基于模糊綜合評判的岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練效果評估?

（海軍航空大學 煙臺 264001）

1 引言

岸艦導彈作為岸導部隊的主戰(zhàn)武器，其訓練水平受到各級的高度重視。目前，在岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練方面缺少有效的評估手段，因此，開展岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估具有重要現(xiàn)實意義。

岸艦導彈武器系統(tǒng)有其自身的特點，如對導彈控制的一次誤操作可能會產(chǎn)生巨大的危害；整個武器系統(tǒng)比較復雜，協(xié)同配合難度大；對操作順序要求嚴格等。對此，本文建立了岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估指標體系，并對指標進行了賦權(quán)，然后建立了一套基于模糊綜合評判的評估模型，最后仿真驗證了該方法的可行性和有效性。

2 評估指標體系的建立

如圖1所示，評估是一個復雜的系統(tǒng)工程，需要考慮多方面的因素。如果考慮的指標過于單一，則評估結(jié)果不能充分地體現(xiàn)評估對象的特點，如果考慮的指標過于復雜，又提高了評估過程的復雜性。因此，要對反應評估對象特征的多個指標信息進行綜合處理，構(gòu)建合理的評估指標體系，從而全面反映評估對象的情況。

岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練效能評估指標體系的建立必須嚴格遵守以下5條原則：1）系統(tǒng)性：指標體系必須考慮武器操作中整體配合的問題。2）完整性：指標體系必須能夠全面體現(xiàn)參訓者的能力水平。3）針對性：指標體系的建立要針對岸艦導彈武器系統(tǒng)自身特點。4）合理性：指標體系的建立要有理論支撐，具有說服力。5）可測性：指標的含義應該簡介明了，便于獲取。為了綜合評估岸艦導彈發(fā)射連的訓練水平，在分析目前評估資料的基礎上，綜合考慮了參訓者的理論水平、裝備操作、協(xié)同配合、故障處理以及綜合表現(xiàn)等因素，并根據(jù)岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估指標體系的設計原則，設計了5項一級指標，11項二級指標，12項三級指標[1～5]（見圖2）。

圖1 評估的一般過程

圖2 岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估指標體系

3 評估的數(shù)學模型

3.1 指標的評分體制

評估指標確定后，可以根據(jù)不同的訓練需要來針對每個指標確定其量化算法。在本文的指標體系中，理論類指標得分采取筆試的形式獲取。時間類指標采取實際操作時間與基準時間的差值與基準時間的比值作為主要衡量標準，該值越小，完成速度越快，得分越高，基準時間來自與對訓練一定年份的操作員操作時間的平均值。流程類指標根據(jù)實際操作與標準操作匹配的操作數(shù)進行衡量?？诹铑愔笜送ㄟ^話音系統(tǒng)獲得的語音數(shù)據(jù)與標準口令對比得到。另外，組織效果、應急處理指揮、綜合表現(xiàn)、故障處理的處理程度通過專家打分的形式得到。武器使用安全性通過對武器發(fā)控的誤操作數(shù)按一定標準扣分得到。

3.2 指標權(quán)重的分析與計算

對于岸艦導彈武器系統(tǒng)的評估而言，評估指標體系是一個多層次模型，因此本文計劃采用層次分析法對問題的性質(zhì)和將要達到的總目標進行層次分析，然后用1～9標度法將專家的主觀判斷進行客觀量化，最終進行定性和定量分析。

層次分析法評估領域應用非常廣泛的一種方法。首先，對評估目標和評估對象進行分析，將復雜問題按層次結(jié)構(gòu)進行分析。然后，將每個層次的指標進行兩兩比較，構(gòu)成判斷矩陣。再對判斷矩陣進行一致性檢驗，保證得出的權(quán)重向量的可靠性，并進行層次排序。最后，對判斷矩陣進行處理，通過計算得出各指標的權(quán)重。

在岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練過程中，從訓練要求出發(fā)，對多個專家進行調(diào)研，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，得到10個判斷矩陣。

