基于體系作戰效能的武器裝備體系評估

張 亮，趙振南，王 利

(解放軍理工大學 指揮信息系統學院，南京 210007)

武器裝備體系(weapon system-of-systems，WSoS)是指在一定的戰略指導、作戰指揮和保障條件下，為完成一定作戰任務，由功能上相互聯系、相互作用的各種武器裝備系統組成的更高層次的系統［1］。目前，對作戰效能的評估研究主要面向的是武器裝備系統級，對級別更高的武器裝備體系卻并不適用。因此，在對武器裝備體系進行深入研究的基礎上，提出一種基于體系作戰效能的武器裝備體系評估方法是很有意義的。

1 基本概念

武器裝備的作戰能力和作戰效能是既有聯系又有區別的2 個概念［2］:作戰能力是指武器裝備為執行一定作戰任務所需的“本領”或應具有的潛力，是一個相對靜態的概念;作戰效能是指在特定條件下，武器裝備被用來執行特定作戰任務所能達到預期目標的有效程度，是一個動態的概念。武器裝備體系的作戰能力是體系的固有的屬性，由裝備質量特性(性能參數、戰技指標)、數量決定，與作戰過程無關;武器裝備體系的作戰效能不但與裝備的質量特性、數量有關，而且與作戰編配和在作戰中的實際運用有關［3］。

武器裝備體系由諸多武器裝備實體構成，武器裝備實體具有各自的性能屬性，將類似性能的武器裝備實體通過有機組合便形成了武器裝備系統，表現出系統功能;將不同功能的武器裝備系統通過協調配合便形成了武器裝備體系，表現出體系作戰能力;當用來執行特定作戰任務時，在具體實戰中所能達到的有效程度，表現出體系作戰效能。因此，武器裝備體系作戰效能的實現，很大程度上依賴于武器裝備的系統功能，而武器裝備系統功能能否發揮應有的作用，人員的戰技術能力起著至關重要的作用。

2 評估方法

基于體系作戰效能的武器裝備體系評估方法，從作戰使命任務的牽引出發，站在體系作戰效能的高度，對武器裝備體系進行評估，其關鍵是:通過確立體系作戰能力與系統功能之間的映射關系以及人員戰技術能力對系統功能發揮的影響度，將對體系作戰效能的評估轉化為對系統功能和人員戰技術能力的評估。

2.1 評估模型

在不同的作戰環境和作戰背景下，由作戰使命和任務牽引的體系作戰能力也不盡相同，一般來說，體系作戰能力都可看作是由信息能力、打擊能力、防護能力、機動能力和保障能力等5 種基本作戰能力按一定的方式共同實現。系統功能也能歸納為情報處理功能、作戰決策功能、指揮控制功能和互操作功能等4 種基本系統功能，同樣，人員戰技術能力也可分解為指揮協同、軍事素養、業務熟悉和迅速反應4 種基本能力，而每種基本作戰能力的實現都可以由這4 種基本系統功能組合完成，每種基本系統功能的實現都由這4 種人員基本戰技術能力共同決定。

通過以上分析，得出基于體系作戰效能的武器裝備體系評估模型，如圖1 所示。

圖1 基于體系作戰效能的武器裝備體系評估模型

2.2 灰色層次綜合評估法

灰色關聯分析法是基于灰色系統理論提出的一種綜合評價方法，是根據因素之間發展態勢的相似或相異程度來衡量因子間關聯程度，是對信息不完全的系統作因子間的量化或序化。灰色關聯分析法的模型不是函數模型，而是序關系模型，它關注的不是數值本身，而是數值大小所表示的序關系。因此，灰色關聯分析過程是先獲取序列間的差異信息，建立差異信息空間，再計算差異信息的灰關聯度，從而建立因素間的序關系［4］。

層次分析法是一種定性與定量分析相結合的多準則決策方法，是把復雜的問題分解為各種指標，將這些指標按支配關系分組并鏈接成有序的遞階層次結構，一般分為目標層、準則層和方案層［5］。由專家將同一支配指標下的所有指標進行兩兩比較。兩兩比較判斷的互反關系是一種把人的判斷加以組合的合理方式，通過這種方式確定每一層次中指標相對于其上支配指標的重要性(即權重)，然后逐層合成指標權重，得到最低層相對于最高層的綜合指標權重。因此，在運用其進行決策的過程中定性因素起主導作用。

