通信裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)體系研究*

李 崑，彭 潔，宋 爽

（1.軍事科學(xué)院評(píng)估論證研究中心，北京 100091；2.軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院，北京 100141；3.軍事科學(xué)院戰(zhàn)爭(zhēng)研究院，北京 100091）

0 引 言

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)是在裝備研制生產(chǎn)部門完成基礎(chǔ)工程技術(shù)試驗(yàn)后，由裝備試驗(yàn)單位組織考核裝備的作戰(zhàn)保障效能、部隊(duì)適用性，確保裝備在近實(shí)戰(zhàn)條件下能夠滿足實(shí)戰(zhàn)效能、體系貢獻(xiàn)率等要求[1]?，F(xiàn)代通信裝備系統(tǒng)復(fù)雜，戰(zhàn)時(shí)環(huán)境突變，如何在實(shí)戰(zhàn)下考核其完成任務(wù)的能力是目前作戰(zhàn)試驗(yàn)的基本目標(biāo)。文章從通信裝備的作戰(zhàn)任務(wù)使命入手，分別從裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性兩方面提出效能指標(biāo)，包括指標(biāo)內(nèi)涵、度量方法以及計(jì)算模型，全面考核通信裝備能否滿足作戰(zhàn)使用要求，同時(shí)提出體系貢獻(xiàn)率的算法來綜合評(píng)估裝備在體系作戰(zhàn)背景下的效用，最終提出效能聚合評(píng)估方法，為通信裝備的驗(yàn)收采購(gòu)和體系貢獻(xiàn)率評(píng)估提供科學(xué)參考。

1 現(xiàn)狀分析

論不能全面反映新裝備在作戰(zhàn)行動(dòng)中的實(shí)際狀況。鑒于此，急需研究與裝備體制相對(duì)應(yīng)的作戰(zhàn)試驗(yàn)評(píng)估機(jī)制，包括試驗(yàn)評(píng)估理論、技術(shù)、評(píng)估指標(biāo)、方法模型和數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)等，為裝備體系各單元的研制、生產(chǎn)、編配和調(diào)整提供決策依據(jù)，為新裝備列裝定型提供基礎(chǔ)理論支撐。

當(dāng)前，裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)在評(píng)估理論上缺乏相應(yīng)的試驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)體系與技術(shù)支撐。在試驗(yàn)流程方面，簡(jiǎn)單延續(xù)裝備工程技術(shù)試驗(yàn)的技術(shù)指標(biāo)，只是抽取其部分指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并沒有對(duì)作戰(zhàn)條件下的效能指標(biāo)、能力滿足度等指標(biāo)進(jìn)行描述分析，沒有強(qiáng)調(diào)評(píng)估新裝備在大系統(tǒng)中的體系貢獻(xiàn)度；在試驗(yàn)環(huán)境方面，大多是傳統(tǒng)的單裝型號(hào)試驗(yàn)，沒有構(gòu)建聯(lián)合對(duì)抗的作戰(zhàn)環(huán)境，沒有考慮在聯(lián)合作戰(zhàn)背景下體系效能的發(fā)揮；在數(shù)據(jù)采集方面，沒有構(gòu)建與實(shí)際作戰(zhàn)行動(dòng)相符合的數(shù)據(jù)采集環(huán)境，由此得出的檢驗(yàn)結(jié)

2 通信裝備作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

通信裝備作戰(zhàn)效能是裝備在預(yù)期或規(guī)定的實(shí)際使用條件下，由具有代表性的人員使用，完成作戰(zhàn)任務(wù)情況的程度。主要從完成作戰(zhàn)任務(wù)的付出代價(jià)和獲取效益出發(fā)，全面考核被試裝備完成作戰(zhàn)使用性能的程度、功能的完備性、設(shè)計(jì)的合理性以及相關(guān)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的符合程度等。具體作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)如圖1所示，部分重點(diǎn)指標(biāo)如下述相應(yīng)描述。

圖1 通信裝備作戰(zhàn)效能指標(biāo)體系

（1）通信保障覆蓋率：通信覆蓋范圍能夠保障此次作戰(zhàn)的比率，即：

能夠保障的通信范圍/任務(wù)所需的保障范圍×100% （1）

（2）傳輸業(yè)務(wù)種類滿足度：能夠支持傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型（數(shù)據(jù)、短消息、圖像、話音、視頻等）能夠滿足此次作戰(zhàn)任務(wù)的比例，即：

