,并通過實際算例驗證指標(biāo)體系和評估方法的有效性和可操作性。

海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練; 評估; 建模

Class Number V267; E858

1 引言

海上作戰(zhàn)指揮是海上體系作戰(zhàn)的重要組成部分,是影響海上聯(lián)合作戰(zhàn)效果的主導(dǎo)因素。海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練是形成和發(fā)展海上作戰(zhàn)指揮能力的基本方式和重要途徑。評估海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練,是對海上部隊完成作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練效果和質(zhì)量的評價和衡量。隨著人工智能和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[1],特別是現(xiàn)代綜合指揮信息系統(tǒng)的迅速發(fā)展,為海上指揮訓(xùn)練提供了先進的組訓(xùn)手段、逼真的訓(xùn)練環(huán)境和作戰(zhàn)條件,逐步解決了海上指揮訓(xùn)練環(huán)境和條件構(gòu)設(shè)難度大、真實感差的問題[2]。海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練中,組訓(xùn)者和受訓(xùn)者依托指揮信息系統(tǒng)完成訓(xùn)練設(shè)計、訓(xùn)練準(zhǔn)備、訓(xùn)練實施、接受訓(xùn)練等組訓(xùn)工作和受訓(xùn)任務(wù),推動海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。但是與海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練高速發(fā)展形成鮮明對比的是,海上作戰(zhàn)指揮能力評估的研究相對落后。這種局面嚴重制約了海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的發(fā)展和進步。

目前,海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估研究的基本情況是[3]: 1) 評估對象不夠全面;海上作戰(zhàn)指揮主體和訓(xùn)練評估對象并不是等同關(guān)系,訓(xùn)練評估針對所有訓(xùn)練要素,指揮主體只是訓(xùn)練要素之一,單純評估指揮主體不能反映訓(xùn)練效果的全貌。 2) 評估內(nèi)容夠不合理;評估內(nèi)容應(yīng)根據(jù)評估對象及其主要活動對訓(xùn)練活動的影響程度而定,就海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估而言,要根據(jù)訓(xùn)練的層次、規(guī)模,以及訓(xùn)練的課題、科目,決定評估內(nèi)容構(gòu)成,而不應(yīng)僅限定于指揮主體的行動和狀態(tài)。 3) 評估方法夠不準(zhǔn)確。目前廣泛運用的訓(xùn)練評估方法主要有,模糊評價法[4]和層次分析法[5]。模糊評價法對定量分析要求不高,有利于復(fù)雜評估問題的解決,但是對已有經(jīng)驗信息和數(shù)據(jù)利用效率較低。層次分析法易于操作,且符合訓(xùn)練評估對象的層次結(jié)構(gòu)特性,但是在權(quán)重確定方面存在主觀性較強,隨意性較大的問題。針對以上問題,本文從分析海上作戰(zhàn)指揮能力評估需求入手,研究海上作戰(zhàn)指揮活動要素構(gòu)成,設(shè)計了海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練三要素評估指標(biāo)體系,并運用灰色理論改進層次分析法,建立了海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估模型和計算方法。

2 需求分析

海上作戰(zhàn)指揮,是作戰(zhàn)力量在海戰(zhàn)場完成作戰(zhàn)任務(wù)所進行的指揮活動。其基本思路是,依托指揮信息系統(tǒng),結(jié)合相應(yīng)的訓(xùn)練課題和科目,采用真實和模擬相結(jié)合的方式設(shè)置訓(xùn)練所需敵情信息和戰(zhàn)場信息,構(gòu)建海上作戰(zhàn)指揮條件和作戰(zhàn)環(huán)境;受訓(xùn)者在這個作戰(zhàn)環(huán)境中完成指定的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練任務(wù),達到鍛煉和提高受訓(xùn)者海上作戰(zhàn)指揮能力的目的[3]。為準(zhǔn)確把握訓(xùn)練的質(zhì)量和效果,及時改進訓(xùn)練中存在的問題和不足,必然要求對海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練進行全面客觀的評估。