在建立了各指標的判斷矩陣后，求出矩陣的最大特征值λmax和對應的特征向量，再求出一致性指標和相對一致性比率，RI為修正因子，其中n=1，2，3…9時對應的RI值分別為 0，0，0.58，0.96，1.12，1.24，1.32，1.41，1.45 。歸一化后的特征向量和一致性檢驗結(jié)果如表1所示。

經(jīng)過一致性檢驗結(jié)果得到，一致性指標均小于0.1，說明矩陣滿足一致性要求，因此認為從判斷矩陣得出的權(quán)重評價可靠。

表1 歸一化特征向量和一致性檢驗結(jié)果

3.3 模糊綜合評判模型的建立

岸艦導彈武器系統(tǒng)的訓練評估最后要求給出訓練的最終結(jié)果，而不是一個比較過程。在進行評估的過程中，參訓者的口令，綜合表現(xiàn)等指標具有一定的模糊性，難以確定一個精確的評判標準，各指標對整個訓練的影響也具有一定的模糊性，難以確定嚴格的界限劃分。

本文計劃采用層次分析法和模糊綜合評判法相結(jié)合的綜合評估方法，對訓練效果進行評估并建立評估模型。評估模型由兩部分組成，一是采用層次分析法確定各指標的權(quán)重，同時采用模糊綜合評判法進行模糊綜合并進行綜合評估。

3.3.1 評估評語集的確定

評語集是評估者對評估對象可能做出各種總評估結(jié)果組成的集合，也是對評判對象變化區(qū)間的一個劃分。不論評估指標層次有多少，評語集只有一個，這里用V表示：V={v1v2v3v4v5}，其中vi表示第i個評價結(jié)果或等級，5為評價等級數(shù)。為了使結(jié)果更加簡單明了，這里給出評語集對應的分數(shù)集S={4 0 65 75 85 95}。

3.3.2 評估指標隸屬度的確定

根據(jù)目前的情況來看，隸屬度的確定沒有一套公認的方法，基本都是在經(jīng)驗和實驗的基礎上確定的。在本文的具體操作中采取專家打分法的方式來進行[9～10]。由專家給出個指標的評語，得到該指標在每個評語下的專家人數(shù)比例，及指標對每個評語的隸屬度。則n個因素的總評價矩陣為。

其中，第i行反正了評價對象的第i個指標對各個等級模糊子集的隸屬度[6～8]。然后，采用層次分析法確定權(quán)重向量ω，用權(quán)重向量將R的不同行進行綜合，就可以得到評價對象從總體上看對各個等級模糊子集的隸屬程度，也就是模糊評判向量B=(b1，b2，…bk)=ω×R。本文的評估過程是多級模糊綜合評判，因此把下一層的評價結(jié)果當作上一層的模糊評判矩陣。因評語集V對應的分數(shù)集為S，因此最終得到的評估結(jié)果為。

4 實例驗證

為了驗證該評估方法的有效性，使用某次岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練的訓練結(jié)果進行仿真。這里給出本次訓練的各項基礎指標成績：基礎理論：91分；操作理論：85分；應急處置：87分；展開時間：85分；通信組織時間：90分；火力打擊時間：93.5分；武器使用安全性：100分；指揮流程：100分；操作流程：95分；故障處理時間：75分；故障報告：100分。其他指標按照本文評語集進行處理得到結(jié)果。各類指標的權(quán)重如表1所示。

4.1 各類指標的分布計算

4.1.1 裝備理論的評判

由上文可知，基礎理論、操作理論、應急處置的權(quán)重向量為ω21=(0.1635，0.5396，0.2969)，由于裝備理論得分均來自于筆試成績，具有明確性，不必采用模糊綜合評判方法，直接將權(quán)重向量與筆試得分相乘即可。筆試成績S=(91，85，87 )，因此PTS=ω21×ST=(0.1635，0.5396，0.2969)×(91，85，87)T=86.6。