能夠支持傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型數(shù)量/全部業(yè)務(wù)類型數(shù)量×100% （2）

（3）用戶接通率：用戶通過接入設(shè)備能成功接入通信網(wǎng)絡(luò)的比率，即：

能夠成功接入通信網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)/全部要求接入通信的用戶數(shù) （3）

（4）用戶接入時(shí)效性：能夠按時(shí)間要求接入網(wǎng)絡(luò)的能力，即：

能夠按照時(shí)間要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量/任務(wù)要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶總數(shù)量×100% （4）

（5）業(yè)務(wù)承載滿足度：機(jī)動(dòng)過程中能夠承載的業(yè)務(wù)比率，即：

機(jī)動(dòng)過程中能夠承載的業(yè)務(wù)數(shù)量/要求承載的業(yè)務(wù)數(shù)量總數(shù)×100% （5）

（6）動(dòng)態(tài)組網(wǎng)時(shí)間：機(jī)動(dòng)網(wǎng)構(gòu)建完成以及與主干網(wǎng)聯(lián)通的全部用時(shí)，即：

動(dòng)態(tài)組網(wǎng)時(shí)間=網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)間+溝通聯(lián)絡(luò)時(shí)間

（6）

（7）接入成功率：機(jī)動(dòng)狀態(tài)用戶能夠成功接入的比率，即：

在機(jī)動(dòng)中能成功接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)/要求接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)×100% （7）

（8）信息傳輸時(shí)效性：信息（包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等業(yè)務(wù)類型）能夠?qū)崟r(shí)無延誤傳輸?shù)谋嚷?，即?/p>

在機(jī)動(dòng)中信息（包括數(shù)據(jù)、話音、視頻等業(yè)務(wù)類型）能夠無延誤實(shí)時(shí)傳輸?shù)拇螖?shù)/任務(wù)要求傳輸?shù)目倲?shù)×100% （8）

（9）應(yīng)急通信保障率：干擾環(huán)境下能夠保障通信的重要用戶所占的比例，即：

能夠保障通信的用戶數(shù)量/要求保障通信的用戶總數(shù)量×100% （9）

（10）鏈路備份滿足度：在干擾或者毀傷情況下鏈路備份的滿足程度，即：

鏈路實(shí)際備份數(shù)量/干擾毀傷情況下所需的鏈路備份數(shù)量×100% （10）

（11）業(yè)務(wù)恢復(fù)率：在干擾或者毀傷情況下系統(tǒng)業(yè)務(wù)的恢復(fù)情況，即：

系統(tǒng)實(shí)際業(yè)務(wù)恢復(fù)數(shù)量/干擾或毀傷情況下系統(tǒng)所需恢復(fù)的業(yè)務(wù)數(shù)量×100% （11）

（12）干擾規(guī)避能力：能夠成功規(guī)避敵方干擾的能力，即：

能夠成功規(guī)避敵方干擾的次數(shù)/已知的敵方干擾的總次數(shù)×100% （12）

（13）互聯(lián)互通率：可與本系統(tǒng)互聯(lián)互通互操作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)量的覆蓋情況，即：

實(shí)際可與本系統(tǒng)互聯(lián)互通互操作的數(shù)量/任務(wù)所需互操作的系統(tǒng)數(shù)量總數(shù)×100% （13）

（14）安全等級(jí)：系統(tǒng)能夠達(dá)到的安全等級(jí)，根據(jù)GJB5612標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的五級(jí)安全等級(jí)體系確定。

（15）可傳輸信息密級(jí)：可傳輸信息的最高密級(jí)（絕密、機(jī)密、秘密、公開）。

（16）用戶身份識(shí)別率：可通過通信系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)的用戶身份識(shí)別情況，即：

