工程偽裝效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建問(wèn)題分析

劉玉通,王結(jié)良,胡志毅,蘇海濤,張 渫,杜山山

(32182部隊(duì),北京 100042)

1 引 言

軍事工程由于施工周期長(zhǎng),目標(biāo)范圍大,極易成為敵軍偵查目標(biāo),因此,工程偽裝一直是提高軍事工程生存能力的重要舉措。工程偽裝效果評(píng)價(jià)主要是通過(guò)采用一定技術(shù)手段,對(duì)軍事工程在可見(jiàn)光、近紅外、中遠(yuǎn)紅外及雷達(dá)等偵查手段下的偽裝效果進(jìn)行定性或定量評(píng)價(jià),主要分析目標(biāo)偽裝后的能見(jiàn)距離、背景融合性,目標(biāo)發(fā)現(xiàn)與識(shí)別概率等特性。隨著我軍軍事現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快,越來(lái)越多的技術(shù)方法應(yīng)用于偽裝效果評(píng)估,檢測(cè)技術(shù)的日新月異和評(píng)價(jià)手段的多樣化,導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏權(quán)威性,如何構(gòu)建一套通用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,完善當(dāng)前過(guò)時(shí)的偽裝的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),提高評(píng)價(jià)結(jié)果的權(quán)威性,是偽裝研究領(lǐng)域的難題,也是評(píng)價(jià)偽裝效果的關(guān)鍵。

2 工程偽裝效果評(píng)價(jià)方法

工程偽裝效果評(píng)價(jià)方法分類(lèi)因角度而異,從發(fā)展歷程來(lái)看,從最初的主觀(guān)評(píng)價(jià)法發(fā)展到客觀(guān)評(píng)價(jià)法,并逐漸演繹為多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法,見(jiàn)圖1。

圖1 工程偽裝效果評(píng)價(jià)方法發(fā)展歷程及分類(lèi)

2.1 主觀(guān)評(píng)價(jià)法

偽裝效果主觀(guān)評(píng)價(jià)法主要基于人的視覺(jué)洞察力,測(cè)定一定數(shù)量的觀(guān)察者基于不同距離,不同季節(jié)與環(huán)境條件下,對(duì)于目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率,是一種基礎(chǔ)的傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法。該方法易受客觀(guān)環(huán)境條件和觀(guān)察者主體因素影響,缺乏對(duì)目標(biāo)和背景的客觀(guān)分析,局限性大且缺乏準(zhǔn)確性。

“那么你班上的女生很少，而且你沒(méi)女朋友。想認(rèn)識(shí)更多女孩應(yīng)該是你想加入社團(tuán)的理由之一，搞不好是最大的理由?！遍L(zhǎng)發(fā)女生說(shuō)。

患者在服用卡馬西平、螺內(nèi)酯或者大量服用青霉素類(lèi)抗生藥物后，可能會(huì)導(dǎo)致蛋白尿癥狀?；颊叽罅糠镁S生素C后再進(jìn)行尿隱血試驗(yàn)，可能會(huì)導(dǎo)致假陰性檢驗(yàn)結(jié)果的出現(xiàn)，因此當(dāng)下很多醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)部門(mén)在進(jìn)行尿常規(guī)檢驗(yàn)的時(shí)候，會(huì)增加維生素C含量這一檢驗(yàn)指標(biāo)。

2.2 客觀(guān)評(píng)價(jià)法

偽裝效果客觀(guān)評(píng)價(jià)方法是近年來(lái)偽裝領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。多數(shù)研究都是采取某一檢測(cè)手段,基于檢測(cè)結(jié)果的某一特征,選取一個(gè)或幾個(gè)客觀(guān)分析指標(biāo),對(duì)偽裝檢測(cè)得到的圖像或數(shù)值進(jìn)行分析處理,建立相應(yīng)評(píng)價(jià)模型,進(jìn)行定性或定量評(píng)價(jià),并配合具體案例分析加以說(shuō)明。

影響工程偽裝效果的因素很多,構(gòu)建評(píng)價(jià)體系要在全面考慮當(dāng)前各種偵查手段的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同類(lèi)型的設(shè)防工程,科學(xué)選定具有代表性的性能指標(biāo),合理確定各指標(biāo)的權(quán)重,這也是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的關(guān)鍵。對(duì)此,很早就有人提出了“大偽裝”概念,認(rèn)為傳統(tǒng)的檢測(cè)手段、局部特征、單一波段、靜態(tài)及簡(jiǎn)單的偽裝理論早已過(guò)時(shí),需要代之以多手段、全波段、全局、動(dòng)態(tài)及綜合的“大偽裝”理論[18]。