海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估,是對海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的功能作用及產(chǎn)生效果進行的全面系統(tǒng)的評價,這種評價能夠反映海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的整體水平和綜合能力。因此,評估的對象應(yīng)包括所有對作戰(zhàn)指揮效果產(chǎn)生重要影響的因素,評估內(nèi)容則應(yīng)涵蓋全部指揮訓(xùn)練要素的訓(xùn)練行為和訓(xùn)練狀態(tài)[4]?；趯Ｉ献鲬?zhàn)指揮訓(xùn)練組織實施的分析,可將訓(xùn)練過程描述為:組訓(xùn)者根據(jù)訓(xùn)練課題和科目需要,設(shè)計相應(yīng)的訓(xùn)練內(nèi)容,制定組織實施計劃,同時利用海上指揮信息系統(tǒng)的輔助訓(xùn)練功能,構(gòu)設(shè)訓(xùn)練所需作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)條件;受訓(xùn)者則通過指揮信息系統(tǒng)各終端作戰(zhàn)臺位接收海上情報信息和敵情信息,并實施作戰(zhàn)指揮;指揮信息系統(tǒng)不斷接收受訓(xùn)者指揮過程中發(fā)出的指令信息,并做出相應(yīng)的分析和計算,得出新的海戰(zhàn)場及敵我態(tài)勢,并分別反饋給受訓(xùn)者和組訓(xùn)者;受訓(xùn)者根據(jù)作戰(zhàn)指揮情況變化做出相應(yīng)的處置應(yīng)對,組訓(xùn)者則需要判斷當(dāng)前情況是否符合訓(xùn)練預(yù)定目標(biāo),并根據(jù)實際需要對指揮信息系統(tǒng)信息處理做出必要的干預(yù)。

從以上給出的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練組織實施過程來看,不難得出影響訓(xùn)練效果的主要因素有:組訓(xùn)者、受訓(xùn)者和海上編隊指揮信息系統(tǒng)[4]。因而,海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估應(yīng)當(dāng)以該三要素為評估對象,重點評估組訓(xùn)能力、受訓(xùn)能力和指揮信息系統(tǒng)效能三個方面內(nèi)容。再根據(jù)重點評估內(nèi)容,構(gòu)建科學(xué)、合理、適用的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系,如圖1所示。通過分析現(xiàn)代評估科學(xué)技術(shù)發(fā)展及實際運用效果,設(shè)計符合具體海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估需要的評估模型和算法。

3 海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系

3.1 組訓(xùn)能力評估指標(biāo)

海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的組訓(xùn),是指籌劃準(zhǔn)備和組織實施海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的過程,它是影響海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練效果和質(zhì)量的主導(dǎo)因素。因組訓(xùn)過程涉及內(nèi)容多、分解量化難,人為影響大,而成為評估難度較大的部分。按照內(nèi)容和性質(zhì)不同,組訓(xùn)工作主要可分為三個部分:訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計、訓(xùn)練計劃制訂、訓(xùn)練實施保障。設(shè)計訓(xùn)練內(nèi)容,是組訓(xùn)的核心工作,也是組訓(xùn)能力的重要體現(xiàn)。訓(xùn)練課題設(shè)計能否滿足訓(xùn)練需要,想定背景是否符合訓(xùn)練構(gòu)想,作業(yè)安排是否科學(xué)合理,是組訓(xùn)人員設(shè)計訓(xùn)練內(nèi)容主要考慮的問題。訓(xùn)練計劃制定,主要考察組訓(xùn)人員根據(jù)訓(xùn)練內(nèi)容和實際情況制定訓(xùn)練組織方案和執(zhí)行細則的能力。訓(xùn)練實施保障對海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練起著物質(zhì)和技術(shù)支撐的作用,是訓(xùn)練得以順利實施的重要保障。從海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的特點來看,訓(xùn)練實施保障主要是針對指揮信息系統(tǒng)的技術(shù)保障,可以通過考察指揮信息系統(tǒng)硬件和軟件的運行保障情況,得出組訓(xùn)實施保障能力水平。

3.2 受訓(xùn)能力評估指標(biāo)