能夠識(shí)別并允許接入的用戶數(shù)量/任務(wù)所需接入的用戶數(shù)量總數(shù)×100% （14）

（17）設(shè)備入網(wǎng)識(shí)別率：能夠識(shí)別的設(shè)備在全部入網(wǎng)設(shè)備中所占的比例，即：

能夠進(jìn)行識(shí)別的設(shè)備數(shù)量/入網(wǎng)設(shè)備總數(shù)量×100% （15）

3 裝備作戰(zhàn)適用性指標(biāo)體系

裝備作戰(zhàn)適用性與作戰(zhàn)效能最大的區(qū)別在于重點(diǎn)評(píng)估裝備對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)能力和裝備在部署與持續(xù)使用過程中令人滿意的程度。美國(guó)空軍AFI99-102《作戰(zhàn)試驗(yàn)與評(píng)價(jià)管理》中給作戰(zhàn)適用性定義為“在考慮可用性、兼容性、運(yùn)輸性、后勤保障性、自然環(huán)境效應(yīng)與影響、文件以及訓(xùn)練要求的情況下，系統(tǒng)令人滿意地投入外場(chǎng)使用的程度”，目的是為部隊(duì)提供實(shí)時(shí)適地、快速高效、精確適量的裝備平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的技術(shù)保障任務(wù)，確保各類裝備的戰(zhàn)備完好率和持續(xù)的戰(zhàn)斗能力[2]。具體考核指標(biāo)如圖2所示，對(duì)部分重點(diǎn)指標(biāo)的描述如下所述。

圖2 通信裝備作戰(zhàn)適用性指標(biāo)體系

3.1 可靠性

3.1.1 平均無故障運(yùn)行率

平均無故障運(yùn)行率是從裝備開始運(yùn)行到某時(shí)刻時(shí)間內(nèi)能正常運(yùn)行的概率R(t)：

其中λ為故障率。

3.1.2 故障率

故障率是單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)故障的次數(shù)與裝備在總的使用階段累計(jì)工作時(shí)間的比值，即：

其中，NG是單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)故障的次數(shù)；TZ為裝備在總的使用階段累計(jì)的工作時(shí)間，可以為統(tǒng)計(jì)值。

3.1.3 試驗(yàn)過程故障數(shù)

試驗(yàn)過程故障數(shù)記錄作戰(zhàn)試驗(yàn)過程中裝備出現(xiàn)的故障數(shù)，按照故障個(gè)數(shù)給定成績(jī)。

計(jì)算方法：先根據(jù)表1的標(biāo)準(zhǔn)做定量描述，再歸一化量化處理。

表1 試驗(yàn)過程故障數(shù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)表

3.2 保障性

3.2.1 人力資源保障

（1）人員配套率：用來表示維修人數(shù)與實(shí)際需要人數(shù)的配套程度，即：

其中，N2為某個(gè)保障方案中可投入的維修人數(shù)，N1為任務(wù)期間維修工作實(shí)際需要的人數(shù)。

（2）維修技術(shù)水平：對(duì)于基層級(jí)維修人員，維修水平高低主要考慮能否根據(jù)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確判斷故障部位，正確快速地拆卸和更換故障件，以及進(jìn)行一些簡(jiǎn)單修理工作，屬于定性指標(biāo)。

3.2.2 設(shè)備設(shè)施保障

（1）設(shè)施完好率：是指處于完好狀態(tài)的維修設(shè)施數(shù)量與維修設(shè)施總數(shù)的比值，即：

其中，N2為處于完好狀態(tài)的維修設(shè)施數(shù)量，N1為維修設(shè)施總數(shù)。

（2）數(shù)量配套率：反映了保障系統(tǒng)實(shí)有的維修設(shè)備數(shù)量與維修工作需要的設(shè)備數(shù)量之間的匹配程度，即：

其中，Nit為品種i維修工具設(shè)備編制數(shù)量，Nif為品種i維修設(shè)備的實(shí)有數(shù)量。

3.2.3 信息資源保障

（1）計(jì)算機(jī)資源配套率：是維修所需的計(jì)算機(jī)資源數(shù)量，包括軟件和硬件數(shù)量與實(shí)際到位的計(jì)算機(jī)數(shù)量的比值，即：

其中，Rs表示實(shí)際到位的計(jì)算機(jī)數(shù)量，Rd表示維修所需的計(jì)算機(jī)數(shù)量。

（2）軟件維護(hù)度：主要反映現(xiàn)有軟件在版本更新、內(nèi)容擴(kuò)充、故障排除等軟件維護(hù)上的全面度，可根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合維修時(shí)對(duì)軟件資源的需求定性給出。