客觀(guān)評(píng)價(jià)法屏除了觀(guān)察者主觀(guān)因素的影響,但存在評(píng)價(jià)指標(biāo)單一或者片面的問(wèn)題,結(jié)果權(quán)威性不高,不能準(zhǔn)確反映偽裝工程的全面綜合偽裝效果。甚至針對(duì)同一偽裝工程,當(dāng)基于不同客觀(guān)指標(biāo)建立分析模型對(duì)其進(jìn)行效果評(píng)價(jià)時(shí),可能會(huì)得出相異的評(píng)價(jià)結(jié)論。因此,偽裝評(píng)價(jià)必須是包括當(dāng)前科學(xué)性強(qiáng),應(yīng)用廣泛,技術(shù)成熟的所有客觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)的一個(gè)集成體系。

2.3 綜合評(píng)價(jià)法

綜合評(píng)價(jià)法包括多種檢測(cè)手段,基于檢測(cè)結(jié)果的多種特征,選取多個(gè)偽裝指標(biāo),綜合評(píng)判工程偽裝的效果。多指標(biāo)評(píng)價(jià)提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可信度,但也帶來(lái)了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,就是如何確定各指標(biāo)的權(quán)重。指標(biāo)賦權(quán)的方法包括主觀(guān)賦權(quán)法、客觀(guān)賦權(quán)法和組合賦權(quán)法,見(jiàn)表1。

體系構(gòu)建要考慮到偽裝工程在不同時(shí)段、不同季節(jié)的遙感偵察情況,偽裝效果在一天中隨光線(xiàn)強(qiáng)弱和溫度升降的變化,一年四季中周邊環(huán)境變化的影響,其暴露概率可能會(huì)發(fā)生顯著變化。圖2為某機(jī)場(chǎng)附屬設(shè)施的紅外圖像,由圖可知,中午時(shí)分目標(biāo)與背景的差異度明顯高于早晨和傍晚。因此,工程偽裝效果是一個(gè)動(dòng)態(tài)全時(shí)段評(píng)價(jià)。譬如,楊鑫曾提出一種基于特征統(tǒng)計(jì)的動(dòng)態(tài)偽裝效果評(píng)估方法,采用目標(biāo)跟蹤技術(shù),通過(guò)統(tǒng)計(jì)背景與目標(biāo)的相關(guān)性特征數(shù)據(jù),按照一定的概率隨機(jī)更新樣本,從而較好地適應(yīng)了由于季節(jié)交替引起的背景大范圍變化[21-22]。

表1 偽裝效果綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)主要方法

客觀(guān)賦權(quán)方法中熵權(quán)法應(yīng)用最為廣泛,此外還有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等[11-12]。王展選取亮度、顏色、紋理、形狀、尺寸等指標(biāo)特征,通過(guò)熵權(quán)法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán),根據(jù)環(huán)境背景確定各指標(biāo)之間的關(guān)系,并建立偽裝評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)迷彩偽裝設(shè)計(jì)效果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。熵權(quán)法屏除了主觀(guān)因素影響,不需要專(zhuān)家打分賦權(quán),是一種科學(xué)客觀(guān),應(yīng)用較為廣泛的指標(biāo)賦權(quán)方法[13]。應(yīng)家駒等依據(jù)偽裝圖像特征序列數(shù)據(jù)的信息熵大小決定權(quán)重,提出了一種基于特征綜合的紅外動(dòng)態(tài)偽裝效果評(píng)估方法,該賦權(quán)方法同樣屬于熵權(quán)法[14]。劉建永認(rèn)為模糊綜合評(píng)估法、層次分析法及灰色評(píng)價(jià)等方法,在確定指標(biāo)權(quán)重時(shí)存在主觀(guān)性強(qiáng)以及相關(guān)性約束不容易檢驗(yàn)等問(wèn)題,并提出運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析主要用來(lái)評(píng)價(jià),比較具備相同功能的不同單位之間的效率,該方法是利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的一種運(yùn)籌學(xué)方法[15]。

指標(biāo)選取必須慎重,一些客觀(guān)指標(biāo)的研究和分析模型可能只存在于理論水平,適用范圍窄,應(yīng)用性較差,或者只存在于理論層面,未經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證。這類(lèi)指標(biāo)必須加以區(qū)分,是否吸納,賦予多大權(quán)重,都要經(jīng)過(guò)充分研究論證。這樣才能提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度。