灰色層次綜合評估法是將灰色關聯分析法與層次分析法集成所得的一種綜合評估方法，它汲取了灰色關聯分析法與層次分析法的優點:通過層次分析法來解決從體系作戰效能評估向系統功能和人員戰技術能力評估的轉化問題;通過灰色關聯分析法解決系統功能評估和人員戰技術能力評估時由于評估專家的人數、判斷和偏好等主觀因素引起的不可靠問題。

灰色層次綜合評估法的基本構思是:由層次分析法構建指標體系的層次結構關系圖，依據判斷矩陣計算出指標的權重ωj(j=1，2，…，n )，并得到被評價對象的評價值xi(i=1，2，…，m )。由于層次分析法中對原始數據的處理使用極值法，可知，若取矩陣中每列的最優值構成一虛擬的被評價對象，則在層次分析法中，該虛擬評價對象的評價值為1，那么各被評價對象的評價值可看作是與最優值的近似程度。這樣構造的虛擬評價對象與灰色關聯分析中的理想對象是等價的。可令為分辨系數，從而得到新的關聯系數矩陣。由關聯系數計算各評價對象對于理想對象的關聯度時，考慮指標本身權重的影響，結合層次分析法中得到的指標權重，得到一組新的關聯度，進而評價各對象［6］。

3 評估過程

灰色層次綜合評估法評估過程如下:

假設根據層次分析法構建了一個由n 個指標，m 個被評價對象組成的指標體系，m 個被評價對象的原始指標數據矩陣記為R

1)對指標的重要性進行兩兩比較，由專家的評分構造判斷矩陣

2)計算A 的最大特征值和最大特征值對應的特征向量，并將特征向量做歸一化處理;

3)對判斷矩陣A 進行一致性檢驗，若A 滿足給定的一致性標準，則由上一步求出的歸一化后的特征向量即為指標權重，記為反之，若A 不滿足給定的一致性標準，則需要對A 進行修改，重復前兩步，直到A 滿足給定的一致性標準為止;

5)確定理想對象R0，記其中，r0j為第j 個指標在所有待評對象中的最優值

通過如上計算，得到關聯系數矩陣β

7)計算集成的評價值X=β* ω

xi越大，可知第i 個被評價對象與理想對象越接近，表明第i 個被評價對象越優，由此可排出各評價對象的優劣，從而得到分析評價結果。

4 實例分析

本節通過實現遠程精確打擊效能的武器裝備體系評估為例，來具體說明基于體系作戰效能的武器裝備體系評估方法。

假設有3 個導彈旅，在同一次演習中實現同一個遠程精確打擊目標，負責導調裁評的機構(一般是演訓基地)通過演習任務完成情況對導彈旅武器裝備體系進行評分，具體數值如表1。

表1 導彈旅武器裝備體系綜合評分

具體評估過程如下:

第1 步，用極值法對原始數據進行無量綱處理，得到

并對指標的重要性進行兩兩比較，由專家評分得到判斷矩陣

第2 步，計算A 的最大特征值λmax和最大特征值對應的特征向量ξ，并對判斷矩陣A 進行一致性檢驗。經過計算得到:λmax= 5. 232，ξ = (0. 272 0. 479 0. 129 0. 071 0.048)，CI =0.058，CR =0.052 小于0.1，可知A 具有一致性，因此，ωj=ξ=(0.272 0.479 0.129 0.071 0.048)為指標權重也就是特征值向量。

第3 步，計算各個導彈旅武器裝備體系作戰效能的初步評估值X=(0.943 0.844 0.888)，平均值為0.892。

第4 步，確 定 理 想 對 象 R0= (r01，r02，…，r0n) ，將作為參考數列，得到關聯系數矩陣β:

第5 步，計算最終的集成評估值

可知最終的集成評估值xA=0. 88，xB=0. 668，xC=0.684。

從評估結果可以看出:導彈A 旅武器裝備體系評分最高，遠程精確打擊效能最好，主要得益于信息能力和打擊能力的充分發揮，在防護能力和機動能力方面則略顯不足，從人員戰技術能力方面看可能因為業務熟練能力和迅速反映能力上存在短板，今后的訓練可以在這兩方面下功夫;導彈B 旅和C 旅各種能力表現平平，尤其是B 旅的信息能力表現不佳，在系統功能層面主要因為情報處理功能和指揮控制功能沒有發揮應有的作用，人員的指揮協同能力也有待加強。

4 結束語

本文通過基于體系作戰效能的武器裝備體系評估，將體系作戰效能逐級分解映射成5 種基本作戰能力、4 種基本系統功能和4 種基本人員戰技術能力，構建評估層次模型，運用灰色層次綜合評估法對武器裝備的體系作戰效能進行綜合評價，經實例證明，該方法是切實可行的。

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