3.2.4 備件保障

（1）平均備件延誤時(shí)間：在特定時(shí)期內(nèi)，參與維修的備件延誤時(shí)間總和與備件數(shù)量的比值，即：

（2）備件合格率：抽查一定數(shù)量的備件合格備件數(shù)量與抽查總數(shù)的比值[3]，抽查總量不能過少，一般要大于10，計(jì)算方法為：

其中，Qh表示抽查備件的合格數(shù)值，Qz表示抽查備件的總數(shù)。

3.3 維修性

3.3.1 維修可達(dá)性

維修設(shè)備時(shí)能夠迅速方便地達(dá)到維修部位的特性，即維修部位能夠“看得見、夠得著、定位準(zhǔn)”。例如，有些設(shè)備支持可熱插拔，有些修一塊單板卻需要取下五塊單板。

3.3.2 維修標(biāo)準(zhǔn)化和互換性程度

裝備維修的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模件（塊）化和互換性，不僅有利于產(chǎn)品工作，還可簡(jiǎn)化維修，描述標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，再將定性描述量化歸一。

表2 標(biāo)準(zhǔn)化和互換性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)表

3.3.3 防插錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)記

外形相似、大小相近的零部件，采取措施防止維修差錯(cuò)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上消除差錯(cuò)的可能性。零部件、插頭、插座等只有裝對(duì)時(shí)，才能裝得上，裝錯(cuò)、裝反將無法完整安裝操作。

3.3.4 維修的安全性

維修的安全性是防止維修時(shí)損傷人員、損傷裝備的一種特性。維修安全性通常是裝備處于故障狀態(tài)、分解狀態(tài)下進(jìn)行操作的，包括防機(jī)械損傷、防電擊、防火、防爆和防毒等，描述標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 維修安全性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)表

3.4 兼容性

接口（協(xié)議）兼容性主要描述與現(xiàn)役裝備或不同廠家的不同接口（協(xié)議）的兼容性。

3.5 人機(jī)工程

3.5.1 標(biāo)識(shí)提示

關(guān)鍵操作部位是否設(shè)置永久性提示標(biāo)識(shí)牌或圖形，說明是否清晰明確，描述標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 標(biāo)識(shí)提示評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)表

3.5.2 硬件操作合理性

硬件結(jié)構(gòu)、開關(guān)的類型/布局、指示燈類型/含義是否合理。

3.6 環(huán)境適應(yīng)性

考察實(shí)際工作環(huán)境下的溫度變化、濕度變化、氣壓變化以及粉塵對(duì)設(shè)備性能的影響程度。

3.7 運(yùn)輸性

3.7.1 可攜行性

考察裝備的物理尺寸和特性與規(guī)劃的運(yùn)輸模式是否相適應(yīng)，是否易于攜行。

3.7.2 抗震抗毀性

考察裝備的抗毀抗震類指標(biāo)，評(píng)估裝備在作戰(zhàn)條件下的抗毀、抗震能力。

3.7.3 易拆裝性

考察裝備是否便于拆卸和搬運(yùn)，利于機(jī)動(dòng)。

3.8 電磁兼容性

3.8.1 受干擾兼容性

考察在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)下其他電磁設(shè)備對(duì)裝備的干擾程度和對(duì)裝備性能的影響[4]。

3.8.2 對(duì)其他設(shè)備的電磁干擾

考察在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)其他設(shè)備工作的電磁干擾程度。描述標(biāo)準(zhǔn)如表5所示，再將定性描述量化歸一。

表5 對(duì)其他設(shè)備電磁干擾評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)表

4 通信裝備體系貢獻(xiàn)率

體系貢獻(xiàn)率主要是考核被試系統(tǒng)對(duì)裝備作戰(zhàn)體系內(nèi)各系統(tǒng)作戰(zhàn)能力及體系作戰(zhàn)能力的影響作用或者涌現(xiàn)效應(yīng)的度量[5]。度量方法是將被試系統(tǒng)使用后的新裝備體系作戰(zhàn)效能的變化量與原裝備體系效能做對(duì)比，比值即為新裝備的體系貢獻(xiàn)率，具體計(jì)算流程如下：