4.1.2 裝備操作的評判

1）裝備展開與撤收的評判

由上文可知，展開時間、展開流程的權(quán)重向量為ω31=(0.5833，0.4167)，其相應的評價矩陣、裝備展開與撤收的模糊綜合評判向量、裝備展開與撤收的得分分別為；B=ω31×R31=(0，0，0.0833，0.8333，0.0833)；PTS=B×ST=84.99。

2）通信組織的評判

由上文可知，組織時間、組織效果的權(quán)重向量為ω32=(0.5833，0.4167)，其相應的評價矩陣、通信組織的模糊綜合評判向量、通信組織的得分分別為；B=ω×R=3232(0，0，0，0.25，0.75) ；PTS=B×ST=92.5。

3）火力打擊的評判

由上文可知，裝備操作時間、裝備操作正確性、武器使用安全性的權(quán)重向量為ω33=(0.5396，0.2969，0.1635)，其相應的評價矩陣、火力打擊的模糊綜合評判向量、火力打擊的得分分別為；B=ω33×R33=(0，0，0.1781，0.1188，0.7031)；PTS=B×ST=90.25。

綜上，裝備展開與撤收、通信組織、火力打擊的權(quán)重向量為ω22=(0.1635，0.2969，0.5396)，其相應的評價矩陣、裝備操作的模糊綜合評判向量、裝備操作的得分分別為B=ω22×R22=(0，0，0.1097，0.2746，0.6157) ；PTS=B×ST=90.0583。

4.1.3 協(xié)同配合的評判

1）指揮協(xié)同的評判

由上文可知，指揮口令、指揮流程、應急處理指揮的權(quán)重向量為ω34=(0.5396，0.1635，0.2969)，其相應的評價矩陣、指揮協(xié)同的模糊綜合評判向量、指揮協(xié)同的得分分別為；B=ω×R=(0，0，34340.2158，0.3346，0.4496)；PTS=B×ST=87.3372。

2）操作協(xié)同的評判

由上文可知，回復口令、操作流程的權(quán)重向量為ω35=(0.5833，0.4167)，其相應的評價矩陣、操作協(xié)同的模糊綜合評判向量、操作協(xié)同的得分分別為；B=ω35×R35=(0，0，0.4666，0.1167，0.4167)；PTS=B×ST=84.5006。

綜上，指揮協(xié)同、操作協(xié)同的權(quán)重向量為ω23=(0.5833，0.4167)，其相應的評價矩陣、協(xié)同配合的模糊綜合評判向量、協(xié)同配合的得分分別為；B=ω23×R23=(0，0，0.3203，0.2438，0.4359 ) ；PTS=B×ST=86.1558。

4.1.4 故障處理的評判

由上文可知，處理時間、處理程度、處理報告的權(quán)重向量為ω24=(0.2969，0.5396，0.1635)，其相應的評價矩陣、故障處理的模糊綜合評判向量、故障處理的得分分別為B=ω24×R24=(0，0，0.2969，0.4317，0.2714) ；PTS=B×ST=84.7452。

4.2 總分

由上文可知，裝備理論、裝備操作、協(xié)同配合、故障處理、綜合表現(xiàn)的權(quán)重向量為ω1=(0.0973，0.2625，0.4185，0.1599，0.0618)，其相應的評價矩陣為；B=ω1×R1=(0，0，0.2103，0.3652，0.4245)；PTS=B×ST=87.1421。

5 結(jié)語

本文建立了岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估指標體系，并采用層次分析法確定權(quán)重，使用模糊綜合評判方法進行綜合評估。評估結(jié)果為87.1421分，評定等級良好，與本次訓練專家打分總評良好具有一致性。實驗證明：該方法數(shù)學模型簡單易操作，對多因素多層次的復雜問題評估效果較好，具有較強的可行性，能夠滿足岸艦導彈武器系統(tǒng)訓練評估的需求。