綜合評(píng)價(jià)法包括的指標(biāo)更加全面,評(píng)價(jià)結(jié)果可信度高于客觀(guān)評(píng)價(jià),對(duì)于形成權(quán)威的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有不斷推進(jìn)作用。指標(biāo)賦權(quán)是綜合評(píng)價(jià)法的關(guān)鍵步驟,以上賦權(quán)方法中既有借鑒于其他領(lǐng)域的新方法和新思路,也有統(tǒng)計(jì)學(xué)中應(yīng)用較為成熟的傳統(tǒng)賦權(quán)方法,如何科學(xué)解決指標(biāo)賦權(quán)問(wèn)題,是綜合評(píng)價(jià)方法發(fā)展的瓶頸。

3 工程偽裝效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建思路探討

馬世欣等采用高光譜異常目標(biāo)探測(cè)技術(shù),基于最高探測(cè)值、虛警率和目標(biāo)面積等三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),多角度分析目標(biāo)的偽裝效果[1]。鄒楠利用高光譜成像技術(shù),通過(guò)分析高分辨率光譜信息,對(duì)涂層的光學(xué)偽裝效果進(jìn)行了客觀(guān)評(píng)價(jià)[2]。查國(guó)云、林偉等基于紋理特征分析技術(shù),分別建立分析模型,在紋理分析基礎(chǔ)上結(jié)合Gabor小波變化、模擬人眼識(shí)別等技術(shù)手段,對(duì)偽裝效果進(jìn)行評(píng)判[3-4]。王友軍、許衛(wèi)東等針對(duì)目標(biāo)與背景的斑點(diǎn)特征,基于馬式距離或歐氏距離等統(tǒng)計(jì)學(xué)手段,建立了偽裝器材效果評(píng)價(jià)模型[5-6]。許衛(wèi)東還基于蒙特卡洛隨機(jī)模擬方法,建立了野戰(zhàn)陣地體系的偽裝效能分析模型,并編制了相應(yīng)程序,用以分析不同背景條件下,不同偽裝目標(biāo)的生存概率[7]。程曉鵬等基于圖像顯著性,根據(jù)目標(biāo)背景特征和內(nèi)部形狀特征,分別計(jì)算主顯著性和內(nèi)部顯著性,提出了一種紅外偽裝效果評(píng)估方法。該方法將主顯著性和內(nèi)部顯著性相融合,得到綜合顯著性值,來(lái)評(píng)價(jià)目標(biāo)的紅外偽裝效果[8]。

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建必須貼近實(shí)戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)

構(gòu)建指標(biāo)體系時(shí),在檢測(cè)方法上必須囊括當(dāng)前所有先進(jìn)的偵查手段,并且在成像質(zhì)量上盡量貼近實(shí)戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)。譬如,美國(guó)計(jì)劃建立由24顆衛(wèi)星組成的 SeeMe 系統(tǒng),能夠在90 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)分發(fā)分辨率lm的圖像數(shù)據(jù),其現(xiàn)役光學(xué)偵查衛(wèi)星“鎖眼”的成像分辨率已經(jīng)達(dá)到0.1 m,并同時(shí)具備機(jī)動(dòng)變軌與紅外偵查能力(見(jiàn)表2)[19]。而國(guó)內(nèi)一些研究中采用的偽裝效果檢測(cè)器材的模擬水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)戰(zhàn)中敵軍偵查水平,其評(píng)價(jià)結(jié)果就不具備實(shí)戰(zhàn)意義,也就缺乏權(quán)威性。由于軍事偵查手段日新月異,工程偽裝評(píng)價(jià)中的偽裝效果檢測(cè)就要緊跟敵人的偵查水平,這樣才能使評(píng)價(jià)結(jié)果更加可靠,構(gòu)建的指標(biāo)體系才更具實(shí)戰(zhàn)意義,否則就是掩耳盜鈴,難以經(jīng)受實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。

表2 美國(guó)高分辨率衛(wèi)星

3.2 指標(biāo)體系構(gòu)建因素必須涵蓋全面

3.2.1 必須考慮不同類(lèi)型軍事工程的偽裝特征

工程偽裝要對(duì)抗可見(jiàn)光、近紅外、中遠(yuǎn)紅外和不同波段雷達(dá)的偵查,最終偽裝效果評(píng)價(jià)就應(yīng)考慮各種偵查手段要素互相融合的方式,必須囊括當(dāng)前各種偽裝檢測(cè)手段及其相應(yīng)的客觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)。譬如光學(xué)成像下的亮度對(duì)比、色度色差、紋理形狀等,熱紅外成像下的熱紅輻射溫差、斑點(diǎn)暴露尺寸等客觀(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)。而對(duì)于一些新出現(xiàn)的前沿偵查技術(shù),譬如太赫茲雷達(dá)、量子雷達(dá)、超材料雷達(dá)等精確制導(dǎo)成像探測(cè)技術(shù),在研究分析尚未成熟前,構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)可暫不考慮[23]。