（1）根據(jù)能力指標(biāo)體系，通過仿真、解析計(jì)算、實(shí)驗(yàn)等方法計(jì)算各個(gè)指標(biāo)數(shù)值，并將底層指標(biāo)值規(guī)范化，根據(jù)指標(biāo)屬性類型規(guī)范化函數(shù)如下：

①效益型：

其中Ti表示四個(gè)屬性類型；xij表示第i個(gè)方案關(guān)于第j個(gè)屬性fj的屬性值；αj表示fi( j∈T3)的最佳穩(wěn)定值，的最佳穩(wěn)定區(qū)間。

（2）通過專家評(píng)分法構(gòu)造各層指標(biāo)體系的兩兩判決矩陣，通過一致性檢驗(yàn)計(jì)算單一權(quán)重向量w1,w2,w3…,wn。

（3）計(jì)算各指標(biāo)項(xiàng)完成任務(wù)程度結(jié)果，采用綜合評(píng)價(jià)的加權(quán)平均型模型，綜合為本級(jí)能力項(xiàng)完成任務(wù)程度，即：

（4）對(duì)于底層能力項(xiàng)完成任務(wù)程度結(jié)果，采用冪指數(shù)方法，綜合為裝備體系的完成任務(wù)程度結(jié)果：

（5）將納入被試裝備或替換原有裝備后的效能差值與原有裝備作戰(zhàn)效能值相除，比值為被試裝備對(duì)體系的貢獻(xiàn)率：

其中，EY為原有裝備下體系的作戰(zhàn)效能，EX為納入新裝備后或替換原有裝備后體系的作戰(zhàn)效能。

5 聚合評(píng)估方法

裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)效能評(píng)估方法的選取主要取決于評(píng)估目的、評(píng)估指標(biāo)特性、給定的條件、評(píng)估精度要求以及評(píng)估對(duì)象的特性等各方面因素，通常包含主觀評(píng)定法、數(shù)學(xué)解析法、統(tǒng)計(jì)分析法以及仿真模擬法等[6]。這些方法都有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)評(píng)估任務(wù)進(jìn)行針對(duì)性選取。對(duì)于通信裝備來說，仿真模擬法能夠比較詳細(xì)地考慮裝備實(shí)際作戰(zhàn)過程中戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能、作戰(zhàn)編成、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法等因素，同時(shí)可加入保障人員訓(xùn)練水平等人為影響，能在一定程度上反映對(duì)抗條件和交戰(zhàn)情況。同時(shí)，可考慮裝備編配和協(xié)同在全過程作戰(zhàn)中不同的體現(xiàn)，便于提出優(yōu)化方案，因此更適用于作戰(zhàn)效能的預(yù)測(cè)評(píng)估。

裝備作戰(zhàn)適用性的評(píng)估方法有定性和定量?jī)煞N?；谶@項(xiàng)復(fù)雜工程涉及的因素指標(biāo)很多，且指標(biāo)的不確定性很強(qiáng)，難以量化和統(tǒng)一，指標(biāo)間往往也存在不同層次，因此在評(píng)估方法上可使用多層次綜合評(píng)判[7]的方法，把裝備的適用性和保障效能指標(biāo)進(jìn)行層次分解，把評(píng)估系統(tǒng)中的各種因素劃分為相互聯(lián)系的上下有序?qū)哟?，弱化人的主觀因素，減少指標(biāo)的不確定性，以增強(qiáng)評(píng)估結(jié)果的可信度和客觀性。

6 結(jié) 語

通信裝備作為軍事信息系統(tǒng)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，對(duì)部隊(duì)作戰(zhàn)奪取信息優(yōu)勢(shì)、打贏現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在近實(shí)戰(zhàn)背景下開展通信裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)，從評(píng)估裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適應(yīng)性以及體系貢獻(xiàn)率三方面入手，發(fā)現(xiàn)裝備問題缺陷及時(shí)向研制生產(chǎn)部門反饋，在裝備列裝定型前促進(jìn)試驗(yàn)場(chǎng)與戰(zhàn)場(chǎng)的緊密銜接，以及裝備建設(shè)與裝備運(yùn)用的有機(jī)融合。