海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的受訓(xùn)者,是指接受此種訓(xùn)練安排和任務(wù)的海上作戰(zhàn)指揮力量,通常為海上作戰(zhàn)編隊指揮機構(gòu)。信息化條件下海上作戰(zhàn)指揮能力構(gòu)成存在多種劃分方法,主流的觀點是按照指揮流程和主要關(guān)節(jié)將海上指揮機構(gòu)指揮能力分解為戰(zhàn)場感知能力、籌劃決策能力、指揮控制能力和作戰(zhàn)效果評估四項子能力。因此,海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練受訓(xùn)能力評估主要是針對以上四個方面的子能力進行考察,并得出海上指揮機構(gòu)的作戰(zhàn)指揮綜合能力評估結(jié)論。需要注意的是,由于訓(xùn)練課題和科目存在較大差異,如火力突擊科目主要考察指揮機構(gòu)臨機指揮、協(xié)調(diào)和控制海上火力打擊的能力,則需強化和突出指揮控制能力指標(biāo)。各指標(biāo)之間存在動態(tài)平衡的關(guān)系,各項目的增減和刪補需要根據(jù)具體訓(xùn)練內(nèi)容來確定,不能一概而論。本文根據(jù)一般海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練要求,構(gòu)建了全面考察海上作戰(zhàn)指揮行動要素的指標(biāo)體系,重點在于突出訓(xùn)練內(nèi)容的全面性和訓(xùn)練評估的系統(tǒng)性。

3.3 指揮信息系統(tǒng)效能評估指標(biāo)

指揮信息系統(tǒng)是實施海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的技術(shù)支撐,其效能水平是影響訓(xùn)練質(zhì)量最為直接的因素。指揮信息系統(tǒng)是以計算機和網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、現(xiàn)代人工智能和軟件科學(xué)為核心,以實現(xiàn)海上作戰(zhàn)指揮自動化為主要目標(biāo)的作戰(zhàn)訓(xùn)練軟件系統(tǒng)。結(jié)合性能和功能兩方面因素,可以將指揮信息系統(tǒng)效能構(gòu)成明確為:指揮條件模擬、指揮效果裁判和指揮系統(tǒng)運行。其中,指揮條件模擬的復(fù)雜性較高,需要根據(jù)海上訓(xùn)練的具體課題、科目和標(biāo)準(zhǔn)的不同,做適當(dāng)調(diào)整。如海上戰(zhàn)役指揮訓(xùn)練需要模擬指揮對抗的效果,海上戰(zhàn)術(shù)指揮訓(xùn)練則需要模擬海上作戰(zhàn)編隊作戰(zhàn)行動等。但從海上指揮訓(xùn)練的本質(zhì)出發(fā),指揮信息系統(tǒng)模擬海上作戰(zhàn)條件和戰(zhàn)場環(huán)境的逼真程度才是評估的重點。因此,可以用逼真程度來衡量指揮信息系統(tǒng)對海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練的貢獻程度。指揮效果裁判通常是評估者設(shè)定評估標(biāo)準(zhǔn),由指揮信息系統(tǒng)計算得出指揮行為產(chǎn)生的效果和結(jié)果,該指標(biāo)主要反映指揮信息系統(tǒng)輔助作戰(zhàn)效果評估功能的運行情況。指揮系統(tǒng)運行應(yīng)從系統(tǒng)的功能和性能著眼,主要考察系統(tǒng)容量、恢復(fù)、通聯(lián)和控制四個方面。

4 基于灰色層次分析法的評估模型和算法

根據(jù)前面構(gòu)建的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系,運用基于灰色理論的層次分析法建立相應(yīng)的模型,并進行評估相關(guān)計算[6～11]。這里首先設(shè)定一級評估指標(biāo)集合U及其對應(yīng)的權(quán)重值A(chǔ)分別為:U={U1,U2,…,Ui}(i=1,2,…,m),A={A1,A2,…,Ai}(i=1,2,…,m)。

Ui是二級評估指標(biāo)集合,Ai是二級指標(biāo)權(quán)重值集合,記Ui和Ai分別為Ui={Ui1,Ui2,…,Uij}(j=1,2,…,n),Ai={Ai1,Ai2,…,Aij}(j=1,2,…,n)。

Uij是三級評估指標(biāo)集合,Aij是三級指標(biāo)權(quán)重值集合,記Uij和Aij分別為Uij={Uij1,Uij2,…,Uijk}(j=1,2,…,l),Aij={Aij1,Aij2,…,Aijk}(j=1,2,…,l),Uijk是三級評估指標(biāo),Aijk是三級指標(biāo)權(quán)重值。