3.2.2 必須重視軍事工程的動(dòng)態(tài)偽裝特征

主觀(guān)賦權(quán)方法需要專(zhuān)家評(píng)分,應(yīng)用最多的是層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法。孫前等采用層次分析法賦權(quán),基于 Matlab 軟件平臺(tái),通過(guò)工具箱建立了遙感圖像處理、指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)權(quán)重確定和灰色聚類(lèi)評(píng)價(jià)等四個(gè)模塊,選取了13項(xiàng)工程具體指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了對(duì)某防護(hù)工程口部偽裝效果的完整評(píng)價(jià),最終得出煙囪排煙、熱輻射和植被破壞是口部偽裝效果中較大影響因素[9]。侍冰雪等采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法,選取強(qiáng)度、顏色、紋理、邊緣形狀、斑點(diǎn)尺寸等五個(gè)指標(biāo),建立了基于模糊綜合評(píng)價(jià)的低能見(jiàn)度分析模型,分析各種迷彩圖案的低能見(jiàn)度效應(yīng),建立了以相似度為基礎(chǔ)的偽裝效果評(píng)估模型[10]。

推進(jìn)竹文化旅游提檔升級(jí)。依托竹林基地規(guī)劃，精心組織實(shí)施，強(qiáng)化竹文化與竹景觀(guān)、竹編工藝以及竹建筑的深度融合，創(chuàng)建一批竹建筑小品、竹博園、竹文化主題公園、竹林康養(yǎng)基地、竹林小鎮(zhèn)等。將符合條件的竹林主題公園、竹林康養(yǎng)基地、竹林小鎮(zhèn)優(yōu)先納入省級(jí)示范點(diǎn)，擇優(yōu)支持申報(bào)國(guó)家示范點(diǎn)。

圖2 某機(jī)場(chǎng)附屬設(shè)施早中晚熱紅外圖像

3.2.3 必須涵蓋當(dāng)前主要軍事偵查手段

不同類(lèi)型的軍事工程,對(duì)其進(jìn)行偽裝效果總體評(píng)價(jià)時(shí),其指標(biāo)體系的構(gòu)成要素及其權(quán)重,就會(huì)有所差異,很難制定統(tǒng)一通用的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。目前,軍事偽裝工程涉及飛機(jī)洞庫(kù)、指揮所、油庫(kù)、導(dǎo)彈陣地、潛艇基地等,其各自評(píng)價(jià)指標(biāo)及相應(yīng)權(quán)重必然有所差異。陳都[20]針對(duì)不同類(lèi)型偽裝工程,曾提出基于環(huán)境設(shè)計(jì)的工程偽裝效能評(píng)估指標(biāo)選取方法,將評(píng)估指標(biāo)體系作為產(chǎn)品,利用環(huán)境設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。該方法是一種基于遞歸邏輯而提出的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法,對(duì)工程項(xiàng)目特征進(jìn)行分析,從外層環(huán)境影響因素開(kāi)始,逐一分解并完成新的描述,最終得到整個(gè)評(píng)估指標(biāo)體系。

3.3 指標(biāo)體系構(gòu)建必須客觀(guān)可信

指標(biāo)體系構(gòu)建過(guò)程中,應(yīng)盡量采納客觀(guān)并且實(shí)踐應(yīng)用較為成熟、易于量化的指標(biāo),最大限度降低主觀(guān)不確定性因素的影響。

Kilimall在肯尼亞苦心經(jīng)營(yíng)一年，做出了一個(gè)商家和消費(fèi)者的“小循環(huán)”之后，才開(kāi)始面向中國(guó)國(guó)內(nèi)招商，以滿(mǎn)足非洲消費(fèi)者的“海外購(gòu)”需求。

3.3.1 指標(biāo)選取成熟可信

組合賦權(quán)法兼顧主觀(guān)意愿與客觀(guān)信息分析,更多應(yīng)用于多屬性決策[16]。李中華基于模糊聚類(lèi)方法、結(jié)合信息熵和統(tǒng)計(jì)特征,提出了一種針對(duì)迷彩偽裝效果評(píng)價(jià)的多指標(biāo)權(quán)重分配算法,并結(jié)合實(shí)例將其與專(zhuān)家打分法、熵權(quán)法進(jìn)行比較,證明該組合賦權(quán)法的科學(xué)性與準(zhǔn)確性更優(yōu)[17]。

例2:(ST)東亞中國(guó)2010年12月31日的資產(chǎn)負(fù)債表、2010年度的利潤(rùn)表和現(xiàn)金流量表根據(jù)中華人民共和國(guó)財(cái)政部頒布的企業(yè)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則（2006）的規(guī)定編制，并經(jīng)畢馬威華振會(huì)計(jì)師事務(wù)所上海分所審計(jì)(東亞銀行年度報(bào)告：2010)[6]。

3.3.2 指標(biāo)選取客觀(guān)易量化

工程偽裝是關(guān)乎存亡的重要軍事措施,在指標(biāo)選取中,由于人的主觀(guān)能動(dòng)性存在很多不確定性因素,與其相關(guān)性較大的指標(biāo),不宜納入指標(biāo)體系。譬如山體洞庫(kù)偽裝,對(duì)于同樣的檢測(cè)圖像,普通人與領(lǐng)域?qū)＜叶床炷繕?biāo)的概率必然不會(huì)相同。因此,一些難以量化的分析指標(biāo),或者依托人體主觀(guān)能力建立的分析模式,量化可信度不高的分析指標(biāo),不宜采納。

3.3.3 指標(biāo)賦權(quán)避免專(zhuān)家評(píng)分

其次是指標(biāo)賦權(quán),依靠專(zhuān)家打分賦權(quán),存在主觀(guān)不確定性因素,評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏效果檢驗(yàn),可信度較差,不能準(zhǔn)確反映其偽裝效果。譬如層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法,針對(duì)同一偽裝工程的某一項(xiàng)分析指標(biāo),不同專(zhuān)家的賦權(quán)不盡相同,人為主觀(guān)因素介入導(dǎo)致指標(biāo)影響權(quán)重?zé)o法準(zhǔn)確界定。

式(1)中，y=[y1,y2,…,yNr]T，表示接收到的符號(hào)向量；xl,s=[0,…,0,xs,0,…,0]T，表示發(fā)送的符號(hào)向量，其中，xsS (S={x1,x2,…,xM})，且僅第l個(gè)元素(l{1,2,…,Nt})不為零；n=[n1,n2,…,nNr]T，表示均值為0、方差為σ2的復(fù)加性高斯白噪聲；hl表示信道矩陣H的第l列；xs為該時(shí)隙激活天線(xiàn)l的發(fā)送符號(hào).

對(duì)照組給予貝那普利（北京諾華制藥有限公司生產(chǎn)；國(guó)藥準(zhǔn)字：H20030514）起始劑量為2.5 mg，1次/d，后期根據(jù)患者病情逐漸增加劑量，最高不得超過(guò)20 mg。觀(guān)察組在對(duì)照組基礎(chǔ)上增加螺內(nèi)酯（杭州民生藥業(yè)有限公司生產(chǎn)；國(guó)藥準(zhǔn)字：H33020070）40 mg/次，2次/d。

4 結(jié) 語(yǔ)

軍事工程偽裝研究必須與軍事偵查技術(shù)同步發(fā)展,工程偽裝效果評(píng)價(jià)方法會(huì)不斷創(chuàng)新,評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是一個(gè)不斷發(fā)展與完善的動(dòng)態(tài)體系,標(biāo)準(zhǔn)同樣不可固化。研究人員希望構(gòu)建一套統(tǒng)一通用的評(píng)價(jià)體系及標(biāo)準(zhǔn),客觀(guān)分析這是很困難的。同樣偽裝效果,在當(dāng)下偵查技術(shù)手段下達(dá)到某一偽裝標(biāo)準(zhǔn),但是新技術(shù)的出現(xiàn)極有可能直接顛覆以往的技術(shù)體系及標(biāo)準(zhǔn)。譬如量子雷達(dá)的出現(xiàn),在固定虛警概率下能夠取得更高的檢測(cè)概率,從而降低了檢測(cè)目標(biāo)所需的信號(hào)強(qiáng)度,突破了傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)性能的極限[24-25]。任何新的偵查手段出現(xiàn)或者已有偵查手段的跨越式發(fā)展,都有可能導(dǎo)致體系指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)時(shí)。工程偽裝效果評(píng)價(jià)需要與時(shí)俱進(jìn),指標(biāo)體系及標(biāo)準(zhǔn)需要緊跟目標(biāo)偵查技術(shù)的科技發(fā)展前沿,不斷更新完善,才能適應(yīng)當(dāng)前激烈的軍事競(jìng)爭(zhēng),才能實(shí)現(xiàn)真正的“大偽裝”效果。