在實際評估過程中,不同層次的指標(biāo)以及同一層次的不同指標(biāo),對評估目標(biāo)的影響程度存在不同,應(yīng)運用層次分析法根據(jù)各指標(biāo)的目標(biāo)貢獻度,確定各自相應(yīng)的評估權(quán)重值。再次主要利用1～9級標(biāo)度法,對同一層次的指標(biāo)元素進行兩兩對比,按照重要程度評定分值,形成評估的判斷矩陣,并對判斷矩陣進行一致性檢驗。如果不能滿足一致性檢驗要求,則應(yīng)對該層指標(biāo)的重要程度重新進行評定分值操作,并構(gòu)建相應(yīng)的判斷矩陣求解權(quán)重,直至一致性檢驗通過為止。

海上作戰(zhàn)指揮評估指標(biāo)Uijk通常為定性指標(biāo),需要運用定量的方法加以轉(zhuǎn)換,成為定量指標(biāo)。通過制定評分等級的方法可以較好地完成定性指標(biāo)的定量化。根據(jù)海上作戰(zhàn)指揮評估標(biāo)準(zhǔn),將指標(biāo)分值等級劃分為五個級別,并對各指標(biāo)項目Uijk進行評定,得到量化分值,如表1所示。

表1 評分等級標(biāo)準(zhǔn)

組織p位評估專家對評估對象的表現(xiàn)情況,根據(jù)海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評定等級標(biāo)準(zhǔn)打分,設(shè)第s(s=1,2,…,p)位評估專家對被評對象Uijk給出的評定分值為dijks,則評分Dij矩陣為

(1)

根據(jù)海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練等級評分標(biāo)準(zhǔn)等級劃分,可設(shè)定五個評估灰類,分別為e(e=1,2,3,4,5),對應(yīng)評定等級為“極差、差、中、良、優(yōu)”,評定等級對應(yīng)的分值范圍,是以(9,7,5,3,1)為中間值的1～10的五個區(qū)間,中間值(9,7,5,3,1)對應(yīng)評估灰類的最優(yōu)值。對應(yīng)的白化權(quán)函數(shù)如下:

第一灰類“優(yōu)”(e=1),灰數(shù)e[0,9,+∞],白化權(quán)函數(shù)為

(2)

第二灰類“良”(e=2),灰數(shù)e[0,7,14],白化權(quán)函數(shù)為

(3)

第三灰類“中”(e=3),灰數(shù)e[0,5,10],白化權(quán)函數(shù)為

(4)

第四灰類“差”(e=4),灰數(shù)e[0,3,6],白化權(quán)函數(shù)為

(5)

第五灰類“極差”(e=4),灰數(shù)e[0,1,2],白化權(quán)函數(shù)為

(6)

通過計算得出評價指標(biāo)Uijk屬于第e個灰類的灰色評價系數(shù)記為xijke,其總灰色評價系數(shù)記為xijk,則有

(7)

其中,g表示評價灰類個數(shù),被評對象的第e個灰類的灰色評價權(quán)rijke為

(8)

則各灰色評價權(quán)向量Rijk可表示為Rijk=(rijk1,rijk2,…,rijkg)得到指標(biāo)Uij的灰色評價權(quán)矩陣Rij為:Rij=[Rij1Rij2…Rijk]T

對Uij做綜合評價,其評價結(jié)果為

Bij=AijRij

(9)

對Ui做綜合評價:由Uij綜合評價結(jié)果Bij,得到上一級指標(biāo)的各灰色評價權(quán)矩陣Ri=[Bi1Bi2…Bin]T,則被評對象Ui的綜合評價結(jié)果為

Bi=AiRi

(10)

對U做綜合評價:由Ui綜合評價結(jié)果Bi,得到上一級指標(biāo)的各灰色評價權(quán)矩陣R=[B1B2…Bm]T,則被評對象U的綜合評價結(jié)果

B=AR

(11)

將各灰類等級按白化值賦值,得到各種評價灰類等級值向量,dt(t=1,2,…,g)表示第g個灰類的最佳評分值。

D=(d1,d2,…,dg)

(12)

被評價系統(tǒng)的綜合評價分值

W=BDT

(13)

5 算例分析

按照海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)制定表2,將各評估專家對各指標(biāo)的評定分值統(tǒng)計如表2所示。

表2 各指標(biāo)評分結(jié)果

結(jié)合海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系,根據(jù)專家判斷的各指標(biāo)相對重要程度,構(gòu)造判斷矩陣:

T為海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估一級指標(biāo)U的判斷矩陣;T1、T2、T3分別為海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估二級指標(biāo)U1、U2、U3的判斷矩陣;T11、T12、T13…T33分別是海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練三級指標(biāo)U11、U12、U13、…、U33的判斷矩陣。

運用層次分析法,算出個各級指標(biāo)權(quán)重值為

A=(0.2395,0.1373,0.6232)
A1=(0.5125,0.0743,0.2755,0.1377)
A2=(0.1222,0.6479,0.2299)
A3=(0.1096,0.5813,0.3092)
A11=(0.2857,0.5714,0.1429)
A12=(0.6479,0.2299,0.1222)
A13=(0.1222,0.2299,0.6479)
A14=(0.2500,0.7500)
A22=(0.3333,0.6667)
A23=(0.1226,0.5571,0.3202)
A32=(0.1749,0.6327,0.1924)
A33=(0.1265,0.2943,0.5185,0.0606)

表3 權(quán)重一致性檢驗結(jié)果

根據(jù)專家評定的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估分值,構(gòu)造評分矩陣(1),再運用總灰色評價系數(shù)計算式(7)以及綜合評價計算式(13),得到此次海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練綜合評價值W=7.4270,對照評分等級表(表3)可知,海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估結(jié)果為“良”。

6 結(jié)語

本文突破海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估對象以受訓(xùn)者,即海上作戰(zhàn)指揮機構(gòu)為主的傳統(tǒng)做法,將訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計、訓(xùn)練計劃擬制、訓(xùn)練實施保障等訓(xùn)練組織環(huán)節(jié),以及指揮訓(xùn)練環(huán)境和條件模擬、作戰(zhàn)效果裁判、系統(tǒng)穩(wěn)定性和恢復(fù)能力等,指揮信息系統(tǒng)訓(xùn)練功能的效能也納入到海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估對象范疇。按照此思路,構(gòu)建了基于組訓(xùn)、受訓(xùn)和指揮信息系統(tǒng)三要素的海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估指標(biāo)體系,并建立了相應(yīng)的評估模型,提高了海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估的全面性和準(zhǔn)確性。評估模型求解主要采用基于灰色理論的層次分析法,通過將專家的定性評判轉(zhuǎn)化為灰類程度不同的評估指標(biāo)權(quán)重向量,再經(jīng)過對該向量的一致性檢驗和歸一化處理,形成定量的評估判斷,實現(xiàn)評估的定性與定量相結(jié)合,一方面減少了人為因素對評估的干擾,另一方面也提高了評估模型的計算準(zhǔn)確度。通過實例驗證,該評估模型及其求解方法對于提高海上作戰(zhàn)指揮訓(xùn)練評估的科學(xué)性和準(zhǔn)確性效果良好。

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Method of Sea Battle Operational Command Training Evaluation

LI Ning WEI Ming REN Jun

(Department of Information Combat and Command Training, National Defence University, Beijing 100091)

In order to improve the scientificity and accuracy of the evaluation of sea battle operational command training, the requirements of sea battle operational command training evaluation are analyzed as a starting point, and the main influencing factors of sea battle operational command training are explored. A comprehensive index system is built to reflect the overall quality of sea battle operational command training system, and a evaluation model based on grey analytic hierarchy process is proposed. Finally the validity of the index system and the evaluation method are demonstrated by an example.

sea battle operational command training, evaluation, modeling

2016年8月11日,

2016年9月20日

全軍軍事類研究生資助課題(編號:2015JY034)資助。

李寧,男,博士研究生,工程師,研究方向:軍事指揮訓(xùn)練。衛(wèi)明,男,博士研究生,工程師,研究方向:軍事指揮訓(xùn)練。任俊,女,博士研究生,工程師,研究方向:軍事運籌。

V267; E858

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.02.006